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目录1

第一部分 工程热力学原理1

第一章 绪论1

§1-1 什么是工程1

§1-2 什么是热力学2

§1-3 工程热力学的定义4

§1-4 工程热力学的应用4

§1-5 相关工程学科4

§1-6 物质的宏观观点和微观观点5

§1-7 数学基础5

§1-8 量纲和单位10

§1-9 压力13

第二章 基本概念和定义17

§2-1 热力系统17

§2-2 热力特性参数18

§2-3 热力平衡和平衡状态19

§2-4 温度和热力学第零定律20

§2-5 热力过程21

第三章 能和热力学第一定律24

§3-1 能含24

§3-2 质量守恒26

§3-3 热力学第一定律应用于闭口系统26

§3-4 热力学第一定律应用于循环过程28

§3-5 功的热力学定义29

§3-6 功的习惯符号30

§3-7 准静态膨胀功30

§3-8 其它准静态功的形式32

§3-9 功相互作用概要33

§3-11 焓——热力特性参数34

§3-10 热的热力学定义34

§3-12 热力学第一定律应用于开口系统35

§3-13 质量守恒应用于开口系统37

§3-14 各种热力源37

第四章 熵和热力学第二定律41

§4-1 熵和能的品质41

§4-2 功源中熵的变化42

§4-3 热源中熵的变化42

§4-4 两个热源之间的传热43

§4-5 热机的效率43

§4-6 制冷机和热泵的效能46

§4-7 不可逆过程举例47

§4-8 热力学第二定律应用于闭口系统49

§4-9 热力学第二定律应用于开口系统50

§4-10 熵、平衡和变化的方向51

第五章 状态公设和热力学普遍关系式57

§5-1 状态公设57

§5-2 焓、赫姆霍尔兹函数和吉布斯函数59

§5-3 闭口系统的准静态传热61

§5-4 热源熵变的另一解释62

§5-5 卡诺循环和热力学温标63

§5-6 绝对零度、绝对熵和热力学第三定律64

§5-7 化学势和吉布斯函数65

§5-8 温度是传热的驱动力66

§5-9 压力是容积变化的驱动力67

§5-10 化学势是物质流动的驱动力68

§5-11 吉布斯相律应用于非反应系统69

第六章 纯物质状态方程的图和表73

§6-1 纯物质的定义73

§6-2 单纯可压缩物质状态公设74

§6-3 单纯可压缩物质的一些重要而又普遍的热力学关系式75

§6-4 单纯可压缩物质的p-v-T曲面75

§6-5 单纯可压缩物质的各种热力图线77

§6-6 定容比热和定压比热83

§6-7 单纯可压缩物质的热力特性参数表84

§6-8 由于状态变化而引起的特性参数变化的计算举例86

第七章 理想气体的性质和热力特性参数95

§7-1 理想气体的定义95

§7-2 理想气体模型的重要结论98

§7-3 理想气体内能的变化98

§7-4 理想气体焓的变化99

§7-5 理想气体的比热99

§7-6 理想气体熵的变化100

§7-7 理想气体各特性参数关系式汇总101

§7-8 理想气体的热力图线103

§7-9 理想气体热力特性参数的表格数据105

§7-10 理想气体的等熵过程107

§7-11 理想气体的可逆多变过程108

§7-12 以理想气体作为工作流体的卡诺循环110

§7-13 热力学温度和理想气体经验温度的等值性111

第八章 工程热力学原理提要114

§8-1 热力学的三原理结构114

§8-2 系统、外界和边界114

§8-3 特性参数、状态和过程115

§8-4 热力平衡、热平衡和温度116

§8-5 热和热源116

§8-6 功和功源116

§8-8 熵的基本性质117

§8-7 能的基本性质117

§8-9 质量守恒原理118

§8-10 热力学第一定律的运算式118

§8-11 热力学第二定律的运算式119

§8-12 状态公设和特性参数关系式120

§8-13 单纯可压缩物质的热力学关系式121

§8-14 工程热力学中解题的一般方法121

第二部分 工程热力学应用第九章 闭口系统过程的工程分析123

§9-1 等容过程123

§9-2 等压过程126

§9-3 等温过程128

§9-4 绝热过程130

§9-5 等内能过程131

§9-6 闭口系统的吉布斯函数和最大有用功133

§9-7 闭口系统的赫姆霍尔兹函数和最大有用功135

第十章 开口系统过程的工程分析139

§10-1 稳定状态稳定流动开口系统的特征139

§10-2 按功能分类的稳态稳流装置139

§10-3 稳态稳流装置的理想轴功140

§10-4 泵和压缩机140

§10-5 涡轮机143

§10-6 节流装置145

§10-7 热交换器146

§10-8 由一个以上稳态稳流装置组成的各种稳定流动开口系统150

§10-9 稳态稳流开口系统的吉布斯函数和最大有用功155

§10-10 非稳态稳流开口系统157

第十一章 流体的一维稳定流动热力学164

§11-1 无传递功的一维稳定流动能量方程式164

§11-2 不可压缩流体的伯努利方程式166

§11-3 根据动量原理推导伯努利方程式167

§11-4 音速和马赫数170

§11-5 滞止特性参数173

§11-6 变截面通道中绝热流动的速度变化和压力变化174

§11-7 喷管和扩压管效率175

§11-8 通过渐缩喷管的质流量178

§11-9 等截面管道内的绝热流动180

第十二章 具有热源和功源的动力系统设计185

§12-1 动力装置设计方案的拟定185

§12-2 卡诺蒸汽循环186

§12-3 简单朗肯循环188

§12-4 具有过热的朗肯循环192

§12-5 具有再热的朗肯循环195

§12-6 具有给水回热的朗肯循环197

§12-7 蒸汽动力循环中工作流体的选择205

§12-8 空气标准循环205

§12-9 卡诺气体循环206

§12-10 奥托循环209

§12-11 笛塞尔循环212

§12-12 双燃（限压）循环214

§12-13 汪克尔转子式内燃机216

§12-14 斯特林循环218

§12-15 布雷顿循环219

§12-16 具有实际压缩机和涡轮机的简单燃气轮机动力装置222

§12-17 具有回热的布雷顿循环223

§12-18 联合动力装置的热效率226

第十三章 具有热源和功源的制冷系统设计232

§13-1 制冷系统设计方案的拟定232

§13-2 逆卡诺循环233

§13-3 压缩蒸气制冷循环234

§13-4 气体制冷循环236

§13-5 回热式逆布雷顿循环237

§13-6 利用热代替功产生制冷效应239

§13-7 吸收式制冷系统240

§13-6 用热机－热泵系统产生低温用热241

第十四章 具有热源、功源和质源的系统设计246

§14-1 理想液化系统所需的功246

§14-2 可逆气体液化系统247

§14-3 简单林德－汉普森气体液化系统248

§14-4 理想气体分离系统所需的功250

§14-5 可逆气体分离系统253

§14-6 双组分流体的相图254

§14-7 简单林德单塔式空气分离系统254

§14-8 脱盐所需的最小能量256

§14-9 逆向渗透过程258

§14-10 多效蒸馏系统259

§14-11 压缩蒸汽蒸馏法260

第十五章 单纯可压缩物质热力学265

§15-1 重要数学关系式265

§15-2 马克斯韦尔关系式265

§15-3 p-v-T的某些导出量266

§15-4 包含比热的某些热力学关系式268

§15-5 压力和容积的变化对比热的影响271

§15-6 熵、内能和焓的变化的热力学关系式272

§15-7 焦耳－汤姆逊系数273

§15-8 克拉贝隆方程式275

§15-9 实际气体和压缩因子277

§15-10 实际气体的通用焓图279

§15-11 实际气体的通用熵图281

§15-12 维里状态方程式282

§16-1 混合气体的摩尔分数、质量分数和分子量286

第十六章 非反应气体和蒸气混合物热力学286

§16-2 道尔顿分压定律287

§16-3 阿马盖特－勒迪克分容积定律288

§16-4 理想气体混合物的内能、焓和比热290

§16-5 理想气体混合物的熵292

§16-6 理想气体与可凝蒸气的混合物295

§16-7 空气－水蒸汽混合物的焓和熵298

§16-8 绝热饱和过程299

§16-9 湿度图301

§16-10 有关空气－水蒸汽混合物的各种过程302

第十七章 反应混合物热力学312

§17-1 化学计算法和化学方程式312

§17-2 矿物燃料的基本燃烧方程式312

§17-3 理论空气量、过量空气和空气－燃料比313

§17-4 燃烧产物的分析314

§17-5 具有化学反应的稳态稳流系统的能量平衡315

§17-6 燃料的反应焓和热值316

§17-7 生成焓318

§17-8 热力学第一定律在有化学反应的稳态稳流系统中的应用320

§17-9 绝对熵和热力学第三定律325

§17-10 热力学第二定律在有化学反应的稳态稳流系统中的应用326

§17-11 标准生成吉布斯函数329

§17-12 化学平衡331

§17-13 理想气体反应混合物的平衡常数332

§17-14 平衡常数的温度关系式340

§17-15 反应系统结束语342

附录表A-1 各种单位的换算系数346

表A-2 物理常数347

表A-3-1 饱和水和饱和水蒸汽特性参数表（按温度排列）348

表A-3-2 饱和水和饱和水蒸汽特性参数表（按压力排列）350

表A-4 过热水蒸汽特性参数表352

表A-5 压缩水特性参数表358

表A-6 饱和氟利昂－12特性参数表359

表A-7 过热氟利昂－12特性参数表360

表A-8 饱和氨特性参数表364

表A-9 过热氨特性参数表365

表A-10 饱和氮特性参数表368

表A-11 过热氮特性参数表369

表A-12 饱和氧特性参数表371

表A-13 过热氧特性参数表372

表A-14 低压空气特性参数表374

表A-15 物质在25C,1标准大气压下的燃烧焓376

表A-16 物质在25℃C,1标准大气压下的生成焓、生成吉布斯函数和绝对熵376

表A-17 平衡常数Kp以10为底的对数377

图A-1 氮的温熵图378

图A-2 氧的温熵图379

图A-3 空气的温熵图380

图A-4 氟利昂－12压焓图381

图A-5 氟利昂－22压焓图382

图A-6 氟利昂－503压焓图383

图A-7 氮压缩因子图384

图A-8 氧压缩因子图385

图A-9 甲烷压缩因子图386

图A-10 纳尔逊－奥伯特通用压缩性图（中压区）387

图A-11 纳尔逊－奥伯特通用压缩性图（高压区）388

图A-12 通用焓修正图389

图A-13 通用熵修正图390

图A-14 湿度图391