工程熱力學(xué)

內(nèi)容概要

　　《高等學(xué)校建筑類專業(yè)雙語教學(xué)規(guī)劃教材：工程熱力學(xué)（雙語版）》為作者根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，組織編寫組成員參閱多本英文原版教材，充分利用互聯(lián)網(wǎng)上工程熱力學(xué)課程的教學(xué)資源，根據(jù)國內(nèi)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)《高等學(xué)校建筑類專業(yè)雙語教學(xué)規(guī)劃教材：工程熱力學(xué)（雙語版）》課程教學(xué)大綱的要求，編排各章節(jié)的內(nèi)容，用中、英文兩種文字編寫了這部適合我國學(xué)生使用的雙語教材。本書具有一定的系統(tǒng)性和完整性，第12章還對可再生能源的相關(guān)知識和應(yīng)用新技術(shù)進(jìn)行了簡單介紹，以拓寬學(xué)生能源利用方面的知識。各章節(jié)后有中文思考題和習(xí)題。

書籍目錄

緒論 0.1 能源與熱能的利用 0.2 工程熱力學(xué)的研究對象與主要內(nèi)容 0.3 工程熱力學(xué)的研究方法 第1章 基本概念 1.1 熱力系統(tǒng) 1.2 熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù) 1.3 平衡狀態(tài)、狀態(tài)公理及狀態(tài)方程 1.4 準(zhǔn)靜態(tài)過程與可逆過程 1.5 熱力循環(huán) 思考題 習(xí)題 第2章 熱力學(xué)第一定律 2.1 熱力學(xué)能和總能量——儲(chǔ)存能 2.2 系統(tǒng)與外界傳遞的能量 2.3 閉口系統(tǒng)的能量方程式 2.4 開口系統(tǒng)的能量方程式 2.5 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式的應(yīng)用 思考題 習(xí)題 第3章 理想氣體的性質(zhì)與過程 3.1 理想氣體的狀態(tài)方程 3.2 理想氣體的比熱 3.3 理想氣體的熱力學(xué)能、焓和熵 3.4 理想氣體的典型熱力過程 3.5 理想氣體的混合物 思考題 習(xí)題 第4章 熱力學(xué)第二定律 4.1 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述 4.2 卡諾循環(huán)與卡諾定理 4.3 熵與熵增原理 4.4 熵方程 4.5 炯與嫵 4.6 炯分析 思考題 習(xí)題 第5章實(shí)際氣體性質(zhì)與熱力學(xué)一般關(guān)系式 5.1 實(shí)際氣體的狀態(tài)方程 5.2 導(dǎo)出熱力性質(zhì)關(guān)系式的條件和基本關(guān)系式 5.3 熱力學(xué)能、焓和熵的微分方程式 5.4 比熱容的微分關(guān)系式 5.5 焦耳—湯姆遜系數(shù)的一般關(guān)系式 思考題 習(xí)題 第6章水蒸氣 6.1 氣化與凝結(jié) 6.2 水蒸氣的定壓發(fā)生過程 6.3 水蒸氣表 6.4 水蒸氣的焓—熵圖（h—s圖） 6.5 水蒸氣的熱力過程 思考題 習(xí)題 第7章濕空氣 7.1 濕空氣的狀態(tài)與狀態(tài)參數(shù) 7.2 相對濕度和含濕量的測量 7.3 濕空氣的焓—濕（h—d）圖 7.4 濕空氣的基本熱力過程 思考題 習(xí)題 第8章氣體和蒸氣的流動(dòng)與壓縮 8.1 一維定熵穩(wěn)定流動(dòng) 8.2 管道內(nèi)定熵流動(dòng)的基本特征 8.3 噴管中流速的計(jì)算和噴管設(shè)計(jì) 8.4 具有摩擦的絕熱流動(dòng) 8.5 絕熱節(jié)流 8.6 活塞式壓氣機(jī)的工作過程 思考題 習(xí)題 第9章動(dòng)力循環(huán) 9.1 蒸汽動(dòng)力基本循環(huán)——朗肯循環(huán) 9.2 回?zé)嵫h(huán)和再熱循環(huán) 9.3 熱電聯(lián)產(chǎn) 9.4 內(nèi)燃機(jī)循環(huán) 9.5 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán) 9.6 燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán) 思考題 習(xí)題 第10章制冷循環(huán) 10.1 逆向卡諾循環(huán) 10.2 空氣壓縮制冷循環(huán) lO.3 理想的蒸氣壓縮制冷循環(huán) 10.4 熱泵 10.5 其他制冷循環(huán) 思考題 習(xí)題 第11章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ) 11.1 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)概述 11.2 熱力學(xué)第一定律在化學(xué)反應(yīng)過程中的應(yīng)用 11.3 反應(yīng)熱與反應(yīng)熱效應(yīng)的計(jì)算 11.4 熱力學(xué)第二定律在化學(xué)反應(yīng)過程中的應(yīng)用 11.5 化學(xué)平衡、平衡常數(shù)與平衡移動(dòng)原理 11.6 熱力學(xué)第三定律 思考題 習(xí)題 第12章可再生能源及其利用 12.1 可再生能源 12.2 太陽能的利用 12.3 地?zé)崂眉夹g(shù) 12.4 氫能與燃料電池

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   3.自由膨脹 如圖4—2所示，隔板將容器分為A、B兩部分，A側(cè)盛有氣體，B側(cè)為真空。如果將隔板抽去，則A側(cè)的氣體將膨脹并移向8側(cè)。這種在有限壓差作用下的無阻膨脹稱為自由膨脹，也是工程上常見的一種自發(fā)過程，其逆過程——自動(dòng)壓縮（或無功壓縮）卻是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此，自由膨脹也是一種不可逆過程。 4.混合過程 上例中，若容器左右兩側(cè)盛有不同的氣體，則抽開隔板時(shí)會(huì)引起二者的混合?；旌线^程可以自發(fā)進(jìn)行，但混合物的分離需消耗外界的能量?？梢?，不同氣體的混合也是不可逆過程。 綜上所述，自發(fā)過程均具有方向性，只能自發(fā)朝著使系統(tǒng)與外界趨于平衡的方向進(jìn)行。例如，熱量總是從高溫物體自發(fā)地向低溫物體傳遞，直至達(dá)到熱平衡。而且自發(fā)過程均是不可逆的，系統(tǒng)經(jīng)過任一自發(fā)過程后，若要過程反向進(jìn)行且使系統(tǒng)回復(fù)到初始狀態(tài)，則就必須有一定的條件來補(bǔ)償，并會(huì)給外界留下不可消除的影響。例如，制冷和熱泵循環(huán)雖實(shí)現(xiàn)了熱量由低溫物體向高溫物體的傳遞，卻消耗了功，這部分功連同從低溫物體提取的熱量一起傳遞給高溫?zé)嵛矬w。功轉(zhuǎn)換為熱就是這一非自發(fā)過程得以實(shí)現(xiàn)的補(bǔ)充條件。 從上述例子還可見，導(dǎo)致自發(fā)過程不可逆的原因各不相同，但主要因素有兩類：一類是系統(tǒng)與外界存在不平衡勢差時(shí)，過程中存在不平衡損失。如有限溫差下的傳熱過程，工質(zhì)吸、放熱時(shí)，高品位能轉(zhuǎn)化為低品位能，會(huì)導(dǎo)致能量貶值。溫差傳熱、自由膨脹、混合過程等都是因不平衡勢差而導(dǎo)致了過程的不可逆。這種在系統(tǒng)與外界環(huán)境之間的不平衡勢差被稱為外部不可逆因素。另一類是過程中存在耗散效應(yīng)而引起的不可逆損失，如摩擦、電阻、磁阻等。這種出現(xiàn)在熱力系內(nèi)部的不可逆因素則稱為內(nèi)部不可逆因素。任何實(shí)際過程都不可避免地包含上述一種或幾種不可逆因素，因此任何涉及熱現(xiàn)象的實(shí)際宏觀過程都是不可逆的。 4.1.2熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述 熱力過程具有方向性，過程總是沿著使能量從較高品質(zhì)向較低品質(zhì)轉(zhuǎn)化的方向進(jìn)行，能質(zhì)會(huì)降低。熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)就是論述熱力過程的方向性以及能質(zhì)退化或貶值的定律，表明自然界中物質(zhì)和能量只能沿著一個(gè)方向自動(dòng)轉(zhuǎn)換，即從可利用到不可利用，從有效到無效，說明節(jié)能的必要性。 針對不同種類的熱力過程描述其方向性，熱力學(xué)第二定律有各種不同的表述形式。這里僅介紹兩種從工程應(yīng)用角度歸納出來的最經(jīng)典的表述。

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