工程熱力學(xué)

前言

　　本書(shū)是以歐美目前流行的工程熱力學(xué)教科書(shū)作為主要參照，根據(jù)我國(guó)高等工業(yè)學(xué)校的工程熱力學(xué)教學(xué)大綱，結(jié)合動(dòng)力工程和能源工程本科的特點(diǎn)，將幾種典型教本，Thermodynamics：AnEngineering Approach（Yunus A．Cengel，Michael A．Boles．），F(xiàn)undamentals of Engineering 17hermody-namics（Michael J．Moran，Howard N_Shapiro M．），Engineering 1laermodynamics（J．B．Jones，R．E．Dusan．），Applied Tlaermodynamics flor Engineering Telzhnologists（Rd．Eastop A．），thermodynamicsand Heat Power（Laving Granet，Maurice Bluestein．）的相關(guān)章節(jié)濃縮融合，又吸收了國(guó)內(nèi)同行的工程熱力學(xué)教科書(shū)的有益成分匯集編譯的。本書(shū)適于船舶動(dòng)力工程、能源動(dòng)力工程學(xué)科或相關(guān)學(xué)科的本科教程，可安排54學(xué)時(shí)或72學(xué)時(shí)的教學(xué)計(jì)劃?！　?guó)內(nèi)印行的工程熱力學(xué)教科書(shū)，20世紀(jì)50年代開(kāi)始受到蘇聯(lián)教學(xué)體系的影響，重視理論的基礎(chǔ)和解析的方法；但是，工程實(shí)踐的背景和發(fā)展介紹有限，部分資料和圖表略顯陳舊。歐美目前流行的工程熱力學(xué)教科書(shū)，較多地反映了動(dòng)力工程實(shí)踐的新發(fā)展，講解細(xì)致淺顯，重視工程實(shí)用的數(shù)值方法，但篇幅浩大，過(guò)于冗長(zhǎng)，又忽略了必要的解析方法及其運(yùn)用。為了吸收各種教本體系的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)各自的欠缺和不足，宜側(cè)重于采取歐美目前流行的工程熱力學(xué)教學(xué)體系的長(zhǎng)處，吸收國(guó)內(nèi)工程熱力學(xué)教材重視解析方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)將幾種典型的教本融合貫通，以形成更加適合于我國(guó)高等工程教育的熱力學(xué)教學(xué)框架。本書(shū)的編譯貫徹了這個(gè)宗旨。　　工程熱力學(xué)的基本內(nèi)容，學(xué)生是必須系統(tǒng)掌握的，在歐美的教科書(shū)中，部分內(nèi)容恰恰未予說(shuō)明或僅是一筆帶過(guò)，與我國(guó)的教學(xué)大綱有所差別，為此，本書(shū)給予了必要的補(bǔ)遺和充實(shí)。例如，理想氣體的熱力過(guò)程，定比熱容的計(jì)算和應(yīng)用，理想氣體性質(zhì)的計(jì)算方法等。　　歐美的教材，有深入淺出、直白易懂，講解清晰的特點(diǎn)，深入淺出，對(duì)于較長(zhǎng)學(xué)時(shí)的教程特別有利。類似船舶動(dòng)力工程和其他非熱能專業(yè)，一般采用54學(xué)時(shí)教學(xué)計(jì)劃于熱力學(xué)，這些專業(yè)對(duì)于熱力學(xué)的掌握又有相當(dāng)全面的要求，這時(shí)，深入淺出地?cái)⑹鼍吞貏e適用。但是，由于英語(yǔ)語(yǔ)言本身風(fēng)格的原因，行文經(jīng)常有過(guò)分冗長(zhǎng)和煩瑣的敘述，與我國(guó)高校教本的語(yǔ)言簡(jiǎn)練，結(jié)構(gòu)緊湊。重點(diǎn)突出等特點(diǎn)，不相適應(yīng)。為了照顧我國(guó)學(xué)生的閱讀習(xí)慣，盡量進(jìn)行了刪節(jié)和濃縮，使本書(shū)較為精干和凝練?！　≈攸c(diǎn)參考的幾本教科書(shū)，內(nèi)容豐富，涉略廣泛，深淺并舉。我國(guó)研究生課程的高等熱力學(xué)內(nèi)容，在其中也多有詳盡的講述。為了減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，明顯超出我國(guó)教學(xué)大綱的部分，有選擇地剔除，未予兼收并蓄。另一方面，在冗長(zhǎng)和詳盡的同時(shí)，參考的教材又體現(xiàn)了系統(tǒng)性學(xué)習(xí)和滲透式學(xué)習(xí)相互結(jié)合的特點(diǎn)，在介紹重點(diǎn)內(nèi)容的過(guò)程中，也穿插了工程實(shí)踐領(lǐng)域內(nèi)與本課程密切相關(guān)的信息，幫助學(xué)生對(duì)工程問(wèn)題有更加具體的了解和印象，比如，空氣調(diào)節(jié)方面的人體生理，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)效率功率指標(biāo)的分布，實(shí)際熱功轉(zhuǎn)換裝置的具體特性參數(shù)等。這恰好是我國(guó)的通行教材欠缺的，本書(shū)部分吸取了其中有益的營(yíng)養(yǎng)。

內(nèi)容概要

本書(shū)是根據(jù)我國(guó)高等工業(yè)學(xué)校的工程熱力學(xué)教學(xué)大綱，吸取歐美目前流行的工程熱力學(xué)教學(xué)體系的長(zhǎng)處，融合貫通我國(guó)與蘇聯(lián)、歐美的多種教本，編譯而成的工程熱力學(xué)教科書(shū)。文中的重點(diǎn)部分有英語(yǔ)的對(duì)照文本。如果選用書(shū)中全部?jī)?nèi)容，也可安排更多學(xué)時(shí)的教學(xué)計(jì)劃。    本書(shū)的主要內(nèi)容有三大部分，熱力學(xué)的基本概念和定義、依托基礎(chǔ)面向?qū)嶋H的基本理論和方法，以及各種動(dòng)力循環(huán)。為了克服學(xué)生掌握熵概念的迷茫和困難，熱力學(xué)第二定律和熵分為兩章。理想氣體的內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，不再單獨(dú)成章。    內(nèi)容包括：緒論，熱力學(xué)的發(fā)展；導(dǎo)論，熱功轉(zhuǎn)換裝置；基本概念和定義；純物質(zhì)的性質(zhì)；熱力學(xué)第一定律；熱力學(xué)第二定律；熵；熱力學(xué)關(guān)系式；濕空氣和空氣調(diào)節(jié)；高速氣體流動(dòng)；氣體動(dòng)力循環(huán)；蒸汽和聯(lián)合動(dòng)力循環(huán)；制冷循環(huán)。    全書(shū)主要采用國(guó)際單位制，圖線采用了國(guó)際上目前流行的樣式和內(nèi)容。    本書(shū)注重基礎(chǔ)理論的加強(qiáng)，突出了工程實(shí)踐和應(yīng)用，特別注意學(xué)生知識(shí)的掌握和能力的培養(yǎng)。    本書(shū)適用于我國(guó)高等工程院校動(dòng)力與能源工程學(xué)科本科的教科書(shū)和參考書(shū)；也適合于工程技術(shù)人員作為參考書(shū)應(yīng)用，或作為技術(shù)手冊(cè)備查；還可作為科技英語(yǔ)學(xué)習(xí)的輔助讀物。

書(shū)籍目錄

緒論第1章 導(dǎo)論  1.1 熱能一機(jī)械能轉(zhuǎn)變裝置  1.2 化學(xué)能一機(jī)械能轉(zhuǎn)變裝置  1.3 制冷和低溫裝置  1.4 工程熱力學(xué)的主要內(nèi)容第2章 基本概念和定義  2.1 基本概念  2.2 計(jì)量單位  2.3 能量  2.4 熱力狀態(tài)參數(shù)  習(xí)題第3章 純物質(zhì)的性質(zhì)  3.1 純物質(zhì)  3.2 純物質(zhì)的相  3.3 純物質(zhì)的相變過(guò)程  3.4 相變過(guò)程的狀態(tài)參數(shù)圖  3.5 熱力參數(shù)表  3.6 理想氣體狀態(tài)方程  3.7 比熱容  3.8 內(nèi)能，焓，理想氣體的比熱容  3.9 固體和液體的內(nèi)能，焓和比熱容  復(fù)習(xí)思考題  習(xí)題第4章 熱力學(xué)第一定律  4.1 傳熱  4.2 功  4.3 機(jī)械功  4.4 能量分析  4.5 控制容積的熱力學(xué)分析  4.6 穩(wěn)流過(guò)程  4.7 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用  4.8 非穩(wěn)流過(guò)程  復(fù)習(xí)思考題  習(xí)題第5章 熱力學(xué)第二定律  5.1 概述  5.2 熱源  5.3 熱機(jī)  5.4 制冷機(jī)和熱泵  5.5 可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程  5.6 卡諾循環(huán)  5.7 卡諾定理  5.8 卡諾熱機(jī)  5.9 熱力學(xué)溫標(biāo)  5.10 卡諾制冷機(jī)和熱泵  復(fù)習(xí)思考題  習(xí)題第6章 熵  6.1 克勞修斯不等式  6.2 熵  6.3 熵的計(jì)算  6.4 內(nèi)部可逆過(guò)程的熵變化，熵流  6.5 封閉系統(tǒng)的熵平衡  6.6 控制容積的熵平衡  6.7 理想氣體的過(guò)程  6.8 渦輪、噴管、壓縮機(jī)和泵的等熵效率  6.9 內(nèi)部可逆穩(wěn)流過(guò)程的熱傳遞和功  ……第7章 熱力學(xué)關(guān)系式第8章 濕空氣和空氣調(diào)節(jié)第9章 高速氣體流動(dòng)第10章 氣體動(dòng)力循環(huán)第11章 蒸汽和聯(lián)合動(dòng)力循環(huán)第12章 制冷循環(huán)

章節(jié)摘錄

　　能量既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式，這個(gè)定律以實(shí)驗(yàn)觀察為基礎(chǔ)，稱為熱力學(xué)第一定律，或稱為能量守恒定律?！　〉谝欢煽珊?jiǎn)述為：一個(gè)系統(tǒng)和它的環(huán)境相互作用，系統(tǒng)得到的能量一定等于環(huán)境失去的能量。　　能量通過(guò)閉口系的邊界有兩種不同的方式：傳熱和做功?！　∫宰龉?lái)傳遞能量總是和物體的宏觀位移有關(guān)，所做功的大小就是在這一過(guò)程中所傳遞能量的大小。以傳熱來(lái)傳遞能量，就不必有物體的宏觀移動(dòng)。當(dāng)熱源和工作流體接觸時(shí)，就把能量直接待遞給工質(zhì)，它是通過(guò)接觸處兩個(gè)物體中雜亂運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)間的能量交換而進(jìn)行的。傳熱的結(jié)果，是高溫物體把能量傳遞給低溫物體，傳遞能量的多少用熱量來(lái)度量?！　」Φ臒崃W(xué)定義是：當(dāng)熱力系通過(guò)邊界與外界發(fā)生能量傳遞時(shí)，如果對(duì)外界的唯一效果可以歸結(jié)為舉起重物，則熱力系對(duì)外界做了功。　　熱量的熱力學(xué)定義是：熱力系通過(guò)邊界所傳遞的除功以外的一切能量。　　功的熱力學(xué)定義所指的“舉起重物”，只是說(shuō)：“對(duì)外界的唯一效果可以歸結(jié)為舉起重物”，并非真有重物被舉起?！　崃亢凸Χ际悄芰總鬟f的度量，它們是過(guò)程量。只有在能量傳遞的過(guò)程中，才有功和熱量，沒(méi)有能量傳遞的過(guò)程，也就談不到功和熱量。若要說(shuō)，物體在某一狀態(tài)下有多少功或多少熱量，顯然是毫無(wú)意義的。功和熱量都不是狀態(tài)參數(shù)。　　熱量和功又有不同之處。功是宏觀的、整理過(guò)的能量傳遞形式，在做功過(guò)程中，往往伴隨著能量形態(tài)的轉(zhuǎn)化。在工質(zhì)膨脹推動(dòng)活塞做功的過(guò)程中，工質(zhì)把內(nèi)能傳遞給活塞，成為動(dòng)能。此時(shí)，熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。當(dāng)過(guò)程反過(guò)來(lái)進(jìn)行時(shí)，活塞的動(dòng)能又轉(zhuǎn)變成了內(nèi)能，也就是熱能。在傳熱過(guò)程中，高溫物體把自己的內(nèi)能傳遞給低溫物體的粒子，然后經(jīng)過(guò)粒子間的相互作用，最終成為低溫物體的內(nèi)能。在傳熱過(guò)程中，不存在能量形態(tài)的轉(zhuǎn)化。

圖書(shū)封面

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