工程熱力學(xué)

前言

熱現(xiàn)象是自然界與科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中最普遍的物理現(xiàn)象，熱能是人類利用自然界能源資源的一種最主要的能量形式。我國(guó)能源資源豐富．但是人均占有量遠(yuǎn)低于世界平均水平，而目前我國(guó)的單位產(chǎn)值的能耗卻是發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)倍。工程領(lǐng)域的技術(shù)工作都離不開用能，并且各種形式的能量最終都是以熱能的形式散失到環(huán)境與宇宙之中。要使我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)走可持續(xù)發(fā)展的道路，合理用能與節(jié)約能源是當(dāng)務(wù)之急。因此，“工程熱力學(xué)”作為介紹熱能的有效合理利用及傳遞與轉(zhuǎn)換規(guī)律的熱工基礎(chǔ)類課程，應(yīng)該成為培養(yǎng)21世紀(jì)工科類學(xué)生的一門公共技術(shù)基礎(chǔ)課，學(xué)習(xí)本課程應(yīng)是培養(yǎng)復(fù)合型工程技術(shù)人才科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課，在編寫本教材的過(guò)程中，本著貫徹少而精、理論聯(lián)系實(shí)際的原則，我們?cè)趦?nèi)容取舍等方面作了精心的策劃，并在每章后安排了一定數(shù)量的思考題和習(xí)題，通過(guò)這些題目可以進(jìn)一步掌握和鞏固所學(xué)的內(nèi)容。全書共分12章，主要由熱力學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)理論在理想氣體和實(shí)際氣體中的應(yīng)用以及動(dòng)力循環(huán)構(gòu)成。本書是高等院校工程類專業(yè)的工程熱力學(xué)教材，也可供研究生和工程技術(shù)人員參考。本書各章節(jié)的編寫分工如下：王瑞平編寫第一章、第二章、第三章、附表1～附表6；郝麗梅編寫第四章、第五章、第六章、第十一章、附表7；閆小樂(lè)編寫第七章、第八章、第九章、附圖6；趙省貴編寫第十章、第十二章及其余附表、附圖。全書由王瑞平負(fù)責(zé)統(tǒng)稿并擔(dān)任主編。由于編者水平有限，不足之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　本書主要內(nèi)容包括熱力學(xué)基本概念、氣體的熱力性質(zhì)和熱力過(guò)程、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、壓氣機(jī)工作原理、水蒸氣、濕空氣、氣體和蒸汽的流動(dòng)、動(dòng)力循環(huán)、致冷循環(huán)、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)、溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)等。    本書是高等學(xué)校工程類專業(yè)的工程熱力學(xué)課程的教材，也可供研究生和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章　熱力學(xué)基本概念　第一節(jié)　熱力系統(tǒng)　第二節(jié)　熱力狀態(tài)及其基本狀態(tài)參數(shù)　第三節(jié)　平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程　第四節(jié)　準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程與可逆過(guò)程　第五節(jié)　熱力循環(huán)　第六節(jié)　三種基本熱傳遞方式　思考題　習(xí)題第二章　氣體的熱力性質(zhì)和熱力過(guò)程　第一節(jié)　實(shí)際氣體和理想氣體　第二節(jié)　理想氣體狀態(tài)方程　第三節(jié)　理想氣體熱力性質(zhì)　第四節(jié)　理想混合氣體　第五節(jié)　理想氣體的熱力過(guò)程　第六節(jié)　實(shí)際氣體的狀態(tài)方程　思考題　習(xí)題第三章　熱力學(xué)第一定律　第一節(jié)　熱力學(xué)第一定律　第二節(jié)　熱力系統(tǒng)的能量　第三節(jié)　閉口系統(tǒng)能量方程　第四節(jié)　開口系統(tǒng)能量方程　第五節(jié)　功和熱量的計(jì)算及其在P-u圖和T-s圖中的表示　第六節(jié)　穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程的應(yīng)用　思考題　習(xí)題第四章　熱力學(xué)第二定律  第一節(jié)　自然過(guò)程的不可逆性  第二節(jié)　熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述  第三節(jié)　卡諾循環(huán)及卡諾定理　第四節(jié)　熵　第五節(jié)　熵產(chǎn)與做功能力損失　第六節(jié)　火用與火無(wú)　第七節(jié)　火用分析與火用方程　思考題　習(xí)題第五章　壓氣機(jī)工作原理　第一節(jié)　單級(jí)活塞式壓氣機(jī)工作原理　第二節(jié)　單級(jí)活塞式壓氣機(jī)耗功量　第三節(jié)　兩級(jí)活塞式壓氣機(jī)工作過(guò)程　思考題　習(xí)題第六章　水蒸氣　第一節(jié)　水蒸氣的發(fā)生過(guò)程及P-u圖和T-s圖　第二節(jié)　水蒸氣圖表　第三節(jié)　水蒸氣的熱力過(guò)程　第四節(jié)　水蒸氣的熱力循環(huán)　思考題　習(xí)題第七章　濕空氣　第一節(jié)　濕空氣的狀態(tài)參數(shù)　第二節(jié)　濕空氣的焓濕圖及熱濕比　第三節(jié)　濕空氣的露點(diǎn)和濕球溫度　第四節(jié)　濕空氣的基本熱力過(guò)程　思考題　習(xí)題第八章　氣體和蒸汽的流動(dòng)  第一節(jié)　絕熱流動(dòng)的基本方程  第二節(jié)　定熵流動(dòng)的基本特征  第三節(jié)　噴管中的流速及流量計(jì)算  第四節(jié)　擴(kuò)壓管  第五節(jié)　具有摩擦的流動(dòng)  第六節(jié)　絕熱節(jié)流  思考題  習(xí)題第九章　動(dòng)力循環(huán)第十章　致冷循環(huán)第十一章　化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)　第十二章　溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)　附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（1）單相系與復(fù)相系。系統(tǒng)中工質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)都均勻一致的部分稱為一個(gè)相，相與相之間有明顯的界限。由單一物相組成的系統(tǒng)稱為單相系。由兩個(gè)相以上組成的系統(tǒng)稱為復(fù)相系，如固、液、氣組成的三相系統(tǒng)。（2）單元系與多元系。由一種化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為單元系，純物質(zhì)就屬單元系，例如，純水、純氧、純氮等，無(wú)論它們是單相還是復(fù)相都是單元系。由兩種以上不同化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為多元系，例如，氮?dú)狻⑺捅M成的混合物屬二元系統(tǒng)（即N2和H2O ），化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)及溶液等都屬多元系統(tǒng)。但是，對(duì)于化學(xué)上穩(wěn)定的混合物，例如，空氣在不發(fā)生相變時(shí)，其化學(xué)組成不變，常可當(dāng)做純物質(zhì)對(duì)待。（3）均勻系與非均勻系。成分和相在整個(gè)系統(tǒng)空間呈均勻分布的為均勻系，否則為非均勻系。例如，微小水滴均勻分布在充滿水蒸氣的整個(gè)容器中，那么，水和水蒸氣的混合物為均勻系；如果水在容器底部而水蒸氣在其上部，則為非均勻系。系統(tǒng)性質(zhì)與其所處的相及成分的數(shù)目和系統(tǒng)是否均勻等因素有關(guān)。一、狀態(tài)與狀態(tài)參數(shù)系統(tǒng)與外界之間能夠進(jìn)行能量交換（傳熱或做功）的根本原因，在于兩者之間的熱力狀態(tài)存在差異。例如，鍋爐中的熱量傳遞是由于燃料燃燒生成的高溫?zé)煔馀c汽鍋內(nèi)汽水之問(wèn)存在著溫度差；又如熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中能量的轉(zhuǎn)換是由于熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中的高溫高壓工質(zhì)與外界環(huán)境的溫度、壓力有很大的差別。這種溫度、壓力上的差異標(biāo)志著工質(zhì)物理特性數(shù)值的不同。我們把系統(tǒng)中某瞬間表現(xiàn)的工質(zhì)熱力性質(zhì)的總狀況．稱為工質(zhì)的熱力狀態(tài)，簡(jiǎn)稱為狀態(tài)。熱力狀態(tài)反映著工質(zhì)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的平均特性。我們把描述工質(zhì)狀態(tài)特性的各種物理量稱為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)的函數(shù)，對(duì)應(yīng)一定的狀態(tài)，狀態(tài)參數(shù)都有唯一確定的數(shù)值。工質(zhì)狀態(tài)變化時(shí)，初、終狀態(tài)參數(shù)的變化值，僅與初、終狀態(tài)有關(guān)，而與狀態(tài)變化的途徑無(wú)關(guān)。

編輯推薦

《高等學(xué)校"十一五"規(guī)劃教材?工程熱力學(xué)》是高等學(xué)校工程類專業(yè)的工程熱力學(xué)課程的教材，也可供研究生和工程技術(shù)人員參考。

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