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第1章 绪论 1

1.1 热力学的发展简史 1

1.2 热力学的研究对象 4

1.3 热力学的研究方法 4

1.4 热力学的分类 5

1.5 传热学的发展简史 6

1.6 传热学与工程热力学在研究方法上的异同 10

思考题 11

第2章 热力学基础 12

2.1 基本概念及定义 12

2.1.1 热力学系统 12

2.1.2 热力学系统的状态及状态参数 14

2.1.3 平衡状态和状态参数坐标图 19

2.1.4 状态方程式 20

2.1.5 热力过程和准静态过程 22

2.1.6 功 23

2.1.7 热量 26

2.1.8 热力循环 28

2.2 热力学第一定律 29

2.2.1 热力学第一定律的实质 29

2.2.2 热力学第一定律表达式 30

2.2.3 能量方程的应用 32

2.3 热力学第二定律 36

2.3.1 热力学第二定律的实质与陈述 36

2.3.2 可逆和不可逆过程 38

2.3.3 关于热力学循环的第二定律推论 39

2.3.4 开尔文温标 41

2.3.5 卡诺循环 42

2.4 熵 43

2.4.1 克劳修斯不等式 43

2.4.2 熵变的定义 44

2.4.3 闭口系统的熵方程 45

2.4.4 开口系统的熵方程 47

2.5 ？ 50

2.5.1 ？和？ 50

2.5.2 闭口系统的？方程 52

2.5.3 流动？ 53

2.5.4 开口系统的？方程 54

思考题 56

习题 57

第3章 工质的热力性质 60

3.1 纯物质的热力性质 60

3.1.1 状态公理 61

3.1.2 p-v-T关系 61

3.1.3 状态参数数据 64

3.1.4 气体p-v-T关系 69

3.1.5 理想气体模型 71

3.2 热力学关系式 75

3.2.1 状态方程 75

3.2.2 由全微分导出的热力学关系 78

3.2.3 熵、内能和焓的一般热力关系 80

3.2.4 其他热力学关系式 83

3.3 理想气体混合物 86

3.3.1 混合物成分的描述 86

3.3.2 混合气体模型 88

3.3.3 混合物的U、H和S 89

3.3.4 不变成分混合物的过程 90

3.4 湿空气 91

3.4.1 干空气和大气 92

3.4.2 湿空气的比湿度和相对湿度 93

3.4.3 露点温度 94

3.4.4 绝热饱和温度和湿球温度 94

3.4.5 温湿图 96

3.4.6 湿空气过程 97

思考题 100

习题 100

第4章 传热学基础 103

4.1 热传导基本概念 103

4.1.1 等温线和等温面 104

4.1.2 热流通量 105

4.1.3 热传导方程 105

4.1.4 导热系数 108

4.1.5 各向异性材料的热传导方程 109

4.1.6 传热过程 111

4.2 一维稳定导热 113

4.2.1 无限大平板的一维稳态导热 113

4.2.2 复合平板的一维稳态导热 114

4.2.3 圆管的一维稳态导热 115

4.2.4 圆球的一维稳态导热 116

4.3 二维和三维稳态热传导问题 117

4.3.1 方程形式 117

4.3.2 方程解法 117

4.3.3 分离变量法 117

4.4 不稳定热传导 118

4.4.1 导热系数无限大物体中的不稳定热传导（零维不稳定热传导） 118

4.4.2 一维不稳定热传导 120

4.4.3 二维和三维不稳定热传导 123

4.5 对流换热基本概念 126

4.5.1 基本概念 126

4.5.2 对流换热问题的数学描述 130

4.5.3 边界层概念及边界层换热微分方程组 131

4.5.4 动量传递与热量传递的比拟理论 136

4.5.5 相似原理及量纲分析 137

4.5.6 相似原理的应用 138

4.5.7 内部流动强制对流换热实验关联式 139

4.5.8 外部流动强制对流换热实验关联式 142

4.5.9 自然对流换热及实验关联式 144

4.6 热辐射基本概念 147

4.6.1 热辐射的基本概念 147

4.6.2 黑体辐射基本定律 149

4.6.3 实际物体的热辐射——基尔霍夫定律 152

4.7 辐射换热的分析方法 152

4.7.1 形状因子 152

4.7.2 包壳内的辐射换热 154

4.8 传热理论在火箭发动机推力室热防护中的应用 159

4.8.1 各种冷却方式 161

4.8.2 再生冷却的分析 164

思考题 167

习题 168

第5章 相转变与相平衡 170

5.1 单元复相系统 170

5.2 相转变与相平衡条件 171

5.2.1 过程方向和系统平衡判据 171

5.2.2 单元复相系统的平衡条件 173

5.2.3 相转变的条件 175

5.3 单元复相系统的相平衡图 177

5.4 克劳修斯—克拉贝龙方程 178

5.4.1 克劳修斯—克拉贝龙方程的建立 178

5.4.2 克劳修斯—克拉贝龙方程的应用举例 181

5.5 汽化与凝结过程 186

5.5.1 等温汽化与凝结过程 187

5.5.2 定压汽化与凝结过程 188

5.5.3 气液共存时的性质计算 189

5.6 曲界面复相系统的相转变与相平衡 191

5.6.1 曲界面相平衡条件 192

5.6.2 液滴与气泡生成和增长的条件 193

5.6.3 液体的过热度 197

思考题 199

习题 200

第6章 化学热力学基础 202

6.1 燃烧过程 202

6.2 反应系统的能量守恒 205

6.3 绝热火焰温度 207

6.4 绝对熵和热力学第三定律 208

6.5 化学平衡 210

思考题 216

习题 217

第7章 循环过程的热力学分析 219

7.1 热力学分析方法 219

7.1.1 热力学第一定律分析法 219

7.1.2 热力学第二定律分析法 221

7.2 内燃机循环 223

7.2.1 混合加热循环 224

7.2.2 定容加热循环 225

7.2.3 定压加热循环 226

7.3 燃气轮机循环 227

7.3.1 定压加热燃气轮机理想循环 229

7.3.2 考虑不可逆损失的实际燃气轮机循环 232

7.4 喷气式发动机循环 236

7.4.1 涡轮喷气发动机的理想循环 236

7.4.2 提高涡轮喷气发动机循环功的方法 238

7.4.3 提高涡轮喷气发动机推进效率的方法 239

7.4.4 冲压式喷气发动机的理想循环 241

7.5 火箭发动机循环 244

7.5.1 液体火箭发动机循环 245

7.5.2 固体火箭发动机循环 247

7.5.3 其他火箭发动机 248

7.6 制冷循环与热泵循环 248

7.6.1 制冷循环的？效率 249

7.6.2 蒸汽压缩式制冷装置 250

7.6.3 吸收式制冷装置 251

7.6.4 热泵循环 253

7.6.5 热泵的效率与节能作用 254

思考题 255

习题 256

第8章 流动过程的热力学分析 257

8.1 流动过程的基本方程 257

8.1.1 定常流动基本解法 257

8.1.2 声速和马赫数 261

8.2 滞止参数和临界参数 264

8.2.1 滞止参数 264

8.2.2 临界参数 268

8.3 气体管道中的等熵流动 269

8.3.1 能量方程的制约 269

8.3.2 伯努利方程的制约 271

8.3.3 等熵过程方程的制约 271

8.3.4 连续方程的制约 271

8.4 喷管与扩压管 274

8.4.1 喷管 274

8.4.2 扩压管 285

8.5 绝热节流 288

思考题 290

习题 292

第9章 新能源及能量的直接转换 296

9.1 新能源利用 296

9.2 能量的直接转换 299

9.2.1 局域平衡假设 299

9.2.2 唯象定律 300

9.2.3 不可逆过程的熵产率 303

9.2.4 广义热力学流与广义力的选择 304

9.2.5 昂萨格倒易关系 306

9.3 热电现象 307

9.3.1 唯象系数的确定 307

9.3.2 塞贝克效应 308

9.3.3 珀尔帖效应 309

9.3.4 汤姆逊效应 309

9.3.5 开尔文方程 311

9.4 温差发电 312

9.4.1 传导热和焦耳热 312

9.4.2 热力学第一定律效率 314

9.5 磁流体动力发电 316

9.5.1 发电机输出电压 316

9.5.2 磁流体状态参数 317

9.5.3 磁流体发电机的循环 318

9.6 燃料电池 319

9.6.1 燃料电池的工作原理 320

9.6.2 输出功和传热量 321

9.6.3 燃料电池的效率 321

9.6.4 实际燃料电池 322

9.7 光电池 323

9.7.1 太阳能 323

9.7.2 材料的间隙能 323

9.7.3 太阳能电池的工作原理 324

9.7.4 太阳能电池的应用 325

思考题 326

习题 326

附录 328

参考文献 394