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绪论 1

一、能源及热能利用 1

二、工程热力学的研究对象及主要内容 2

三、工程热力学的研究方法 3

第一章 基本概念 4

第一节 热力系 4

第二节 热力系的状态及基本状态参数 6

一、状态与状态参数 6

二、基本状态参数 6

第三节 平衡状态、状态方程式、状态参数坐标图 9

一、平衡状态 9

二、状态方程式与状态参数坐标图 10

第四节 准平衡过程与可逆过程 11

一、准平衡过程 11

二、可逆过程 12

第五节 过程功和热量 14

一、功的热力学定义 14

二、热量 16

第六节 热力循环 17

一、正循环 17

二、逆循环 17

思考题 18

习题 18

第二章 热力学第一定律 20

第一节 热力学第一定律的实质 20

第二节 系统储存能 21

一、内部储存能——热力学能 21

二、外部储存能 22

三、系统总储存能 22

第三节 闭口系统能量方程 22

第四节 开口系统稳定流动能量方程 24

一、稳定流动与推动功 24

二、稳定流动系统能量方程 25

三、技术功 26

四、焓及其物理意义 27

第五节 稳定流动系统能量方程的应用 28

一、动力机械 28

二、压缩机械 28

三、热交换器 28

四、喷管与扩压管 29

思考题 31

习题 32

第三章 理想气体的热力性质和热力过程 34

第一节 理想气体及其状态方程 34

一、理想气体 34

二、理想气体状态方程 35

第二节 理想气体的比热容 36

一、比热容的定义 36

二、比定容热容和比定压热容 37

三、应用比热容计算热量 38

第三节 理想气体的热力学能、焓、熵 40

一、理想气体的热力学能和焓 40

二、理想气体的熵 41

第四节 理想气体的热力过程 45

一、研究热力过程的目的与一般方法 45

二、定容过程 45

三、定压过程 47

四、定温过程 48

五、绝热过程 50

六、多变过程 54

思考题 59

习题 60

第四章 热力学第二定律 63

第一节 热力学第二定律的实质与表述 63

一、热过程的方向性与不可逆性 63

二、热力学第二定律的表述 64

第二节 卡诺循环与卡诺定理 65

一、卡诺循环 65

二、概括性卡诺循环 66

三、逆卡诺循环 66

四、卡诺定理 67

五、多热源的可逆循环 67

第三节 状态参数熵 69

一、熵的导出 69

二、克劳修斯积分不等式 70

三、不可逆过程中熵的变化 71

四、系统熵变化计算小结 72

第四节 孤立系熵增原理与做功能力损失 73

一、孤立系熵增原理 73

二、孤立系做功能力的损失 75

第五节 熵方程 79

一、闭口系熵方程 79

二、开口系熵方程 79

第六节 ？的基本概念 80

一、？的提出 80

二、热量？ 81

思考题 81

习题 82

第五章 水蒸气 84

第一节 基本知识 84

一、水的汽化 84

二、饱和状态 85

第二节 水蒸气的定压发生过程 85

一、水的定压预热阶段 86

二、饱和水的定压汽化阶段 86

三、干饱和蒸汽的定压加热阶段 87

第三节 水蒸气的表和图 88

一、水及水蒸气状态参数的确定原则 88

二、水及水蒸气的热力学性质表 89

三、水蒸气的焓熵图 91

第四节 水蒸气的基本热力过程 93

一、定容过程 93

二、定压过程 93

三、定温过程 94

四、绝热过程 94

思考题 96

习题 96

第六章 理想气体混合物与湿空气 97

第一节 理想气体混合物 97

一、分压力定律和分体积定律 97

二、混合气体的成分、摩尔质量及气体常数 98

三、理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵的计算 100

第二节 湿空气的性质 103

一、湿空气的组成及压力 103

二、未饱和空气和饱和空气 103

三、结露和露点 104

四、绝对湿度、相对湿度和含湿量 104

五、焓 105

六、湿空气的比体积 106

第三节 干湿球温度计 107

第四节 湿空气的焓湿图 109

一、h—d图的构成及绘制原理 109

二、h—d图的应用 111

第五节 湿空气的基本热力过程 113

一、加热过程 113

二、冷却过程 113

三、绝热加湿过程 114

四、定温加湿过程 114

五、湿空气的混合过程 115

六、冷却塔中的热湿交换过程 116

思考题 119

习题 120

第七章 气体（和蒸汽）的流动和压缩 122

第一节 一元稳定流动的基本方程 122

一、连续方程 122

二、能量方程 123

三、过程方程 123

四、声速和马赫数 123

第二节 促使流速改变的条件 124

一、力学条件——压力变化与流速变化的关系 124

二、几何条件——流速变化与截面面积变化的关系 125

第三节 喷管的计算 127

一、定熵滞止参数 127

二、流速的计算 128

三、临界速度和临界压力比 129

四、流量的计算 130

五、喷管形状的选择和尺寸计算 131

六、喷管的设计计算和校核计算 132

第四节 绝热节流 134

第五节 压气机的压气过程 135

一、单级活塞式压气机的压气过程 136

二、活塞式压气机余隙容积的影响 138

三、多级活塞式压气机的压气过程 141

思考题 144

习题 144

第八章 动力循环 147

第一节 蒸汽动力装置循环 147

一、朗肯循环 147

二、提高朗肯循环热效率的基本途径和方法 150

第二节 内燃机循环 154

一、定容加热理想循环 155

二、定压加热理想循环 157

三、混合加热理想循环 158

第三节 燃气轮机循环 161

思考题 163

习题 163

第九章 制冷装置循环 165

第一节 空气压缩制冷循环 165

第二节 蒸气压缩式制冷循环 167

一、蒸气压缩式理想制冷循环——逆卡诺循环 168

二、蒸气压缩式理论制冷循环 168

三、蒸气压缩式理论制冷循环的热力计算 169

四、影响制冷系数的主要因素 171

五、制冷剂的性质 173

第三节 其他制冷循环 174

一、吸收式制冷循环 174

二、蒸气喷射式制冷循环 176

第四节 热泵 177

思考题 178

习题 179

第十章 化学热力学基础 180

第一节 概述 180

一、有化学反应的热力系统 180

二、化学反应的基本热力过程 180

第二节 热力学第一定律在化学反应系统中的应用 181

一、热力学第一定律解析式 181

二、化学反应热效应与燃料热值 182

三、标准生成焓 184

四、绝热理论燃烧温度 187

第三节 热力学第二定律在化学反应系统中的应用 187

第四节 热力学第三定律 189

思考题 189

习题 190

附录 191

附表1 各种单位的换算关系 191

附表2 常用气体的摩尔质量、气体常数、低压下的比热容和摩尔热容 192

附表3 常用气体的平均比定压热容cp｜t0℃[kJ/（kg·K）] 192

附表4 常用气体的平均比定容热容cv｜t0℃[kJ/（kg·K）] 193

附表5 0～1500℃范围内常用气体的平均比热容直线关系式c｜t2 t1=a+b/2t[kJ/（kg·K）] 194

附表6 空气的热力性质 194

附表7 氧的热力性质 195

附表8 氮的热力性质 196

附表9 氢的热力性质 197

附表10 二氧化碳的热力性质 198

附表11 一氧化碳的热力性质 199

附表12 水蒸气的热力性质（理想气体状态） 201

附表13 饱和水与饱和水蒸气热力性质（按温度排列） 202

附表14 饱和水与饱和水蒸气热力性质（按压力排列） 204

附表15 未饱和水与过热蒸汽热力性质 206

附图1 水蒸气焓熵图 215

附图2 湿空气焓湿图 215

附图3 氨（NH3）压焓图 216

附图4 氟利昂134a压焓图 217

主要参考文献 218