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第1章 概论 1

1.1热力学的意义 1

1.2热与热力学 2

1.3热力学的历史背景 3

1.4本书的使用方法 5

第2章 基本概念及热力学第零定律 7

2.1系统、物质、能量 7

2.1.1系统 7

2.1.2闭口系统和开口系统 7

2.1.3能量的形态 8

2.1.4能量的宏观及微观形态 8

2.1.5内能 9

2.2热力学的微观解释 9

2.2.1质点系统的内能 9

2.2.2分子运动和物质的状态及相变 10

2.3温度与热平衡（热力学第零定律） 12

2.3.1热平衡（热力学第零定律） 12

2.3.2温度 13

2.4热量和比热 13

2.5状态量 14

2.6单位制和单位 14

2.6.1 SI 14

2.6.2 SI以外的单位制和单位 16

第3章 热力学第一定律 19

3.1热与功 19

3.1.1热 19

3.1.2功 19

3.2闭口系统的热力学第一定律 20

3.3热力学平衡与准静态过程 23

3.3.1热力学平衡 23

3.3.2准静态过程 23

3.3.3可逆过程与不可逆过程 24

3.4闭口系统准静态过程的热力学第一定律 25

3.4.1热力学第一定律 25

3.4.2准静态循环过程的净功 25

3.4.3定容过程与定压过程 26

3.5开口系统的热力学第一定律 27

3.5.1定常流动系统的质量守恒定律 27

3.5.2流动功与焓 27

3.5.3定常流动系统的能量守恒定律 28

3.5.4各种机械设备中的定常流动系统 29

3.6理想气体的热力学第一定律 32

3.6.1理想气体与内能 32

3.6.2理想气体的比热 33

3.6.3理想气体的准静态过程 35

3.6.4混合理想气体 39

第4章 热力学第二定律 43

4.1热功转换效率：卡诺的功绩 43

4.1.1热效率有上限吗？ 43

4.1.2卡诺的思考 44

4.2热机的模型化 46

4.2.1循环 46

4.2.2可逆过程与不可逆过程 48

4.2.3内部可逆过程 49

4.3卡诺循环的性质 50

4.4闭口系统的第二定律 53

4.4.1与单一热源作用的循环：第二定律的语言表述 54

4.4.2与两个热源作用的循环 55

4.4.3与n个热源作用的循环 55

4.5熵 57

4.5.1状态参数熵的定义 57

4.5.2闭口系统的熵平衡（不可逆过程的熵产） 58

4.5.3开口系统的熵平衡：开口系统的第二定律 60

4.5.4第二定律、熵以及熵产的总结 60

4.6熵的工程应用 61

4.6.1熵变的关系式：TdS关系式 61

4.6.2理想气体的熵变 62

4.6.3液体、固体的熵变 63

4.6.4用蒸汽表计算熵变 63

4.6.5熵产的计算 64

4.6.6含有熵参数的图，熵的图解利用 67

第5章 能源的有效利用及？ 69

5.1？分析的必要性 69

从热力学第二定律到？ 69

5.2做功的潜在能力：最大功 70

5.2.1最大功 70

5.2.2周围环境对？（最大功）的影响 72

5.2.3？的基础知识小结 75

5.2.4？效率 75

5.3各种系统的？ 77

5.3.1热源利用系统 77

5.3.2闭口系统（非流动过程） 77

5.3.3定常流动系统 80

5.3.4开口系统 81

5.4自由能 81

5.4.1吉布斯自由能 81

5.4.2亥姆霍兹自由能 83

5.4.3平衡条件与自由能（化学反应的进行方向） 84

5.5？损失 85

不可逆过程及？损失 86

第6章 热力学一般关系式 89

6.1热力学一般关系式 89

6.2从能量关系式导出一般关系式 91

6.3比热的一般关系式 93

6.4内能和焓的一般关系式 96

6.5焦耳-汤姆逊效应 98

6.6相平衡和克拉珀龙-克劳修斯方程 99

第7章 化学反应和燃烧 103

7.1化学反应、燃烧及环境问题 103

7.2化学反应和能量转换 105

7.2.1反应热和标准生成焓 105

7.2.2化学反应中吉布斯自由能的变化 107

7.2.3标准生成吉布斯自由能和能量转换 109

7.3化学平衡 111

7.3.1反应速率 111

7.3.2反应速度和化学平衡 112

7.3.3化学平衡的条件 112

7.3.4平衡常数 113

7.3.5温度和压力对化学平衡的影响 115

7.3.6一般情况下的化学平衡组成求解方法 117

7.3.7平衡常数的注意事项 119

7.4燃烧 119

7.4.1燃料 120

7.4.2燃烧的形式 120

7.4.3燃烧的反应机理 120

7.4.4空燃比、燃空比、空气比、当量比 122

7.4.5燃烧的能量平衡 123

7.4.6理论火焰温度 124

7.4.7燃烧和能量交换 126

第8章 气体循环 131

8.1热机与循环 131

8.2活塞式发动机的循环 134

8.2.1奥托循环 134

8.2.2狄塞尔循环 136

8.2.3萨巴特循环 137

8.2.4活塞式发动机的燃烧分析 138

8.2.5斯特林循环 139

8.3燃气轮机发动机的循环 139

8.3.1布雷顿循环 140

8.3.2布雷顿回热循环 141

8.3.3埃里克森循环 142

8.3.4喷气式发动机循环 142

8.4气体制冷循环 142

第9章 蒸汽循环 147

9.1蒸汽的物性 147

9.1.1相平衡与状态变化 147

9.1.2湿蒸汽性质 148

9.2相平衡和克拉珀龙-克劳修斯方程 149

9.2.1相平衡的条件 149

9.2.2多组分混合物的两相平衡 150

9.2.3克拉珀龙-克劳修斯方程 151

9.3实际气体状态方程 152

9.3.1范德华方程 152

9.3.2实用状态方程式 154

9.4蒸汽动力循环 154

9.4.1朗肯循环 155

9.4.2再热循环 157

9.4.3再生循环 158

9.4.4联合循环 159

第10章 制冷循环与空调 163

10.1制冷原理 163

10.1.1可逆绝热膨胀 163

10.1.2节流膨胀 163

10.2工作性能系数 164

10.3各种制冷循环 165

10.3.1逆卡诺循环 165

10.3.2蒸汽压缩式制冷循环 165

10.3.3吸收式制冷循环 168

10.3.4空气制冷循环 170

10.3.5液化循环 170

10.4空气调节 171

10.4.1湿空气的性质 171

10.4.2湿空气温湿图 173

附录1 179

附录2 187

附录3 193