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1 基本观念与定义 1

1.1 热力学 1

1.2工程热力学 1

1.3一般定义 2

1.4 数学语言 4

1.5不定义项 5

1.6因次、单位及一些简称 6

1.7热力系统 7

1.8理想系统与实际系统 8

1.9性质、状态与过程 9

1.10密度、比容及比重 12

1.11 压力 13

1.12温度 16

1.13温尺 17

1.14功 20

1.15简单可压缩封闭系统之无摩擦过程所作功 23

1.16稳定流动 30

1.17无摩擦稳流过程作功 31

1.18热 36

1.19点函数与线函数 39

1.20摘要 45

参考资料 47

习题 48

2 热力学第一定律 57

2.1热力学第一定律 57

2.2非循环过程之第一定律：能 61

2.3 E的本质 65

2.4焓 69

2.5应用于（固定）封闭系统之第一定律 70

2.6应用于开放系统之第一定律 73

2.7应用于开放系统——稳流之第一定律 75

2.8应用于开放系统之第一定律——通式 86

2.9热机、热效率、冷冻机、热泵、性能系数 94

2.10第一定律之限制 97

2.11第一定律之历史略记 97

2.12摘要 99

参考资料 102

习题 103

3 物理性质（一） 117

3.1 物理之相：固体、液体及气体 117

3.2纯质之相平衡 120

3.3相图 125

3.4 其他性质图 126

3.5比热与潜热 132

3.6相变化 137

3.7临界状态 141

3.8性质表 142

3.9摘要 148

参考资料 150

习题 150

4 理想气体 167

4.1 理想气体 167

4.2真实气体与理想气体状态方程式 169

4.3理想气体温度计尺度 171

4.4 理想气体之内能与焓 172

4.5理想气体比热 177

4.6理想气体与等比热之特殊关系 184

4.7理想气体状态方程式与运动理论 191

4.8理想气体比热与运动理论 194

4.9摘要 197

参考资料 198

习题 198

5 第二定律 217

5.1 第一定律的限制 217

5.2热力学第二定律 218

5.3永动机械 221

5.4 第二定律的价值 221

5.5结论 222

6 可逆暨不可逆过程与循环 223

6.1可逆与不可逆过程：定义 223

6.2可逆与不可逆过程：特性说明 224

6.3内部可逆性与外部可逆性 233

6.4 不可逆过程之∫ P d v与∫ v d P 233

6.5可逆与外部可逆循环 235

6.6卡诺循环 238

6.7逆行卡诺循环 242

6.8其他外部可逆循环 244

6.9不可逆过程与分子无秩序 246

6.10摘要 247

参考资料 249

习题 249

7 第二定律的一些结论 253

7.1 卡诺原理 253

7.2可逆热机效率 254

7.3热力温度尺度 255

7.4 摘要 262

参考资料 263

习题 263

8 熵 269

8.1性质「熵」 269

8.2熵变化的计算 275

8.3熵作为座标轴 280

8.4 性质间一个有用的关系式 285

8.5熵增原理 289

8.6热传导之可用与不可用部份 296

8.7荷姆霍茲函数（A）与吉布士函数（G） 304

8.8熵的用途 307

8.9熵与机率；熵与资讯理论 307

8.10摘要 312

参考资料 313

习题 313

9 物理性质 327

9.1 麦思威尔方程式 328

9.2柯比隆方程式 334

9.3焦耳汤姆生系数 336

9.4以P，v，T及比热表示之熵，内能与焓变化通式 342

9.5比热关系式 346

9.6理想气体性质表 351

9.7压缩性因子 355

9.8比减座标 359

9.9其他的状态方程式 361

9.10真实气体比热 366

9.11真实气体焓与熵 368

9.12性质图 374

9.13探讨热力学的其他方法 377

9.14摘要 378

参考资料 381

习题 381

10 可用性与不可逆性 393

10.1最大功 393

10.2可用性 400

10.3可用能与不可用能 404

10.4 不可逆性 406

10.5可用性计算 413

10.6摘要 416

参考资料 419

习题 419

11 气体与气汽混合物 427

11.1 质量分率；莫耳分率 427

11.2分压；分容 428

11.3道尔顿定律或压力加法律 429

11.4阿玛加定律、李达定律、或容积加法律 430

11.5理想气体混合物性质 432

11.6最初在不同压力温度之理想气体混合 437

11.7真实气体混合物 441

11.8理想气体与蒸汽混合物 445

11.9大气空气 447

11.10相对湿度与湿度比 448

11.11求大气空气性质所用之温度 451

11.12湿度图 455

11.13等总压力下气汽混合之过程 458

11.14摘要 463

参考资料 465

习题 465

12 化学反应：燃烧 477

12.1 基本燃烧反应 477

12.2乾空气的成分 478

12.3理想燃烧 479

12.4实际燃烧的质量平衡 483

12.5化学反应之能量平衡 490

12.6反应焓 493

12.7反应内能 503

12.8最高绝热燃烧温度 504

12.9化学平衡 506

12.10化学反应之第二定律分析 507

12.11摘要 514

参考资料 515

习题 516

13 理想气体反应之化学平衡 521

13.1 平衡的判别标准 521

13.2平衡常数 524

13.3 Kp与△hR之关系 540

13.4 Kp与△gR之关系 541

13.5摘要 542

参考资料 543

习题 544

14 流体流的热力层面 549

14.1 一维、二维及三维稳定流 549

14.2总焓、总温度与总压力 550

14.3稳定一维流之动力方程式 554

14.4音速；马赫数 558

14.5基本关系式 560

14.6任一流体等熵流之面积变异 561

14.7等比热理想气体之绝热流 564

14.8蒸汽之绝热流 571

14.9孔口流 574

14.10范诺线；管中流 575

14.11雷莱线 577

14.12跨垂直陡震流 578

14.13等比热理想气体未作功之稳定绝热流 580

14.14摘要 584

参考资料 585

习题 585

15 压缩与膨胀过程：流体机械 599

15.1稳流压缩过程 599

15.2稳流膨胀过程 604

15.3经热机之不可压缩流 607

15.4流体与转子间之能量转换 608

15.5动力压缩机 611

15.6轮机 613

15.7往复式机械 614

15.8摘要 617

参考资料 618

习题 619

16 气体动力循环 629

16.1 空气标准分析 629

16.2简单燃气轮机循环 630

16.3再生燃气绘机循环 635

16.4 燃气轮机循环之中间冷却与再加热 639

16.5燃气轮机喷射推进 641

16.6空气标准鄂图循环 644

16.7空气标准狄塞尔循环 645

16.8双循环及其他 649

16.9复式动力厂 649

16.10摘要 651

参考资料 652

习题 652

17 蒸汽动力循环 667

17.1 使用水蒸汽之卡诺循环 667

17.2朗肯循环 668

17.3再生水蒸汽动力循环 672

17.4 再热循环 679

17.5加热与动力循环 680

17.6双汽循环 683

17.7摘要 685

参考资料 685

习题 686

18 冷冻 697

18.1逆行卡诺循环 698

18.2逆行布雷顿循环 699

18.3蒸汽压缩冷冻 701

18.4 吸收式冷冻 705

18.5气体之液化 709

18.6摘要 711

参考资料 712

习题 712

19 二元混合物 721

19.1 相律 721

19.2混合性 725

19.3液汽平衡：可混合液体 726

19.4液汽平衡：不可混合与部份可混合液体 731

19.5固液平衡：不可混合之固体与可混合液体 733

19.6摘要 733

参考资料 734

习题 734

20 直接能量转换 737

20.1 直接能量转换系统 737

20.2燃料电池：操作叙述 738

20.3燃料电池操作分析 740

20.4 实际燃料电池性能 743

20.5其他直接能量转换系统 744

20.6摘要 748

参考资料 749

习题 750

21 热传递 753

21.1 稳态一维传导 753

21.2对流 757

21.3辐射 765

21.4摘要 770

参考资料 771

习题 771

附录A 因次与单位 777

A.1 因次、单位，及换算因子 777

A.2单位系统；基本因次数 780

A.3国际公制 780

A.4 英制系统 781

附录B 偏导数注解 786

B.1 偏导数之图形说明 786

B.2偏微分间之三种关系 788

附表与图 791

习题解答 888

索引 893