第1章 工程专业 1
1.1 工程职业 1
1.2 技术团队 2
1.2.1 科学家 3
1.2.2 工程师 4
1.2.3 技术专家和技术员 4
1.2.4 熟练技工／工匠 5
1.3 工程专业 6
1.4 工程职能 6
1.4.1 研究 7
1.4.2 开发 8
1.4.3 设计 11
1.4.4 生产与测试 12
1.4.5 建筑 13
1.4.6 操作 13
1.4.7 销售 14
1.4.8 管理 15
1.4.9 咨询 16
1.4.10 教学 17
1.5 工程学科 18
1.5.1 航空工程 18
1.5.2 化学工程 20
1.5.3 土木工程 21
1.5.4 电子／计算机工程 24
1.5.5 环境工程 25
1.5.6 工业工程 26
1.5.7 机械工程 28
1.6 工程教育 29
1.6.1 所需的特质 30
1.6.2 需要的知识与技能 31
1.6.3 继续教育 34
1.7 工程与设计 34
1.7.1 工程设计简介 35
1.7.2 设计过程 36
1.7.3 设计和客户 39
1.7.4 工程设计的本质 40
1.7.5 体验教育中的设计过程 41
1.8 将工程师作为职业 41
1.8.1 职业特征 41
1.8.2 职业注册 42
1.8.3 职业道德 43
1.8.4 职业协会 43
1.9 未来的挑战 45
1.9.1 能源 45
1.9.2 环境／水 46
1.9.3 基础设施 48
1.9.4 在世界市场中的竞争优势 49
1.10 小结 49
习题 50
第2章 工程解决方案 55
2.1 简介 55
2.2 问题分析 55
2.3 工程方法 56
2.4 问题表示 57
2.5 问题表示的标准 58
习题 66
第3章 技术信息的表示 75
3.1 简介 75
3.2 收集和记录数据 79
3.2.1 手工输入 79
3.2.2 计算机辅助技术 81
3.3 一般绘图过程 81
3.3.1 图纸 82
3.3.2 轴的位置和截断线 83
3.3.3 刻度尺的分度、刻度值和标记 84
3.3.4 轴标签 87
3.3.5 点绘制方法 87
3.3.6 曲线和符号 88
3.3.7 标题 89
3.3.8 计算机辅助制图 89
3.4 经验函数 91
3.5 曲线拟合 91
3.6 选点法和最小平方法 91
3.7 经验方程：直线 92
3.8 经验方程：幂曲线 93
3.9 经验方程：指数曲线 98
习题 101
第4章 工程测量和评估 111
4.1 简介 111
4.2 数字和有效数字 111
4.3 准确度和精度 116
4.4 误差 117
4.4.1 系统误差 117
4.4.2 随机误差 118
4.5 近似值 119
习题 126
第5章 量纲、单位和转换 131
5.1 简介 131
5.2 美国公制度量衡的发展 131
5.3 物理量 133
5.4 量纲 133
5.5 单位 134
5.6 SI的单位和符号 135
5.7 使用SI单位的规则 139
5.7.1 单位符号和名称 139
5.7.2 乘法和除法 140
5.7.3 数字 140
5.7.4 使用SI单位进行计算 140
5.8 美国惯例单位制和工程单位制 143
5.9 摄氏温标、华氏温标和绝对温标 145
5.10 单位转换 145
习题 149
第6章 统计学 155
6.1 简介 155
6.2 频数分布 157
6.3 集中趋势的度量 158
6.4 差异的度量 160
6.5 连续分布 165
6.6 正态分布 166
6.7 线性回归 170
6.8 相关系数 176
6.9 应用 178
习题 185
第7章 力学 195
7.1 简介 195
7.1.1 坐标系 196
7.1.2 单位 196
7.2 标量与向量 197
7.3 力 198
7.4 力系的类型 199
7.5 力的传递性 199
7.6 力的分解 200
7.7 力矩与力偶 203
7.8 自由体受力图 204
7.9 平衡 206
7.10 三维力系 212
7.11 应力 215
7.12 应变 217
7.13 弹性模量 218
7.14 设计应力 219
习题 223
第8章 物料平衡 233
8.1 简介 233
8.2 质量守恒 234
8.3 过程 236
8.4 系统分析法 238
习题 245
第9章 能量 249
9.1 简介 249
9.2 矿物燃料 250
9.2.1 石油的形成与开采 250
9.2.2 煤的形成与开采 250
9.2.3 天然气的形成与开采 251
9.3 矿物燃料的有限供应 251
9.3.1 美国石油储量、消耗量与生产 251
9.3.2 世界石油储备、消耗与生产 253
9.3.3 美国煤炭储量、消耗量与生产 253
9.3.4 世界煤炭储量与消耗量 254
9.3.5 美国天然气储量与消耗量 254
9.3.6 世界天然气储量与消耗量 255
9.3.7 结论 255
9.4 美国能源消耗的主要领域 255
9.4.1 交通 256
9.4.2 发电 256
9.4.3 家居供暖 258
9.4.4 未来25年内的能源预测 259
9.5 替代能源 260
9.5.1 风能 260
9.5.2 水能 261
9.5.3 地热能 262
9.5.4 太阳能 263
9.5.5 核能 264
9.5.6 乙醇与生物柴油 265
9.5.7 垃圾焚烧发电与生物资源 266
9.6 热力学简介 266
9.6.1 储能 266
9.6.2 能量转化 268
9.6.3 热力学第一定律：能量守恒 271
9.6.4 热力学第二定律 274
9.6.5 效率 274
9.6.6 功率 277
9.6.7 冷却循环 278
习题 279
第10章 电学 283
10.1 简介 283
10.2 电的形成 283
10.3 静电 284
10.4 电流 285
10.5 电势 285
10.6 简单电路 285
10.7 电阻 286
10.8 直流电路原理 287
10.9 直流电功率 292
10.10 端电压 293
10.11 基尔霍夫定律 294
10.12 网孔电流 299
习题 300
第11章 工程经济学 309
11.1 简介 309
11.2 单利与复利 311
11.3 现金流量图 314
11.4 现值与终值 315
11.5 年金与梯度 318
11.5.1 年金终值（偿债基金） 319
11.5.2 年金现值（分期偿还贷款） 321
11.5.3 资本成本（无限寿命分析） 332
11.5.4 算术梯度 333
11.5.5 几何梯度 336
11.6 经济决策 338
11.7 折旧与税 341
11.8 总表 341
习题 342
附录A 单位转换 351
附录B NSPE工程师道德准则 359
附录C 标准正态曲线下O～Z的面积 365
附录D 希腊字母表 367
附录E 单位前缀 369
附录F 物理常数 371
附录G 化学元素 373
附录H 近似比重与密度表 377
附录I 平面 381
附录J 流程图 387
附录K 代数（选读内容） 399
附录L 三角学（选读内容） 407
附录M 电阻色环码 421
附录N Al Rohach关于学生技术报告写作的建议 423