第1篇 热力学基础 4
第1章 基本概念 4
1.1 热力系·边界·外界 4
1.2 状态·状态参数 5
1.3 热力学第零定律·温度测定与温度计·温标 6
1.4 相·组分·相律 12
1.5 平衡态·稳定平衡态·状态方程 12
参考文献 15
第2章 热力学第一定律 16
2.1 作用·功·热量·传质能·传递能 16
2.2 过程·准静态过程·可逆过程 19
2.3 热力学第一定律 20
参考文献 30
第3章 热力学第二定律和熵 31
3.1 自发过程·能量传递与转换的方向性 31
3.2 热力学第二定律 32
3.3 卡诺定理 33
3.4 熵 35
3.5 热力学第一与第二定律结合的表达式 36
3.6 熵变·熵流·熵增 37
3.7 熵增原理 39
3.8 熵变的计算 39
3.9 T-s图 45
3.1 0 自发过程·平衡和平衡稳定性的判据 47
3.1 1 自发过程的速率与催化 54
参考文献 57
第4章 有效能和有用功 58
4.1 热力学势能和能势 58
4.2 有效能和无效能 60
4.3 有用功·最大比有用功·一般最大比有用功 63
4.4 定温过程的功函数——亥姆霍兹自由能F 66
4.5 定温定压过程的功函数——吉布斯自由能G 67
4.6 能量的品位 71
参考文献 73
第2篇 流体工质的热力性质 74
第5章 热力学函数间的普遍关系式 74
5.1 热力学函数的分类 74
5.2 建立热力学函数普遍关系式的基础 75
5.3 热力学基本关系式和麦克斯韦方程 80
5.4 热系数 82
5.5 比热容的普遍关系式 83
5.6 比熵s、比热力学能u、比焓h的普遍关系式 85
5.7 绝热节流系数的一般关系式 87
参考文献 88
第6章 热力学性质的实验测定 89
6.1 单一物质的p-v-T热力学关系图 89
6.2 p-v-T关系的实验测定方法 92
6.3 p-V-T测试系统 95
6.4 饱和蒸汽压测定 97
6.5 饱和气液密度和临界密度的测定 97
6.6 音速测定·球共鸣声学法测试原理 97
参考文献 100
第7章 实际气体的状态方程 101
7.1 实际气体与理想气体的偏差 101
7.2 建立实际气体状态方程的基本方法 102
7.3 范德瓦尔方程 103
7.4 维里方程 105
7.5 R-K方程 107
7.6 R-K-S方程 107
7.7 P-R方程 109
7.8 B-W-R方程 110
7.9 M-H方程 111
7.10 MBWR方程 112
7.11 蒸汽压方程式 113
7.12 饱和性质表和湿蒸汽热力函数的关系 114
参考文献 117
第8章 工质热力性质的计算 118
8.1 从状态方程v（p，T）计算u、h、s、cp、cv 118
8.2 从状态方程p（v，T）计算u、h、s、cp、cv 119
8.3 偏离函数计算法 120
8.4 绝热指数k 123
8.5 工质性质的实用线图 129
8.6 流体工质性质的物性手册和软件 134
参考文献 134
第9章 流体工质热力性质的推算 135
9.1 对应态原理 135
9.2 通用压缩因子 137
9.3 通用对应态方程的判别规则 139
9.4 通用对应态状态方程的改进 139
9.5 选择对应态参数变换的方法 140
9.6 饱和液体焓的通用对应态方程 142
9.7 蒸发潜热的通用对应态方程 143
9.8 饱和蒸汽焓的通用对应态方程 144
9.9 通用饱和液体密度的对应态方程 145
9.10 通用饱和蒸汽压的对应态方程 147
9.11 通用饱和蒸汽密度的对应态方程 150
9.12 通用饱和液体和饱和蒸汽熵的对应态方程 152
9.13 几个重要基准参数△hb、h′b和hc的计算 153
9.14 流体p-V-T的一般性对应态关系 155
参考文献 159
第3篇 多组分系统的热力学基础 161
第10章 多组分单相混合物系统 161
10.1 多组分系统热力函数的基本方程与化学势 161
10.2 混合物的广延性质与偏摩尔参数 164
10.3 偏摩尔参数的可加定理 166
10.4 用偏摩尔参数表示的热力学关系式 168
10.5 偏摩尔参数的性质与吉布斯-杜亥姆方程 170
10.6 偏摩尔参数的求法 171
10.7 气体混合物的p-V-T-x关系与混合法则 173
10.8 非理想气体的化学势——逸度 176
10.9 稀溶液中的拉乌尔定律和亨利定律 183
10.1 0理想溶液及其热力性质 185
10.1 1实际溶液的化学势——活度 188
参考文献 190
第11章 多组分多相系统 192
11.1 多相系统的热力函数的基本方程 192
11.2 相平衡的一般平衡条件·相图 193
11.3 理想完全互溶二组分气液系统的相平衡关系·精馏原理·杠杆原则 196
11.4 临界区二组分混合溶液的特殊性 202
11.5 具有共沸点的混合物 205
11.6 部分可互溶的二元混合物系统的相图 207
11.7 简单的低共熔混合物分析法 209
11.8 沸点升高与凝固点降低 210
11.9 一阶相变·高阶相变 214
11.10 多元混合物气液相平衡特性探讨 216
11.11 混合物状态方程拟合及其在热物性计算中的应用 219
11.12 混合物的对应态关系 220
参考文献 225
第4篇 特殊系统的热力学基础 226
第12章 简单弹性力系统 226
12.1 一维弹性力系统的功 226
12.2 一维弹性力系统的热力学定律表达式 227
12.3 一维弹性力系统的熵和其他参数的微分式 228
12.4 一维弹性力系统的状态方程 228
参考文献 230
第13章 表面薄层系统 231
13.1 液体表面层与表面张力 231
13.2 表面张力功 231
13.3 表面薄层系统的热力学基本微分方程 232
13.4 表面薄层系统的状态方程 233
13.5 弯曲表面层系统 234
参考文献 238
第14章 简单磁介质系统 239
14.1 磁介质系统的基本概念 239
14.2 磁系统的功 240
14.3 磁系统的热力学关系式 241
14.4 顺磁体的热力学状态方程 242
14.5 顺磁体的热容及其与温度的关系 244
14.6 退磁制冷 249
14.7 室温磁制冷研究 251
参考文献 255
第15章 含有化学反应和燃烧的系统 256
15.1 化学计量与离解 256
15.2 化学反应的热力学第一定律分析 258
15.3 化学反应方向的判据与平衡条件 263
15.4 化学反应的平衡常数及平衡成分 268
15.5 最大可用功·范托夫方程·平衡转移原理 275
15.6 热力学第三定律 281
15.7 平衡常数的计算 283
15.8 绝热燃烧温度与平衡火焰温度 288
15.9 燃料和燃气 293
15.1 0燃烧的不可逆损失 298
15.1 1燃烧的效率和有效率 300
参考文献 300
第16章 燃料电池的热力学基础 301
16.1 燃料电池的原理 301
16.2 燃料电池输出的电功 302
16.3 燃料电池的端电压和输出特性 305
16.4 几种类型的燃料电池 306
16.5 燃料电池系统 310
参考文献 313
第17章 辐射热力学基础 314
17.1 热辐射系的热力学基础 314
17.2 辐射能密度u′与黑体辐射力E的关系 316
17.3 辐射粒子气的频率分布规律 319
17.4 辐射热力学的量子理论基础 320
17.5 光子气的分布律 325
17.6 黑体光谱辐射密度u′bλ和光谱辐射力Ebλ 327
17.7 热辐射能的光谱有效能与光谱等效温度 329
17.8 辐射系的熵S 335
17.9 平衡态空腔内辐射系的热力学函数 336
17.10 稳态开口辐射系的热力学函数 337
17.11 开放系辐射换热中吸收器的辐射熵流 338
参考文献 338
第5篇 热力循环 340
第18章 热力循环组织及其性能评价方法 340
18.1 组织热力循环的基本原则 340
18.2 热力循环的分类 340
18.3 能量利用的效率与热力经济分析 342
18.4 热力完善度和有效能分析法 343
18.5 电热冷联供与最大经济利益分析法 346
18.6 环境和谐综合平衡分析法 347
18.7 主要热力设备锅炉的热力性能评价 348
参考文献 356
第19章 蒸汽动力循环 357
19.1 现代蒸汽发电厂的主系统流程 357
19.2 朗肯循环 360
19.3 蒸汽再热循环 365
19.4 回热循环 367
19.5 再热回热循环 373
19.6 二流体循环 373
19.7 超临界和超超临界压力锅炉的动力循环新技术 374
参考文献 375
第20章 气体动力循环 376
20.1 燃气轮机循环 376
20.2 内燃机循环 385
20.3 气体流推进式发动机循环 393
参考文献 403
第21章 制冷和热泵循环 404
21.1 制冷循环的工作原理 404
21.2 制冷系统的能量方程和有效能平衡方程 405
21.3 等价热力变换分析法 407
21.4 空气能在节能中的应用价值 412
21.5 压缩制冷设备的节能途径 413
21.6 吸收式制冷机的工作原理 414
21.7 吸收式制冷工质物性 416
21.8 吸收式制冷循环热力计算 424
21.9 吸收式制冷循环的有效能分析 430
21.1 0低温技术基础 433
参考文献 447
第22章 气体压缩循环 448
22.1 压缩机的分类 448
22.2 压缩功 451
22.3 压缩性能的影响因素 453
22.4 压缩机的效率 455
参考文献 456
第6篇 非平衡态热力学基础 457
第23章 不可逆过程的热力学基础 457
23.1 非平衡态热力学简介 457
23.2 近平衡态热力系的局部平衡假设 460
23.3 熵源强度和熵产率 461
23.4 熵源强度的普遍式、热力学的“流”与“力” 464
23.5 线性唯象方程 467
23.6 唯象系数的获得与昂萨格倒易定律 468
23.7 用熵产率理论解题的思路和应用举例 469
23.8 最小熵产率原理和定态的稳定性 475
23.9 ？耗散极值原理 477
23.10 有效能消耗率最小原理和过程不可逆度 478
23.11 逆流换热器的传热性能分析与优化例 484
23.12 有限时间热力分析法简介 489
23.13 交替吸放热型有限时间热力分析法 491
23.14 定态等价有限时间热力分析法 493
23.15 定态有限时间热力分析法与交替式的比较 499
23.16 定态等价有限时间热力分析法的参数优化 500
23.17 不可逆过程热力学小结 503
参考文献 504
第24章 非平衡态辐射热力学基础 506
24.1 非平衡态辐射热力系统 506
24.2 非平衡态辐射场状态的描述 508
24.3 辐射能与物质光热作用的热力学问题 511
24.4 辐射能对物质的量子作用 517
参考文献 524
习 题 525
习题1 热力学基础篇习题 525
习题2 流体工质的热力性质篇习题 530
习题3 多组分系统的热力学基础篇习题 534
习题4 特殊系统的热力学基础篇习题 538
习题5 热力循环篇习题 542
习题6 不可逆热力学篇习题 548
附 表 550
附表1 各种常用单位制换算表 550
附表2 常用物理常数表 554
附表3 制冷工质的基本参数表 555
附表4 若干流体物质的特征参数与安托万常数 557
附表5 一些物质标准生成焓等的热化学数据 560
附表6 饱和水与饱和蒸汽表（按压力排列） 564
附表7 未饱和水与过热蒸汽表 566
附表8 几种制冷工质饱和液、气的物性表 569
附表9 平衡常数Kp 572
附 录 575
拉格朗日待定乘数法 575