工程热力学

定　　价：60 元

丛书名：普通高等教育“十三五”规划教材

• 作者：陈巨辉 ... [等] 编著
• 出版时间：2017/6/1
• ISBN：9787030528698
• 出 版 社：科学出版社

适用读者:高等学校能源动力、化工机械、航空航天、核工程技术、建筑工程、工业管理等专业学生，相关领域管理人员，工程技术人员

• 中图法分类：TK123 
• 页码：x, 314页
• 纸张：胶纸版
• 版次：1
• 开本：16K
• 字数：(单位：千字)

内容简介

本书内容包括：基本概念；热力学第一定律；气体的性质；理想气体基本热力过程及气体压缩；热力学第二定律；水蒸气和湿空气；气体与蒸汽的流动等。

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序 言

　　本书是黑龙江省级精品课程“工程热力学”的配套教材。从本专业1986年成立以来，《工程热力学》讲义经过了三十多届的讲授，内容不断得以修改和完善，并结合新技术补充了知识点，目前已形成了一套完整的知识体系。“工程热力学”课程在教学方法、创新实验、多媒体教学、试题库建立、编写教材等方面一直在不断地积累、创新，课程不仅为学生讲授有关专业的基础理论知识，也为其毕业后从事相关专业技术工作和科学研究工作提供重要的理论基础，同时培养了学生的科学抽象、逻辑思维能力。本书在原有讲义的基础上紧跟“十三五”规划思想，并与当前世界科技发展及国家建设紧密结合，章节编排更符合教学规律，教材立体化方面具有新的突破。
　　本书主要具有以下特色。
　　（1）编写思路新颖，内容全面，结构清晰，重点突出。“工程热力学”课程具有概念多、公式多、内容多（一种工质、两个基本定律、三个守恒方程、四个热力过程、五个方面应用）等特点，内容涉及面广、跨度大、知识点多。本书对传统的“工程热力学”课程进行了调整，主要考虑到热能与动力工程专业的特点，着眼于培养学生的学习兴趣，提高学生解决实际问题的能力，改革了习题构成，增加了培养学生能力训练的题目，着重强调全面性、实用性、创新性，做到难度适中、内容详略得当、语言准确精练。
　　（2）本书的内容以实用为目的，注重知识应用的先进性和前沿性。本书紧跟“十三五”规划思想，补充了该领域“十三五”规划重点研究内容及最新的研究成果。随着知识的不断探寻及更新拓展，作者结合十多年的讲课经验，对《工程热力学》讲义内容又进行了完善和补充。
　　（3）提供丰富的立体化配套资源，教学资源丰富，提供优质教学服务。为使内容更加动态化、形象化，本书提供课程教学资源和网络学习平台。课程教学资源包括课程标准、教学指南、学习指南、电子教案、多媒体课件等；网络学习平台主要为师生提供电子教材、在线交流、在线作业、答疑解惑等即时和非即时的沟通手段。
　　（4）作者队伍结构合理，教科研实力强。《工程热力学》作者团队包括从教十几年经验丰富的老教师及有活力有新想法的年轻教师，同时还有系主任对“十三五”规划主导思想的把关。
　　《工程热力学》讲义得到了所有授课教师和广大学生的好评。经向学生抽样调查，“工程热力学”课程多次被学生认为是“最受欢迎的课程”；《工程热力学》讲义也被评为最受欢迎的教科书，学生表示讲义内容浅显易懂，各类教学资源非常丰富，便于自学。课题组曾多次参加中国工程热物理学会所召开的全国性学术交流会议；基于《工程热力学》讲义的教学方法、教学计划和大纲设计等均得到了同行专家的认可。
　　本书初稿由陈巨辉执笔完成，承蒙戴冰、李九如、于广滨仔细审阅，对本书的结构安排和内容取舍提出了中肯的意见，指出了一些细节的错误和不妥。感谢哈尔滨理工大学机械动力工程学院对本书编写和出版的大力支持，及本专业学生的积极配合与反馈。
　　书中难免有不妥之处，望不吝指正。
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目 录

目录
前言
主要符号
第1章 基本概念 1
1.1 绪论 1
1.1.1 热能与机械能的转换 1
1.1.2 热力学发展简史 2
1.1.3 工程热力学的主要内容及研究方法 3
1.2 热力学系统 4
1.2.1 热力系定义 4
1.2.2 热力系分类 5
1.3 状态及状态参数的基本概念 5
1.3.1 状态与状态参数 5
1.3.2 基本状态参数 6
1.4 平衡状态、状态方程、坐标图 9
1.4.1 平衡状态 9
1.4.2 状态公理 9
1.4.3 状态方程 10
1.4.4 状态参数坐标图 10
1.5 热力过程 10
1.5.1 准静态过程 11
1.5.2 可逆过程和不可逆过程 12
1.6 功和热量 13
1.6.1 功的热力学定义 13
1.6.2 可逆过程功 14
1.6.3 热量 15
1.7 热力循环 16
1.7.1 循环 16
1.7.2 正向循环 16
1.7.3 逆向循环 17
1.8 单位制简介 18
1.8.1 基本单位 18
1.8.2 导出单位 19
1.8.3 国际单位制词冠 19
思考题 20
习题 21
第2章 热力学第一定律 23
2.1 热力学第一定律的实质 23
2.2 内能和总能 23
2.2.1 内能 23
2.2.2 外部储存能 24
2.2.3 系统的总储存能 24
2.3 焓 24
2.4 热力学第一定律的表达式 25
2.4.1 基本表达式 25
2.4.2 闭口系统能量方程式 25
2.4.3 开口系统能量方程的一般形式 28
2.5 稳定流动能量方程及其应用 30
2.5.1 稳定流动能量方程式 30
2.5.2 稳定流动能量方程式的分析 30
2.5.3 能量方程式的应用 31
思考题 35
习题 36
第3章 气体的性质 38
3.l 理想气体模型及其状态方程 38
3.1.1 理想气体模型 38
3.1.2 理想气体状态方程 38
3.1.3 通用气体常数与气体常数的关系 39
3.2 实际气体模型及其状态方程 41
3.2.1 实际气体模型 41
3.2.2 实际气体状态方程 42
3.2.3 实际气体临界参数 43
3.3 对比参数及对比态定律 45
3.3.1 对比参数 45
3.3.2 对比态定律 45
3.3.3 通用压缩因子图 46
3.4 理想气体的比热 49
3.4.1 比热的定义 49
3.4.2 定压比热与定容比热的关系 50
3.4.3 利用比热计算热量 51
3.5 理想气体的内能、焓和熵 53
3.5.1 内能和焓 53
3.5.2 状态参数熵 55
3.5.3 理想气体的熵变计算 55
3.6 理想气体混合物 57
3.6.1 理想气体混合物定义与成分表示 57
3.6.2 混合气体的折合摩尔质量和折合气体常数 57
3.6.3 分压力定律和分体积定律 58
3.6.4 的换算关系 59
3.6.5 理想气体混合物的比热、内能、焓和熵 60
思考题 62
习题 63
第4章 理想气体基本热力过程及气体压缩 67
4.1 概述 67
4.2 定容过程 67
4.3 定压过程 68
4.4 定温过程 72
4.5 绝热过程 73
4.5.1 过程方程式 73
4.5.2 初、终态参数的关系 74
4.5.3 定熵过程p-v图和T-s图 74
4.5.4 绝热过程中能量的传递和转换 74
4.6 多变过程 75
4.6.1 过程方程式 75
4.6.2 初、终态参数的关系 76
4.6.3 多变过程的过程功、技术功及过程热量 76
4.6.4 多变过程的特性及p-v图、T-s图 77
4.6.5 过程综合分析 78
4.7 压气机的热过程 83
4.7.1 压气机概述 83
4.7.2 单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功量 84
4.7.3 余隙容积对压气机工作的影响 85
4.7.4 多级压缩和级间冷却 87
思考题 89
习题 90
第5章 热力学第二定律 93
5.1 热力学第二定律的表述 93
5.2 可逆循环分析及其热效率 94
5.2.1 卡诺循环 94
5.2.2 概括性卡诺循环 95
5.2.3 逆向卡诺循环 96
5.2.4 多热源的可逆循环 97
5.3 卡诺定理 98
5.4 状态参数熵及热过程方向的判据 100
5.4.1 状态参数熵的导出 100
5.4.2 热力学第二定律的数学表达式 102
5.4.3 不可逆绝热过程分析 104
5.4.4 熵变量计算 105
5.5 孤立系的熵增原理 106
5.5.1 孤立系熵增原理的基本概念 106
5.5.2 熵增原理的实质 108
5.5.3 孤立系中熵增与做功能力损失 110
思考题 111
习题 112
第6章 水蒸气和湿空气 115
6.1 饱和状态及其参数 115
6.2 水蒸气的定压发生过程 116
6.3 水和水蒸气的状态参数 117
6.3.1 零点的规定 118
6.3.2 过冷水 118
6.3.3 温度为t、压力为p的饱和水 118
6.3.4 压力为p的干饱和蒸汽 118
6.3.5 压力为p的湿饱和蒸汽 119
6.3.6 压力为p的过热蒸汽 119
6.4 水蒸气表和h-s图 119
6.4.1 水蒸气表 120
6.4.2 h-s图 121
6.5 水蒸气的基本过程 121
6.6 湿空气的性质 123
6.6.1 未饱和空气和饱和空气 124
6.6.2 露点 124
6.6.3 湿空气的绝对湿度 125
6.6.4 湿空气的相对湿度 125
6.6.5 湿空气的含湿量 125
6.6.6 湿空气的焓 126
6.6.7 湿空气的比体积 126
6.7 湿空气的焓湿图 127
6.7.1 湿空气的h-d图 127
6.7.2 h-d图的应用 129
6.8 湿空气的基本过程 129
6.8.1 加热（或冷却）过程 130
6.8.2 绝热加湿过程 130
6.8.3 冷却去湿过程 131
6.8.4 绝热混合过程 131
6.8.5 烘干过程 132
思考题 132
习题 133
第7章 气体与蒸汽的流动 134
7.1 稳定流动的基本特性和基本方程 134
7.1.1 喷管和扩压管 134
7.1.2 连续性方程 134
7.1.3 稳定流动能量方程式 135
7.1.4 过程方程式 136
7.1.5 声速方程 137
7.2 促使流速改变的条件 137
7.2.1 力学条件 137
7.2.2 几何条件 138
7.3 喷管的计算 140
7.3.1 流速计算 140
7.3.2 临界压力比 140
7.3.3 流量计算 142
7.4 绝热节流 143
思考题 143
习题 144
第8章 动力循环 145
8.1 朗肯循环 145
8.1.1 工质为水蒸气的卡诺循环 145
8.1.2 朗肯循环及其热效率 146
8.1.3 蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 147
8.1.4 有摩阻的实际循环 148
8.2 再热循环 150
8.3 回热循环 151
8.3.1 抽汽回热 151
8.3.2 回热循环计算 152
8.4 热电循环 155
8.5 活塞式内燃机实际循环的简化 156
8.6 活塞式内燃机的理想循环 158
8.6.1 混合加热理想循环 158
8.6.2 定压加热理想循环 160
8.6.3 定容加热理想循环 160
8.6.4 活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较 162
8.7 燃气轮机装置及循环 163
8.7.1 燃气轮机装置简介 163
8.7.2 燃气轮机装置的定压加热理想循环 164
8.7.3 燃气轮机装置的定压加热实际循环 165
思考题 166
习题 167
第9章 制冷循环 168
9.1 概况 168
9.2 空气压缩制冷循环原理及应用 168
9.2.1 空气压缩制冷循环 168
9.2.2 回热式空气制冷循环 170
9.3 蒸气压缩制冷循环 172
9.4 吸收式制冷循环 175
9.5 热泵 176
9.6 气体液化系统 176
9.6.1 理想液化系统所需的功 176
9.6.2 可逆气体液化系统 177
思考题 178
习题 178
第10章 总复习试题精讲 180
第11章 考研复习试题精讲 187
第12章 专升本复习试题汇编 273
复习参考题（一） 273
复习参考题（二） 273
专升本模拟考试试题（一） 274
专升本模拟考试试题（二） 276
专升本模拟考试试题（三） 279
专升本模拟考试试题（四） 281
专升本模拟考试试题（五） 284
专升本模拟考试试题（六） 286
专升本模拟考试试题（七） 289
参考文献 292
附录 293