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1绪论1

1.1 能源的利用与生产力的发展1

1.2 热能的转换与利用2

1.3 工程热力学的研究对象及主要内容5

1.4 热力工程和工程热力学的发展简史6

1.4.1 热机的历史6

1.4.2 温度的测量7

1.4.3 量热学的发展7

1.4.4 热传导理论7

1.4.5 热的本质8

1.4.6 热力学第一定律8

1.4.7 热力学第二定律9

1.4.8 热力学第三定律9

1.5 工程热力学的研究方法及学习方法10

1.6 单位制11

复习思考题与习题13

2基本概念14

2.1 热力学系统14

2.2 工质的热力学状态及其基本状态参数16

2.2.1 热力学状态与状态参数16

2.2.2 基本状态参数17

2.2.3 平衡状态19

2.2.4 状态方程式与状态参数坐标图20

2.2.5 相空间21

2.3 工质的状态变化过程22

2.3.1 准静态过程（准平衡过程）22

2.3.2 可逆过程23

2.3.3 功和热量23

2.3.4 热力循环25

复习思考题与习题26

3热力学第一定律28

3.1 热力学第一定律的内容28

3.1.1 热力学第一定律28

3.1.2 热力学能29

3.2 热力学第一定律的表达式30

3.3 稳定流动能量方程31

3.4 热力学第一定律的具体应用36

3.4.1 锅炉和各种换热器37

3.4.2 汽轮机和燃气轮机等动力机械37

3.4.3 压气机、泵与风机38

3.4.4 管道38

3.4.5 节流38

3.4.6 涡轮机叶轮38

3.5 企业热平衡39

3.5.1 企业热平衡39

3.5.2 热平衡的原则方法39

3.5.3 热平衡的技术指标41

复习思考题与习题43

4气体和蒸气的性质及热力过程46

4.1 理想气体状态方程46

4.1.1 经验定律46

4.1.2 理想气体状态方程47

4.1.3 分子运动论48

4.2 理想气体的比热容51

4.2.1 比热容的定义51

4.2.2 理想气体的比热容52

4.2.3 比定压热容和比定容热容（定压比热和定容比热）52

4.2.4 比热容的变化问题54

4.3 理想气体的热力学能、焓和熵57

4.3.1 理想气体的热力学能57

4.3.2 理想气体的焓57

4.3.3 理想气体的熵58

4.4 理想气体混合物58

4.4.1 混合气体的折合摩尔质量和折合气体常数59

4.4.2 质量分数w i、摩尔分数x i和体积分数φ i的换算关系59

4.4.3 道尔顿分压定律和阿麦加分体积定律60

4.4.4 理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵60

4.5 水和水蒸气的相变62

4.5.1 水和水蒸气的定压加热过程62

4.5.2 水的相变与临界点、三相点63

4.6 水和水蒸气的热力性质65

4.6.1 水和水蒸气热力性质的特征65

4.6.2 水和水蒸气热力性质图表66

4.7 理想气体的热力过程73

4.7.1 研究热力过程的目的及一般方法73

4.7.2 定容过程73

4.7.3 定压过程75

4.7.4 定温过程76

4.7.5 绝热过程78

4.8 理想气体热力过程综述79

4.8.1 多变过程79

4.8.2 过程综述81

4.9 水蒸气的热力过程85

复习思考题与习题87

5热力学第二定律90

5.1 热力学第二定律90

5.1.1 自然过程的方向性90

5.1.2 热力学第二定律的表述91

5.2 卡诺循环和卡诺定理92

5.2.1 卡诺循环93

5.2.2 卡诺定理94

5.2.3 循环的平均吸热温度和平均放热温度96

5.2.4 极限回热循环——概括性卡诺循环96

5.3 状态参数熵97

5.3.1 状态参数熵的导出97

5.3.2 不可逆过程熵的变化98

5.4 孤立系统熵增原理100

5.4.1 可用能100

5.4.2 孤立系统熵增原理101

5.5 ？分析102

5.5.1 ？102

5.5.2 自然环境与环境状态103

5.5.3 ？的各种形式104

5.6 熵的统计意义107

5.6.1 热力学概率与熵107

5.6.2 对称和吉布斯公式109

5.6.3 涨落、对称破缺与自组织现象110

复习思考题与习题113

6实际气体的性质及热力学一般关系式117

6.1 实际气体118

6.1.1 气体分子间的相互作用力118

6.1.2 实际气体与理想气体的偏差119

6.2 实际气体的状态方程式122

6.2.1 范德瓦尔方程122

6.2.2 范德瓦尔方程的分析123

6.2.3 实际气体状态方程的一般热力学特征125

6.2.4 其他实际气体状态方程126

6.2.5 对应态原理与通用压缩因子图127

6.2.6 维里方程129

6.3 热力学一般关系式129

6.3.1 特性函数、麦氏关系及热系数129

6.3.2 热力学一般关系式132

6.4 多元复相系统浅窥134

复习思考题与习题135

7气体与蒸汽的流动——可压缩流体流动的热力学分析138

7.1 稳定流动的基本方程138

7.1.1 连续性方程138

7.1.2 能量方程139

7.1.3 过程方程式139

7.1.4 音速方程139

7.2 促使流速改变的条件141

7.3 喷管与扩压管的计算143

7.3.1 流速的计算143

7.3.2 临界压力比143

7.3.3 流量的计算144

7.4 背压变化时喷管内流动现象简析147

7.4.1 收缩喷管147

7.4.2 缩放喷管147

7.5 摩擦阻力与传热的影响149

7.5.1 摩擦阻力对绝热流动的影响149

7.5.2 传热对等截面管内稳定流动的影响149

7.6 绝热节流150

7.7 气体压缩机的热力过程152

7.7.1 单级活塞式压气机的工作原理152

7.7.2 单级活塞式压气机所需的功153

7.7.3 余隙容积的影响154

7.7.4 多级压缩与中间冷却155

复习思考题与习题157

8动力循环160

8.1 内燃动力循环161

8.1.1 四冲程内燃机的工作原理161

8.1.2 内燃机的理论热力循环及性能指标162

8.1.3 汽车发动机的动力经济性能指标164

8.1.4 斯特林发动机及其循环165

8.2 燃气轮机装置循环167

8.2.1 燃气轮机装置的工作原理167

8.2.2 定压加热理想循环——布莱顿循环168

8.2.3 定压加热实际循环169

8.2.4 提高燃气轮机装置循环热效率和实际效率的措施170

8.3 蒸气动力循环173

8.3.1 朗肯循环：蒸气动力装置的理论循环173

8.3.2 改进朗肯循环热效率的方法175

8.3.3 热电联合生产180

8.3.4 复合循环以及其他新型循环182

8.4 能量的直接转换183

8.4.1 热电转换183

8.4.2 燃料电池184

复习思考题与习题185

9制冷循环189

9.1 制冷与热泵189

9.2 相变制冷190

9.2.1 蒸气压缩制冷循环190

9.2.2 吸收式制冷循环194

9.2.3 气流引射式制冷循环195

9.2.4 吸附式制冷196

9.2.5 绝热去磁制冷196

9.3 气体膨胀制冷197

9.3.1 空气绝热膨胀制冷循环197

9.3.2 气体节流膨胀制冷199

9.3.3 斯特林制冷循环200

9.4 其他制冷方法200

9.4.1 热电制冷200

9.4.2 热声制冷201

9.4.3 气体涡流管制冷203

9.5 制冷剂203

9.5.1 对制冷剂热力性质的要求204

9.5.2 制冷剂命名204

9.5.3 环境问题与制冷剂替代205

9.5.4 载冷剂与蓄冷剂206

复习思考题与习题208

10湿空气及其热力过程209

10.1 湿空气及其状态参数209

10.1.1 湿空气209

10.1.2 绝对湿度210

10.1.3 湿空气的饱和状态210

10.1.4 相对湿度211

10.1.5 湿空气的含湿量212

10.1.6 湿空气的焓213

10.2 湿空气的焓湿图与变化过程214

10.2.1 湿空气的焓湿图214

10.2.2 湿空气的变化过程215

10.3 湿空气理论的应用217

10.3.1 冷却塔的热湿过程217

10.3.2 热泵干燥过程219

复习思考题与习题220

11化学热力学基础222

11.1 热力学第一定律222

11.1.1 化学反应系统222

11.1.2 化学反应系统中的热力学第一定律223

11.1.3 盖斯定律224

11.2 反应热与反应热效应的计算225

11.2.1 生成焓225

11.2.2 非标准状态下反应热效应与反应热的计算225

11.2.3 理论燃烧温度226

11.3 热力学第二定律226

11.3.1 化学反应万向判据与平衡条件226

11.3.2 化学平衡与平衡常数227

11.4 热力学第三定律228

11.4.1 能斯特热定理228

11.4.2 绝对零度不可能达到229

复习思考题与习题229

附录231

附表1 常用气体的摩尔质量、气体常数和临界参数231

附表2-1 常用气体在理想气体状态的比热容232

附表2-2 常用气体在理想气体状态的平均摩尔定压热容234

附表3-1 常见液体、固体和食品的性质（液体）235

附表3-2 常见液体、固体和食品的性质（固体）236

附表3-3 常见液体、固体和食品的性质（食品）237

附表4-1 饱和水与水蒸气的热力性质（按温度排列）237

附表4-2 饱和水与水蒸气的热力性质（按压力排列）239

附表4-3 过热水蒸气的热力性质242

附表4-4 未饱和水（压缩液态）的热力性质248

附表4-5 饱和冰与饱和蒸气的热力性质249

附表5-1 制冷剂R134a饱和液体与饱和蒸气的热力性质（按温度排列）250

附表5-2 制冷剂R134a饱和液体与饱和蒸气的热力性质（按压力排列）251

附表5-3 制冷剂R134a过热蒸气的热力性质252

附表5-4 一些常见的燃料和烃类的热力性质255

参考文献256