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第1章 概述与基本概念1

1.1 热力学与能量2

1.2 量纲与单位的重要性3

1.3 系统与控制体积10

1.4 系统的特性12

1.5 密度与相对密度13

1.6 状态与平衡14

1.7 过程与循环15

1.8 温度与热力学第零定律17

1.9 压力21

1.10 压力计26

1.11 气压计与大气压29

1.12 求解问题技巧33

本章小结38

参考文献与推荐读物39

习题39

第2章 能量、能量传递与通用能量分析方法51

2.1 引言52

2.2 能量的形式53

2.3 通过热传递能量60

2.4 通过功传递能量62

2.5 功的机械形式66

2.6 热力学第一定律70

2.7 能量转化效率78

2.8 能源与环境86

特殊兴趣主题：传热机理92

本章小结96

参考文献与推荐读物97

习题98

第3章 纯物质的性质111

3.1 纯物质112

3.2 纯物质的相112

3.3 纯物质的相变过程113

3.4 相变过程的物性图118

3.5 物性表124

3.6 理想气体状态方程134

3.7 压缩因子——偏离理想气体的度量137

3.8 其他状态方程141

特殊兴趣主题：蒸汽压和相平衡146

本章小结150

参考文献与推荐读物151

习题151

第4章 闭口系统的能量分析163

4.1 移动界面做功164

4.2 闭口系统的能量平衡169

4.3 比热容174

4.4 理想气体的热力学能、焓和比热容176

4.5 固体和液体的热力学能、焓和比热容183

特殊兴趣主题：生物系统的热力学内容187

本章小结195

参考文献与推荐读物195

习题196

第5章 控制体积的质量和能量分析213

5.1 质量守恒214

5.2 流动工质的流动功与能量221

5.3 稳定流动系统的能量分析224

5.4 稳定流动系统的工业设备227

5.5 非稳定流动过程的能量分析240

特殊兴趣主题：一般能量方程245

本章小结249

参考文献与推荐读物250

习题250

第6章 热力学第二定律273

6.1 热力学第二定律简介274

6.2 热源275

6.3 热机276

6.4 制冷机与热泵281

6.5 永动机288

6.6 可逆过程与不可逆过程290

6.7 卡诺循环293

6.8 卡诺定理295

6.9 热力学温标297

6.10 卡诺热机299

6.11 卡诺制冷机与热泵302

特殊兴趣主题：家用电冰箱305

本章小结309

参考文献与推荐读物310

习题310

第7章 熵327

7.1 熵328

7.2 熵增原理331

7.3 纯物质的熵变335

7.4 等熵过程338

7.5 有关熵的物性图340

7.6 熵是什么？341

7.7 T ds关系式345

7.8 液体与固体的熵变346

7.9 理想气体的熵变350

7.10 可逆稳定流动功357

7.11 最小压缩功360

7.12 稳定流动设备的等熵效率364

7.13 熵平衡371

特殊兴趣主题：降低压缩空气的成本383

本章小结392

参考文献与推荐读物393

习题394

第8章 ？：做功能力的度量419

8.1 ？：能量的做功能力420

8.2 可逆功与不可逆性423

8.3 热力学第二定律效率ηⅡ428

8.4 系统的？变431

8.5 通过热量、功、质量传递？436

8.6 ？贬值原理与？损439

8.7 ？平衡：闭口系统441

8.8 ？平衡：控制体积452

特殊兴趣主题：日常生活中的热力学第二定律461

本章小结465

参考文献与推荐读物466

习题466

第9章 气体动力循环483

9.1 动力循环分析的基本思想484

9.2 卡诺循环及其在工业中的价值486

9.3 空气标准假设488

9.4 往复式机器概述488

9.5 奥托循环：点燃式热机的理想循环490

9.6 狄塞尔循环：压燃式热机的理想循环496

9.7 斯特林和爱立信循环499

9.8 布雷顿循环：燃气轮机的理想循环503

9.9 具有回热的布雷顿循环510

9.10 中冷、再热、回热布雷顿循环513

9.11 理想射流引射循环517

9.12 气体动力循环的热力学第二定律分析523

特殊兴趣主题：通过良好的驾驶习惯节油省钱527

本章小结533

参考文献与推荐读物535

习题535

第10章 蒸汽动力循环与联合动力循环551

10.1 卡诺蒸汽循环552

10.2 朗肯循环：理想的蒸汽动力循环553

10.3 实际蒸汽动力循环对于理想循环的偏离556

10.4 如何提高朗肯循环的效率？559

10.5 理想再热朗肯循环563

10.6 理想回热朗肯循环567

10.7 蒸汽动力循环的热力学第二定律分析575

10.8 热电联产577

10.9 燃气-蒸汽联合动力循环582

特殊兴趣主题：二元气相循环585

本章小结588

参考文献与推荐读物588

习题589

第11章 制冷循环607

11.1 制冷机与热泵608

11.2 逆向卡诺循环609

11.3 理想蒸气压缩制冷循环610

11.4 实际蒸气压缩制冷循环613

11.5 蒸气压缩制冷循环的热力学第二定律分析615

11.6 制冷剂的合理选择620

11.7 热泵系统622

11.8 蒸气压缩制冷系统的改进623

11.9 气体制冷系统630

11.10 吸收式制冷系统633

特殊兴趣主题：热电发电和制冷系统636

本章小结638

参考文献与推荐读物639

习题639

第12章 热力学性质关系式657

12.1 数学知识——偏微分与相应关系658

12.2 麦克斯韦关系式663

12.3 克拉贝隆方程664

12.4 du、dh、ds、cv和cp的通用关系式667

12.5 焦耳-汤姆孙系数674

12.6 真实气体的△h、△u和△s676

本章小结681

参考文献与推荐读物682

习题682

第13章 混合气体689

13.1 混合气体的成分：质量分数与摩尔分数690

13.2 混合气体的P-v-T关系：理想气体和真实气体692

13.3 混合气体的性质：理想气体和真实气体697

特殊兴趣主题：化学势和混合物的分离功705

本章小结716

参考文献与推荐读物717

习题717

第14章 气体-蒸汽混合物与空气调节727

14.1 干空气和大气中的空气728

14.2 空气的绝对湿度和相对湿度729

14.3 露点温度731

14.4 绝热饱和温度与湿球温度733

14.5 焓湿图736

14.6 人体舒适度与空气调节737

14.7 空气调节过程739

本章小结749

参考文献与推荐读物751

习题751

第15章 化学反应763

15.1 燃料与燃烧764

15.2 理论与实际的燃烧过程768

15.3 生成焓与燃烧焓775

15.4 反应系统的热力学第一定律分析778

15.5 绝热火焰温度784

15.6 反应系统的熵变786

15.7 反应系统的热力学第二定律分析788

特殊兴趣主题：燃料电池794

本章小结796

参考文献与推荐读物797

习题797

第16章 化学与相平衡809

16.1 化学平衡的判据810

16.2 理想气体混合物的平衡常数812

16.3 关于理想气体混合物平衡常数Kp的讨论816

16.4 同步反应的化学平衡820

16.5 Kp随温度的变化822

16.6 相平衡824

本章小结832

参考文献与推荐读物833

习题833

第17章 可压缩流动843

17.1 滞止点性质844

17.2 声速与马赫数847

17.3 一元等熵流动849

17.4 喷管的等熵流动856

17.5 激波与膨胀波865

17.6 有传热与可忽略摩擦的管道流动（瑞利流）880

17.7 蒸汽喷管889

本章小结892

参考文献与推荐读物893

习题894

附录 热力性质图表903

表A-1 摩尔质量、气体常数和临界点属性904

表A-2 各种常见气体的理想气体比热容905

表A-3 常见液体、固体和食物的性质908

表A-4 饱和水——温度表910

表A-5 饱和水——压力表912

表A-6 过热水914

表A-7 压缩液态水918

表A-8 饱和冰-水蒸气919

图A-9 水的T-s图920

图A-10 水的焓熵图921

表A-11 134a制冷剂的饱和温度表922

表A-12 134a制冷剂的饱和压力表924

表A-13 过热134a制冷剂925

图A-14 134a制冷剂的P-h图927

图A-15 纳尔逊-奥伯特通用压缩系数图928

表A-16 高海拔大气的性质929

表A-17 空气的理想气体特性930

表A-18 氮气（N2）的理想气体特性932

表A-19 氧气（O2）的理想气体特性934

表A-20 二氧化碳（CO2）的理想气体特性936

表A-21 一氧化碳（CO）的理想气体特性938

表A-22 氢气（H2）的理想气体特性940

表A-23 水蒸气（H2O）的理想气体特性941

表A-24 单原子氧（O）的理想气体特性943

表A-25 羟基（OH）的理想气体特性943

表A-26 在25℃、1atm下的标准生成焓、生成吉布斯函数和绝对熵944

表A-27 一些烃类及常见燃料的性质945

表A-28 平衡常数Kp的自然对数946

图A-29 通用焓差图947

图A-30 通用熵差图948

图A-31 总压1atm下的焓湿图949

表A-32 对于k=1.4 的理想气体的一维等熵可压缩流体方程950

表A-33 k=1.4 的理想气体的一维正激波函数951

表A-34 k=1.4 的理想气体的瑞利流动函数952