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0绪论1

0.1工程热力学的发展简史1

0.2能源的分类及利用1

0.3工程热力学的研究对象及主要内容2

0.4工程热力学的主要研究方法2

0.5工程热力学常用的计量单位3

第1章 基本概念5

1.1热力系统5

1.1.1定义5

1.1.2热力系统的分类5

1.2热力状态和状态参数6

1.2.1热力状态与状态参数6

1.2.2基本状态参数7

1.3平衡状态及状态参数坐标图9

1.3.1平衡状态9

1.3.2状态参数坐标图10

1.4热力过程和循环10

1.4.1准平衡过程10

1.4.2可逆过程11

1.4.3热力循环12

1.5功和热量13

思考题15

习题15

习题参考答案16

第2章 理想气体及其混合气体的热力性质17

2.1理想气体状态方程式17

2.2理想气体的比热容19

2.2.1比热容的定义及单位19

2.2.2定容比热容和定压比热容19

2.2.3理想气体的定值比热容、真实比热容和平均比热容20

2.3理想混合气体的性质23

2.3.1理想气体的分压力和道尔顿分压力定律23

2.3.2理想气体的分容积和阿密盖特分容积定律23

2.3.3理想气体混合物的成分表示法及换算关系24

2.3.4混合气体的折合分子量与折合气体常数25

2.3.5总压力与分压力的关系25

2.3.6混合气体的比热容25

思考题26

习题26

习题参考答案27

第3章 热力学第一定律29

3.1系统的储存能29

3.1.1热力学能29

3.1.2外储存能30

3.1.3系统的总储存能30

3.2系统与外界传递能量的形式31

3.2.1闭口系统与外界传递的能量31

3.2.2开口系统与外界传递的能量31

3.2.3焓及其物理意义32

3.3闭口系统能量方程33

3.3.1闭口系统能量方程表达式33

3.3.2热力学第一定律在循环过程中的应用34

3.3.3理想气体热力学能变化的计算式34

3.4开口系统能量方程36

3.5开口系统稳态稳流能量方程38

3.5.1稳态稳流能量方程的表达式38

3.5.2技术功39

3.5.3理想气体焓变计算式39

思考题41

习题41

习题参考答案43

第4章 理想气体的热力过程及气体压缩45

4.1研究理想气体热力过程的任务与方法45

4.2基本热力过程46

4.3多变过程54

4.4压缩机的理论压缩轴功59

4.4.1单级活塞式压气机工作原理59

4.4.2单级活塞式压气机理论压气轴功的计算60

4.5多级压缩及中间冷却62

4.5.1多级活塞式压气机的工作过程63

4.5.2级间压力的确定63

思考题66

习题66

习题参考答案68

第5章 热力学第二定律69

5.1热力学第二定律的实质与表述69

5.1.1自发过程的方向性69

5.1.2热力学第二定律的表述70

5.1.3两种表述的等价性证明71

5.2卡诺定理和卡诺循环71

5.2.1正卡诺循环72

5.2.2逆卡诺循环73

5.2.3卡诺定理74

5.3状态参数熵75

5.3.1状态参数熵的导出75

5.3.2热力学第二定律的数学表达式77

5.3.3不可逆绝热过程分析78

5.4熵方程79

5.4.1闭口系统的熵方程80

5.4.2开口系统的熵方程80

5.4.3稳定流动系统81

5.5孤立系统熵增原理与做功能力损失82

5.5.1孤立系统的熵增原理82

5.5.2熵增原理的实质83

5.6热力学第二定律对工程实践的指导意义84

5.6.1为热机的高效节能运行提供理论指导84

5.6.2为预测实际过程进行的方向、判断平衡状态提供理论判据84

5.6.3为能源的节约及合理用能提供理论指导85

思考题85

习题86

习题参考答案86

第6章 热力学一般关系式88

6.1二元连续函数的数学特性88

6.2简单可压缩系统的基本关系式89

6.2.1四个基本关系式89

6.2.2麦克斯韦关系式90

6.2.3热系数91

6.3熵、焓、热力学能和比热容的微分方程式93

6.3.1熵方程93

6.3.2焓方程94

6.3.3热力学能的微分方程式95

6.3.4比热容的微分关系式95

6.3.5热量的微分方程式96

6.4克拉贝龙方程97

思考题99

习题99

习题参考答案100

第7章 水蒸气101

7.1水的饱和状态101

7.1.1蒸发和沸腾101

7.1.2饱和状态101

7.1.3临界点和三相点101

7.2水蒸气的定压发生过程102

7.3水蒸气的相变参数图和热力性质表103

7.3.1水蒸气热力性质表103

7.3.2水蒸气的p -v图和T-s图104

7.3.3水蒸气的h-s图104

7.4水蒸气的热力过程106

思考题108

习题108

习题参考答案109

第8章 湿空气110

8.1湿空气和干空气110

8.1.1湿空气成分及压力110

8.1.2饱和空气与未饱和空气110

8.1.3湿空气的分子量及气体常数111

8.2湿球温度111

8.3湿空气的热力性质112

8.3.1湿空气的压力和温度112

8.3.2湿空气的湿度112

8.3.3湿空气的含湿量（比湿度）113

8.3.4湿空气的比体积113

8.3.5湿空气的焓114

8.4湿空气的焓湿图114

8.4.1焓湿图的构造114

8.4.2焓湿图的使用115

8.5湿空气的热湿处理过程116

8.5.1加热过程116

8.5.2冷却过程116

8.5.3绝热加湿过程117

8.5.4湿空气的混合117

思考题119

习题119

习题参考答案120

第9章 气体和蒸汽的流动121

9.1一维绝热流动的基本方程121

9.2定熵流动的基本特性123

9.2.1气体流速变化与状态参数间的关系123

9.2.2管道截面变化的规律124

9.3喷管中流速及流量计算126

9.4扩压管134

9.5具有摩擦的流动135

9.6绝热节流139

思考题140

习题141

习题参考答案142

第10章 蒸汽动力循环与制冷循环144

10.1蒸汽动力基本循环144

10.1.1朗肯循环144

10.1.2朗肯循环的能量分析及热效率144

10.1.3提高朗肯循环热效率的基本途径145

10.2回热循环与再热循环147

10.2.1回热循环147

10.2.2再热循环148

10.3热电循环149

10.4空气压缩致冷循环150

10.5蒸汽压缩制冷循环152

10.6蒸气喷射制冷循环154

10.7吸收式制冷循环155

10.8热泵155

思考题156

习题156

习题参考答案157

第11章 化学热力学基础158

11.1概述158

11.2热力学第一定律在化学反应中的应用161

11.2.1具有化学反应的热力学第一定律表达式161

11.2.2反应热与反应热效应162

11.3反应热与反应热效应的计算163

11.3.1生成焓163

11.3.2定温下反应热效应的计算165

11.3.3非定温下反应热的计算166

11.3.4理论燃烧温度168

11.4热力学第二定律在化学反应中的应用169

11.5化学平衡及平衡常数170

11.6化学反应定温方程式172

11.7热力学第三定律173

思考题173

习题174

习题参考答案174

第12章 能源的合理利用及新能源简介176

12.1概述176

12.2能源的合理利用177

12.2.1能量的梯级利用178

12.2.2低品位能的合理利用178

12.3新能源179

12.3.1太阳能179

12.3.2生物质能182

12.3.3风能、地热能、海洋能、氢能183

思考题186

附录187

附表1单位换算表187

附表2常用气体的某些基本热力性质188

附表3某些常用气体在理想气体状态下的定压比热容与温度的关系式188

附表4某些常用气体在理想气体状态下的平均定压比热容-Cp0|T0188

附表5某些常用气体在理想气体状态下的平均定容比热容-Cv0|T0189

附表6空气在理想气体状态下的热力性质表190

附表7饱和水与饱和水蒸气的热力性质表（按温度排列）192

附表8饱和水与饱和水蒸气的热力性质表（按压力排列）194

附表9未饱和水与过热水蒸气的热力性质表196

附图1水蒸气焓熵图200

附图2湿空气焓湿图201

参考文献202