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第1章 概论1

1.1热力学的意义1

1.2热与热力学2

1.3热力学的历史背景3

1.4本书的使用方法5

第2章 基本概念及热力学第零定律7

2.1系统、物质、能量7

2.1.1系统7

2.1.2闭口系统和开口系统7

2.1.3能量的形态8

2.1.4能量的宏观及微观形态8

2.1.5内能9

2.2热力学的微观解释9

2.2.1质点系统的内能9

2.2.2分子运动和物质的状态及相变10

2.3温度与热平衡（热力学第零定律）12

2.3.1热平衡（热力学第零定律）12

2.3.2温度13

2.4热量和比热13

2.5状态量14

2.6单位制和单位14

2.6.1 SI14

2.6.2 SI以外的单位制和单位16

第3章 热力学第一定律19

3.1热与功19

3.1.1热19

3.1.2功19

3.2闭口系统的热力学第一定律20

3.3热力学平衡与准静态过程23

3.3.1热力学平衡23

3.3.2准静态过程23

3.3.3可逆过程与不可逆过程24

3.4闭口系统准静态过程的热力学第一定律25

3.4.1热力学第一定律25

3.4.2准静态循环过程的净功25

3.4.3定容过程与定压过程26

3.5开口系统的热力学第一定律27

3.5.1定常流动系统的质量守恒定律27

3.5.2流动功与焓27

3.5.3定常流动系统的能量守恒定律28

3.5.4各种机械设备中的定常流动系统29

3.6理想气体的热力学第一定律32

3.6.1理想气体与内能32

3.6.2理想气体的比热33

3.6.3理想气体的准静态过程35

3.6.4混合理想气体39

第4章 热力学第二定律43

4.1热功转换效率：卡诺的功绩43

4.1.1热效率有上限吗？43

4.1.2卡诺的思考44

4.2热机的模型化46

4.2.1循环46

4.2.2可逆过程与不可逆过程48

4.2.3内部可逆过程49

4.3卡诺循环的性质50

4.4闭口系统的第二定律53

4.4.1与单一热源作用的循环：第二定律的语言表述54

4.4.2与两个热源作用的循环55

4.4.3与n个热源作用的循环55

4.5熵57

4.5.1状态参数熵的定义57

4.5.2闭口系统的熵平衡（不可逆过程的熵产）58

4.5.3开口系统的熵平衡：开口系统的第二定律60

4.5.4第二定律、熵以及熵产的总结60

4.6熵的工程应用61

4.6.1熵变的关系式：TdS关系式61

4.6.2理想气体的熵变62

4.6.3液体、固体的熵变63

4.6.4用蒸汽表计算熵变63

4.6.5熵产的计算64

4.6.6含有熵参数的图，熵的图解利用67

第5章 能源的有效利用及？69

5.1？分析的必要性69

从热力学第二定律到？69

5.2做功的潜在能力：最大功70

5.2.1最大功70

5.2.2周围环境对？（最大功）的影响72

5.2.3？的基础知识小结75

5.2.4？效率75

5.3各种系统的？77

5.3.1热源利用系统77

5.3.2闭口系统（非流动过程）77

5.3.3定常流动系统80

5.3.4开口系统81

5.4自由能81

5.4.1吉布斯自由能81

5.4.2亥姆霍兹自由能83

5.4.3平衡条件与自由能（化学反应的进行方向）84

5.5？损失85

不可逆过程及？损失86

第6章 热力学一般关系式89

6.1热力学一般关系式89

6.2从能量关系式导出一般关系式91

6.3比热的一般关系式93

6.4内能和焓的一般关系式96

6.5焦耳-汤姆逊效应98

6.6相平衡和克拉珀龙-克劳修斯方程99

第7章 化学反应和燃烧103

7.1化学反应、燃烧及环境问题103

7.2化学反应和能量转换105

7.2.1反应热和标准生成焓105

7.2.2化学反应中吉布斯自由能的变化107

7.2.3标准生成吉布斯自由能和能量转换109

7.3化学平衡111

7.3.1反应速率111

7.3.2反应速度和化学平衡112

7.3.3化学平衡的条件112

7.3.4平衡常数113

7.3.5温度和压力对化学平衡的影响115

7.3.6一般情况下的化学平衡组成求解方法117

7.3.7平衡常数的注意事项119

7.4燃烧119

7.4.1燃料120

7.4.2燃烧的形式120

7.4.3燃烧的反应机理120

7.4.4空燃比、燃空比、空气比、当量比122

7.4.5燃烧的能量平衡123

7.4.6理论火焰温度124

7.4.7燃烧和能量交换126

第8章 气体循环131

8.1热机与循环131

8.2活塞式发动机的循环134

8.2.1奥托循环134

8.2.2狄塞尔循环136

8.2.3萨巴特循环137

8.2.4活塞式发动机的燃烧分析138

8.2.5斯特林循环139

8.3燃气轮机发动机的循环139

8.3.1布雷顿循环140

8.3.2布雷顿回热循环141

8.3.3埃里克森循环142

8.3.4喷气式发动机循环142

8.4气体制冷循环142

第9章 蒸汽循环147

9.1蒸汽的物性147

9.1.1相平衡与状态变化147

9.1.2湿蒸汽性质148

9.2相平衡和克拉珀龙-克劳修斯方程149

9.2.1相平衡的条件149

9.2.2多组分混合物的两相平衡150

9.2.3克拉珀龙-克劳修斯方程151

9.3实际气体状态方程152

9.3.1范德华方程152

9.3.2实用状态方程式154

9.4蒸汽动力循环154

9.4.1朗肯循环155

9.4.2再热循环157

9.4.3再生循环158

9.4.4联合循环159

第10章 制冷循环与空调163

10.1制冷原理163

10.1.1可逆绝热膨胀163

10.1.2节流膨胀163

10.2工作性能系数164

10.3各种制冷循环165

10.3.1逆卡诺循环165

10.3.2蒸汽压缩式制冷循环165

10.3.3吸收式制冷循环168

10.3.4空气制冷循环170

10.3.5液化循环170

10.4空气调节171

10.4.1湿空气的性质171

10.4.2湿空气温湿图173

附录1179

附录2187

附录3193