工程热力学 毕明树 第4版 热力学基本概念 热力学基本定律 工质的热力性质 过程装备与控制工程和安全工程等专业核心课应用

本书主要内容包括热力学基本概念、热力学基本定律、工质的热力性质、工质的热力过程、节能热力学分析基础、热力循环、溶液热力学与相平衡基础、热化学与化学平衡等，书后附有必要的图表以备查用。全书以热力学基本定律为主线，以工质的热力性质和热力过程为基础，引入当今热力工程领域的科技新成果，讨论热能与其他形式能相互转换的规律及合理用能的分析方法，强化对学生分析和解决工程实际问题能力的培养，激发学生的科技创新兴趣。
本书是过程装备与控制工程和安全工程专业的核心课教材，也可作为安全科学与工程其他专业，机械工程及自动化、热能与动力工程、航空航天以及核能等专业的专业基础课教材，还可供相关技术人员作参考资料。

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绪论 001
0.1 本课程的性质 001
0.2 热能及其利用 001
0.3 工程热力学的研究对象及主要内容 002
0.4 热力学的研究方法 003

1 基本概念 005
1.1 热力系统 005
1.2 热力状态 007
1.2.1 状态及状态参数 007
1.2.2 状态参数的特性 009
1.2.3 平衡状态 010
1.2.4 状态方程与状态参数坐标图 011
1.3 热力过程 012
1.3.1 准静态过程 012
1.3.2 可逆过程 013
1.3.3 热力循环 014
小结 015
思考题 016
习题 016

2 热力学基本定律 018
2.1 热力学第一定律的实质 018
2.2 能量的传递形式 019
2.2.1 功的热力学定义 019
2.2.2 可逆过程的功 019
2.2.3 热量和热量的传递 021
2.3 系统储存能 022
2.4 封闭系统的能量方程 023
2.5 敞开系统的能量方程 023
2.5.1 推动功 024
2.5.2 敞开系统的能量方程 024
2.5.3 焓 025
2.6 稳定流动能量方程 026
2.6.1 稳定流动能量方程 026
2.6.2 稳定流动能量方程分析 026
2.6.3 技术功 027
2.6.4 机械能守恒式 027
2.7 热力学第二定律的实质 029
2.7.1 自发过程 030
2.7.2 热力学第二定律的表述 030
2.8 卡诺循环和卡诺定理 031
2.8.1 卡诺循环 031
2.8.2 卡诺定理 032
2.9 多热源的可逆循环 033
2.10 熵与克劳修斯不等式 035
2.10.1 熵的导出 035
2.10.2 克劳修斯不等式 036
2.10.3 不可逆过程的熵变 037
2.10.4 熵流和熵产 037
2.10.5 熵方程 038
2.11 孤立系统熵增原理 040
小结 042
思考题 043
习题 044

3 流体的热力性质 046
3.1 纯物质的p-V-T 关系 047
3.2 流体的状态方程 049
3.2.1 理想气体及其状态方程 049
3.2.2 真实气体状态方程——立方型状态方程 050
3.2.3 真实气体状态方程——多参数状态方程 054
3.3 理想气体的比热容、内能、焓和熵 056
3.3.1 热容和比热容 056
3.3.2 理想气体的内能、焓和熵 057
3.3.3 理想气体混合物 061
3.4 真实气体的普遍化关联 064
3.4.1 对比状态原理 065
3.4.2 普遍化压缩因子 065
3.4.3 普遍化第二维里系数 067
3.5 均相流体的热力学性质 068
3.5.1 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由焓 069
3.5.2 均相流体的热力学基本关系式 069
3.6 混合规则和真实气体混合物 075
3.6.1 混合规则 075
3.6.2 真实气体混合物的状态方程 076
3.7 水蒸气和湿空气 078
3.7.1 水蒸气 078
3.7.2 湿空气 082
小结 086
思考题 089
习题 090

4 气体的热力过程 093
4.1 理想气体的热力过程 093
4.1.1 定容过程 094
4.1.2 定压过程 095
4.1.3 定温过程 096
4.1.4 绝热过程 097
4.1.5 多变过程 099
4.2 蒸汽的热力过程 103
4.3 湿空气的热力过程 105
4.3.1 加热或冷却过程 105
4.3.2 绝热加湿过程 105
4.3.3 冷却去湿过程 106
4.3.4 增压冷凝过程 106
4.3.5 绝热混合过程 106
4.4 绝热节流 108
4.4.1 焦耳- 汤姆逊效应 108
4.4.2 微分节流效应 109
4.4.3 积分节流效应 109
4.4.4 节流装置 110
4.5 压缩机中的热力过程 111
4.5.1 压缩机的理想压缩热力过程 112
4.5.2 活塞式压缩机 113
4.5.3 叶轮式压缩机 115
4.5.4 多级压缩和级间冷却 117
4.6 往复式膨胀机中的热力过程 121
4.6.1 工作过程分析 121
4.6.2 定熵膨胀与节流膨胀的关系 123
4.7 锅炉生产蒸汽热力过程 124
4.7.1 概述 124
4.7.2 锅炉的构成与工作原理 125
4.7.3 水蒸气生产的热力过程 127
4.7.4 锅炉的热平衡与效率 129
4.8 蒸汽轮机中工质膨胀热力过程 130
4.8.1 概述 130
4.8.2 蒸汽汽轮机的基本结构与工作原理 131
4.8.3 汽轮机的热力过程 133
4.8.4 工业汽轮机的效率 134
小结 135
思考题 137
习题 137

5 分析基础 139
5.1 和的基本概念 139
5.2 值的计算 140
5.2.1 功源 141
5.2.2 热量 141
5.2.3 冷量 142
5.2.4 物质或物流 143
5.3 损失 145
5.3.1 温差传热引起的损失 145
5.3.2 摩擦引起的损失 147
5.3.3 能级与能量贬值原理 148
5.4 方程 148
5.5 效率与热效率 149
5.6 热经济学思想简介 153
小结 154
思考题 155
习题 155

6 热力循环 156
6.1 蒸汽动力循环 157
6.1.1 蒸汽卡诺循环 157
6.1.2 朗肯循环 158
6.1.3 朗肯循环的改进 166
6.1.4 热电联供循环 169
6.2 制冷循环 169
6.2.1 压缩空气制冷循环 169
6.2.2 蒸气压缩制冷循环 171
6.2.3 制冷剂 176
6.2.4 吸收式制冷循环 177
6.2.5 蒸气喷射制冷循环 179
6.3 热泵供热循环 180
6.3.1 逆向卡诺循环 180
6.3.2 热泵的种类与热力过程 181
6.4 气体液化循环 186
6.4.1 气体液化的最小功 186
6.4.2 林德循环 187
6.4.3 克劳德循环 188
小结 189
思考题 190
习题 191

7 溶液热力学与流体相平衡基础 193
7.1 敞开系统热力学关系式与化学位 194
7.2 偏摩尔性质及其与化学位的关系 195
7.3 逸度和逸度系数 197
7.3.1 纯流体的逸度和逸度系数 197
7.3.2 溶液中组分的逸度和逸度系数 200
7.3.3 溶液的逸度和逸度系数 201
7.4 理想溶液 204
7.4.1 理想溶液与标准态 205
7.4.2 稀溶液的依数性 207
7.5 活度与活度系数 208
7.6 常用的活度系数方程 211
7.6.1 正规溶液与Wohl型方程 211
7.6.2 无热溶液与基于局部组成概念的方程 212
7.7 流体相平衡基础 213
7.7.1 相平衡判据 214
7.7.2 相平衡的热力学处理方法 215
7.7.3 二组分理想体系气-液平衡相图 216
7.7.4 二组分非理想体系气- 液平衡相图 218
7.7.5 气- 液相平衡的求解类型 220
7.7.6 气-液相平衡的计算方法 221
小结 226
思考题 230
习题 230

8 热化学与化学平衡 233
8.1 化学反应过程的热力学第一定律 234
8.1.1 内能和焓 234
8.1.2 化学反应过程的功 234
8.1.3 化学反应过程的热量 234
8.1.4 热力学第一定律在化学反应中的应用 234
8.2 化学反应的热效应 235
8.2.1 定容热效应与定压热效应 235
8.2.2 盖斯定律 235
8.2.3 标准热效应的计算 236
8.2.4 基尔霍夫定律 237
8.3 理论燃烧火焰温度 239
8.3.1 定压燃烧火焰温度 239
8.3.2 定容燃烧火焰温度 241
8.4 化学反应的方向和限度 241
8.4.1 化学反应的自发过程 241
8.4.2 化学反应的可逆过程 241
8.4.3 焓变与化学反应的方向 242
8.4.4 熵变与化学反应的方向 242
8.4.5 自由能和自由焓与化学反应的方向 242
8.4.6 化学反应进行的限度 242
8.5 化学平衡和平衡常数 243
8.5.1 化学平衡的条件 243
8.5.2 化学平衡常数 243
8.5.3 平衡组成的计算 246
8.6 化学平衡的影响因素 247
8.6.1 温度对化学平衡的影响 247
8.6.2 压力对化学平衡的影响 249
8.6.3 惰性气体对化学平衡的影响 249
8.6.4 平衡移动原理 249
8.6.5 化学平衡常数的计算 250
8.7 热力学第三定律 251
8.9 离解与离解度 252
小结 254
思考题 255
习题 256

附录 258
附表1 单位换算表 258
附表2 理想气体状态下的千摩尔比定压热容与温度的关系式 259
附表3 常用气体的主要物理参数表 259
附表4 气体的平均比定压质量热容 260
附表5 气体的平均比定容质量热容 261
附表6 空气的热力性质表 261
附表7 氧的热力性质表 264
附表8 氮的热力性质表 264
附表9 氢的热力性质表 265
附表10 二氧化碳的热力性质表 266
附表11 一氧化碳的热力性质表 267
附表12 水蒸气的热力性质表( 理想气体状态) 268
附表13 饱和水与饱和蒸汽表( 按温度排列) 268
附表14 饱和水与饱和蒸汽表( 按压力排列) 270
附表15 未饱和水与过热蒸汽表 272
附表16 几种物质的标准生成焓、标准生成自由焓（101325Pa, 25℃） 277
附表17 几种物质的燃烧焓和汽化焓(101325Pa, 25℃ ) 277
附表18 化学平衡常数的对数值lgKp 277
附表19 某些理想气体在101.325kPa下的绝对熵 278

参考文献 289

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