导语

  

内容提要

  

    本书是根据《中国机械工程学科教程(201 7年)》要求编写而成的配套教材。全书共分10章，内容包括热力学基本概念和定律(第1章、第2章、第5章)、工质的热力性质(第3章)、热力过程及热力循环分析及应用(第4章，第6章至第10章)三大部分。在内容编排上充分考虑我国高等教育由精英化朝大众化和普及化发展的趋势，在涵盖热力学基本定律的基础上强调工程应用，每章后提供与本章主要知识点对应的应用举例，并附有思考题，帮助学生掌握课程内容。在课后习题的编排上，强调题目对相应章节知识点的运用，注重培养学生基于基础理论分析问题和解决问题的能力。
    本书可作为能源动力类、机械类、航空航天类、材料类及环境类等专业本科生的教材或教学参考书，也可供相关专业研究生或工程技术人员作为参考书选用。

绪论
第1章  基本概念
  1.1  热能动力装置能量转换过程
  1.2  热力系统
  1.3  工质的热力学状态和状态参数
  1.4  平衡状态
  1.5  热力过程和循环
  1.6  过程参数
  1.7  应用举例
  思考题
  习题
第2章  热力学一定律
  2.1  热力学一定律的实质
  2.2  工质的储存能
  2.3  流动过程中的推动功和焓
  2.4  热力学一定律表达式
  2.5  应用举例
  思考题
  习题
第3章  工质的热力性质
  3.1  理想气体及状态方程
  3.2  理想气体的比热容
  3.3  理想气体的热力参数计算
  3.4  理想气体混合物
  3.5  水蒸气的热力性质
  3.6  湿空气的热力性质
  3.7  实际气体状态方程
  3.8  应用举例
  思考题
  习题
第4章  工质的热力过程
  4.1  研究热力过程的目的和方法
  4.2  理想气体四种典型的基本热力过程
  4.3  理想气体的多变过程
  4.4  水蒸气的热力过程
  4.5  湿空气的热力过程
  4.6  应用举例
  思考题
  习题
第5章  热力学第二定律
  5.1  基本概念
  5.2  热力学第二定律的表述
  5.3  卡诺定理
  5.4  热力学第二定律的数学表达式
  5.5  孤立系统熵增原理和能量品质降低原理
  5.6  应用举例
  思考题
  习题
第6章  气体与蒸汽的流动
  6.1  稳定流动基本方程
  6.2  喷管截面的变化规律
  6.3  喷管计算
  6.4  有摩阻的绝热流动
  6.5  绝热节流
  6.6  应用举例
  思考题
  习题
第7章  气体的压缩
  7.1  活塞式压气机的工作过程及耗功
  7.2  分级压缩和中间冷却
  7.3  叶轮式压气机的工作原理
  7.4  应用举例
  思考题
  习题
第8章  气体动力循环
  8.1  动力循环概述
  8.2  活塞式内燃机混合加热理想循环
  8.3  活塞式内燃机定压加热理想循环和定容加热理想循环
  8.4  燃气轮机装置循环
  8.5  应用举例
  思考题
  习题
第9章  蒸气动力循环
  9.1  基本蒸气动力循环——朗肯循环
  9.2  再热循环
  9.3  回热循环
  9.4  热电联供循环
  9.5  应用举例
  思考题
  习题
第10章  制冷和热泵循环
  10.1  逆向循环
  10.2  压缩空气制冷循环
  10.3  压缩蒸气制冷循环
  10.4  热泵循环
  10.5  应用举例
  思考题
  习题
部分习题参考答案
附录
参考文献

前言

  

    本书是根据《中国机械工程学科教程（2017年）》要求，结合作者多年的授课经验编写而成。本书的编写和出版得到了“上海理工大学精品本科”系列教材项目支持。热力学是研究物质能量、能量传递和转换以及能量与物质性质之间普遍关系的基础科学，工程热力学则是在此基础上着重研究热能与其他形式的能量（主要是机械能）之间的转换。这种热作用和力作用同时存在并相互耦合的现象不同于单纯的热现象和力学现象，增添了工程热力学的特殊性和复杂性，也增加了本课程学习的难度。结合目前我国高等教育由精英化朝大众化和普及化发展的趋势，本书编写的理念是简洁、易懂，不让学生望而生畏。因此，本书在内容编排上充分考虑在涵盖热力学基本定律的基础上强调最基本的工程应用。多年教学过程中我们经常看到这样一些情况，很多学生学习后总会感到自己对所学知识的概念都清楚了，但做题时却发现不会做；  还有相当多的学生对热力学第二定律中熵的概念感到困惑，等等。这些情况说明，一是热力学概念性非常强，无法靠死记硬背套公式来解决问题；  二是虽然热力学第二定律是大量自然过程方向性规律的总结，但其用于数量描述的熵却是一个比较抽象的概念，不同于热力学第一定律中的能量、热量、功、热力学能都是比较具体的概念。针对第一个问题，本书编排时将习惯于放在每一个知识点后的例题统一放在每章的最后一节，让学生通过分析将例题和相应知识点联系起来；  另外，通过思考题让学生加深对基本概念的理解，通过课后习题增强对相应章节知识点的灵活运用。而第二个问题则通过热力过程熵变化分析来说明熵变化中熵产的由来，帮助学生掌握熵产的概念，加深对热力学第二定律的理解。本书共分10章，内容包括热力学基本概念和定律（第1章、第2章、第5章）、工质热力性质（第3章）、热力过程及热力循环分析及应用（第4章，第6章至第10章）。本书编写获得了上海交通大学童钧耕教授的帮助，部分内容也和他进行了讨论和沟通，得到了他的细心指导，在此表示感谢。编者诚恳欢迎读者批评指正。编者2018年6月