工程熱力學（簡體書）

《工程熱力學》是根據“高等學校工科本科工程熱力學課程教學基本要求”編寫的。適用于高等學校能源動力、航空航天、化工機械、建筑工程、核工程技術、交通運輸和工業管理等專業。《工程熱力學》所配的較豐富的實際熱工轉換設備圖和循環流程圖，以及相應的與工程實際相結合的例題、習題都使該教材在培養學生工程實踐觀點方面有所加強，因此《工程熱力學》特別適用于高素質應用型人才的培養。
《工程熱力學》按學科體系進行內容編排，全書共分為四篇：第一篇基本概念和基本定律，第二篇工質的熱力性質和熱力過程，第三篇工程應用，第四篇化學熱力學基礎。
為了幫助讀者更好地掌握所學內容，每一章除有習題外，還有“本章小結”和“思考題”。

傅秦生，男，1948年7月出生，西安交通大學能源與動力工程學院教授和城市學院機械系首席教授。現任中國能源研究會熱力學及工程應用專業委員會委員，中國電機工程學會地熱發電委員會委員，中國制冷學會高級會員。1982年碩士研究生畢業并獲工學碩士學位留校至今，一直從事“工程熱力學”，“熱工基礎”、“傳熱學”和“高等工程熱力學”等本科生和研究生的教學工作。長期進行火用分析、熱經濟學、有限時間熱力學、新型熱力循環和節能研究。曾于1995年在德國漢諾威大學作為高級訪問學者參與合作科學研究。主持負責完成部委級科研項目一項。屬“863'’的科研項目一項，以及橫向科研項目多項；參加自然科學基金項目三項，“973'’國家重點基礎科研項目的子項目三項及其他項目多項。獲發明專利一項。主持負責完成教改項目多項，主編并出版教材五本。發表科研與教學論文共計50余篇，多篇被SCI、EI收錄。曾榮獲國家優秀教學成果特等獎(集體)，國家優秀教學成果一等獎，省優秀教學成果一等獎。省優秀教材二等獎以及西安交通大學優秀教材特等獎，優秀教學成果一等獎和優秀教材一等獎等十項獎項。

《工程熱力學》是普通高等教育“十二五”規劃教材之一。

前言
主要符號表
緒論
第一節 自然界的能源及其利用
第二節 熱能的合理利用
第三節 工程熱力學的研究對象、內容和方法
本章小結
思考題
第一篇 基本概念和基本定律
第一章 基本概念
第一節 熱力系統、狀態及狀態參數
第二節 熱力過程、功量及熱量
第三節 熱力循環
本章小結
思考題
習題

第二章 熱力學第一定律
第一節 熱力學第一定律及其實質
第二節 熱力學能和總儲存能
第三節 熱力學第一定律的一般表達式
第四節 閉口系的能量方程——熱力學第一定律的基本表達式
第五節 穩定流動系統的能量方程
第六節 能量方程的應用
本章小結
思考題
習題

第三章 熱力學第二定律
第一節 熱力過程的方向性
第二節 熱力學第二定律的表述
第三節 卡諾循環和卡諾定理
第四節 狀態參數熵
第五節 克勞修斯不等式和不可逆過程的熵變
第六節 熵增原理
第七節 熱量有效能及有效能損失
第八節 能量的品質與能量貶值原理
第九節 熵的物理意義探討
本章小結
思考題
習題

第二篇 工質的熱力性質和熱力過程
第四章 理想氣體的熱力性質
第一節 理想氣體及其狀態方程
第二節 理想氣體的比熱容
第三節 理想氣體的比熱力學能和比焓及比熵
第四節 理想氣體的混合物
本章小結
思考題
習題

第五章 理想氣體的熱力過程
第一節 理想氣體的基本熱力過程
第二節 理想氣體的多變過程
本章小結
思考題
習題

第六章 實際氣體的熱力性質
第一節 概述
第二節 范德瓦爾方程和其他狀態方程簡介
第三節 對應態原理與通用壓縮因子圖
第四節 麥克斯韋關系式與熱系數
第五節 熱力學能、焓和熵的一般關系式
第六節 比熱容的一般關系式
第七節 絕熱節 流與節 流微分效應
本章小結
思考題
習題

第七章 蒸氣的熱力性質和熱力過程
第一節 定壓下水蒸氣的發生過程
第二節 蒸氣熱力性質圖表
第三節 蒸氣的熱力過程
本章小結
思考題
習題

第八章 濕空氣
第一節 濕空氣的狀態參數
第二節 干濕球溫度計和焓濕圖
第三節 濕空氣的基本熱力過程及工程應用
本章小結
思考題
習題

第三篇 工 程 應 用
第九章 噴管
第一節 一維穩定流動的基本方程
第二節 氣體在噴管和擴壓管中的定熵流動
第三節 噴管的計算
第四節 噴管內有摩阻的絕熱流動
第五節 擴壓管與滯止參數
本章小結
思考題
習題

第十章 壓氣機
第一節 單級活塞式壓氣機的工作過程及耗功計算
第二節 余隙容積對活塞式壓氣機的影響
第三節 葉輪式壓氣機的工作原理及耗功計算
第四節 多級壓縮、級間冷卻
本章小結
思考題
習題

第十一章 內燃機的基本構造及循環
第一節 循環分析的目的、方法與步驟
第二節 內燃機的基本構造
第三節 汽油機循環
第四節 柴油機循環
第五節 活塞式內燃機的熱力學性能比較
本章小結
思考題
習題

第十二章 燃氣輪機裝置及循環
第一節 設備與流程
第二節 定壓加熱理想循環
第三節 有摩阻的實際循環
第四節 提高燃氣輪機循環熱效率的其他措施
本章小結
思考題
習題

第十三章 蒸汽動力裝置及循環
第一節 蒸汽動力裝置的主要設備及流程
第二節 朗肯循環
第三節 再熱循環
第四節 抽汽回熱循環
第五節 熱電聯產循環
第六節 燃氣.蒸汽聯合循環
本章小結
思考題
習題

第十四章 制冷裝置及循環
第一節 概述
第二節 空氣壓縮制冷裝置及循環
第三節 蒸氣壓縮制冷裝置及循環
第四節 熱泵循環與其他制冷循環
本章小結
思考題
習題

第四篇 化學熱力學基礎
第十五章 化學熱力學基礎和分析
第一節 基本概念
第二節 化學反應的熱力學第一定律分析
第三節 蓋斯定律和基爾霍夫定律
第四節 絕熱理論燃燒溫度
第五節 化學反應的熱力學第二定律分析
第六節 化學反應的平衡常數
第七節 熱力學第三定律
本章小結
思考題
習題

附錄 A
表A.1 常用單位換算表
表A.2 常用氣體的氣體常數和定值比熱容
表A.3 理想氣體的摩爾定壓熱容公式
表A.4 a氣體的平均比定壓熱容cpt0℃
表A.4 b氣體的平均比定容熱容cVt0℃
表A.5 氣體的平均比熱容（直線關系式）
表A.6 空氣的熱力性質
表A.7 常用氣體的摩爾焓和摩爾熵
表A.8 a飽和水與飽和水蒸氣熱力性質表（按溫度排列）
表A.8 b飽和水與飽和水蒸氣熱力性質表（按壓力排列）
表A.9 未飽和水與過熱蒸汽熱力性質表
表A.10 氨（NH3）飽和液和飽和蒸氣的熱力性質
表A.11 過熱氨（NH3）蒸氣的熱力性質
表A.12 aR134a飽和性質表（按溫度排列）
表A.12 bR134a飽和性質表（按壓力排列）
表A.13 R134a過熱蒸氣熱力性質表
表A.14 一些物質在25℃時的燃燒焓ΔH0c
表A.15 一些物質的標準生成焓、標準吉布斯函數和25℃、100kPa時的絕對熵
表A.16 一些化學反應的平衡常數Kp的對數（lg）值
圖B.1 濕空氣焓濕圖（pb=01MPa）
圖B.2 氨（NH3）的壓焓圖
圖B.3 R134a的壓焓圖
圖B.4 R12的壓焓圖
圖B.5 水蒸氣的焓熵圖插頁

18世紀工業革命開創了煤炭作為主要能源的第二個時期——煤炭時期。在這一時期，蒸汽機成為生產的主要動力，從而促進了工業迅速發展，勞動生產力得到了極大解放，生產水平有了顯著提高。特別是在19世紀後期出現了電能，由于它具有易于傳輸，能方便地轉變為光、熱和機械能的特點，使電能的應用突飛猛進，并進入到社會的各個領域。電動機代替蒸汽機成為工礦企業的基本動力，電燈代替油燈和蠟燭成為生產和生活照明的主要光源，社會生產力有了大幅度的提高。隨著各種電器的出現，人們的物質和精神文明生活也有了極大提高，從根本上改變了人類社會的面貌。
石油資源的發現和開發開始了能源利用的新時代。尤其是20世紀50年代，在美國、中東和北非等地區相繼發現了t巨大的油田和氣田後，工業發達國家很快從以煤炭作為主要能源轉換到以石油、天然氣作為主要能源，開始了人類能源歷史的第三個時期-一石油時期。到20世紀50年代中期，世界石油和天然氣的消費超過了煤炭，成為世界能源的主力。這是繼薪柴向煤炭轉換後能源結構變化上的又一里程碑。隨著石油、天然氣的開發利用和內燃機械的快速發展，汽車、飛機、內燃機車和遠洋客貨輪這些以石油制品為能源動力的交通工具也迅猛發展，不但縮短了地區和國家間的距離，也促進了世界經濟的發展和繁榮。近60年來，世界上許多國家依靠石油、天然氣以及蓬勃發展的電力，創造了人類歷史上空前的物質文明。
進入21世紀，隨著可控熱核反應的實現，核能將成為世界能源的重要角色，同時隨著煤炭清潔化技術的開發和利用，一個清潔能源的時代也將隨之而來，并將迎來又一個能源變革新時代。世界將變得更加繁榮，人類生產和生活水平將會得到更大的提高。
從人類所經歷的三個能源時期不難看出，能源和人類歷史發展的密切關系。
能源的開發和利用，不但推動著社會生產力發展和社會歷史的進程，而且與國民經濟發展的關系密切。首先，能源是現代生產的動力來源，無論是現代工業還是現代農業都離不開能源動力。現代化生產是建立在機械化、電氣化和自動化基礎上的高效生產，所有生產過程都與能源的消費同時進行著。例如：工業生產中，各種鍋爐和窯爐要用煤、石油和天然氣；鋼鐵和有色金屬冶煉要用焦炭和電力；交通運輸需要各種石油制品和電力。現代農業生產的耕種、灌溉、收獲、烘干和運輸、加工等都需要消耗能源。現代國防也需大量的電力和石油。其次，能源還是珍貴的化工原料。以石油為例，除了能提煉出汽油、柴油和潤滑油等石油產品外，對它們進一步加工可取得5000多種有機合成原料。有機化學工業的8種基本原料：乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔和?，主要來自石油。這些原料經過加工，便可得到塑料、合成纖維、化肥、染料、醫藥、農藥和香料等多種多樣的工業制品。此外，煤炭、天然氣等也是重要的化工原料。