工程熱力學（簡體書）

本書主要敘述與能量轉換過程相關的熱力學知識，目的是使讀者理解熱力學抽象概念和基本定律，掌握工質的熱力性質，瞭解空天動力循環的概念；培養正確的思維模式，並使他們學會運用熱力學的基礎理論和分析方法處理空天工程中的有關問題，為後續課程提供必要的熱力學應用方面的基礎知識。全書分為七章：緒論、熱力學基礎、工質的熱力性質、相轉變與相平衡、噴管和擴壓管的熱力學分析、化學熱力學基礎、空天過程的熱力學分析。本書注重基本理論的闡述，注重理論與實踐的聯繫，注重結合課程內容對學生開展熱力學分析方法和思維能力的培訓。書中附有例題和習題以及必要的熱工圖表。全書採用國際單位，但考慮到當前工程實際，對某些工程單位也作了必要的說明。

目錄
第1章 緒論 1
1.1 熱力學的發展簡史 1
1.2 熱力學的研究對象 3
1.3 熱力學的研究方法 4
1.4 熱力學的分支 4
思考題 5
第2章 基本概念和定義 6
2.1 熱力學系統 6
2.2 狀態及狀態參數 8
2.3 平衡狀態和狀態參數坐標圖 10
2.4 狀態方程 11
2.5 熱力過程和准靜態過程 13
2.6 功 14
2.7 熱量 17
2.8 內能 19
2.9 焓 19
2.10 熵 19
2.11 溫度和溫標 20
2.12 熱力循環 21
思考題 22
習題 22
第3章 熱力學第一定律 23
3.1 熱力學第一定律的實質 23
3.2 熱力學第一定律表達式 23
3.3 能量守恆方程的應用 26
思考題 30
習題 30
第4章 熱力學第二定律 32
4.1 熱力學第二定律的實質與陳述 32
4.2 可逆過程和不可逆過程 33
4.3 熱力學第二定律的推論 34
4.4 熱力學溫標 36
4.5 卡諾循環 36
4.6 熵 37
4.6.1 克勞修斯不等式 37
4.6.2 熵變的定義 39
4.6.3 閉口系統的熵方程 40
4.6.4 開口系統的熵方程 42
4.6.5 熱力學過程的方向性 44
4.7 * 45
4.7.1 *的概念 45
4.7.2 閉口系統的*方程 46
4.7.3 流動 48
4.7.4 開口系統的*方程 49
思考題 50
習題 51
第5章 工質的熱力性質 52
5.1 純物質的熱力性質 52
5.1.1 狀態公理 52
5.1.2 p-v-T關係 53
5.1.3 狀態參數數據 56
5.1.4 氣體p-v-T關係 60
5.1.5 理想氣體模型 62
5.2 熱力學關係式 66
5.2.1 狀態方程 66
5.2.2 由全微分導出的熱力學關係 68
5.2.3 熵、內能和焓的一般熱力關係 70
5.2.4 其他熱力學關係式 73
5.3 理想氣體混合物 76
5.3.1 混合物成分的描述 76
5.3.2 混合氣體模型 77
5.3.3 混合物的內能U、焓H和熵S 79
5.3.4 不變成分混合物的過程 80
5.4 濕空氣 81
5.4.1 幹空氣和大氣 81
5.4.2 濕空氣的比濕度和相對濕度 82
5.4.3 露點溫度 83
5.4.4 絕熱飽和溫度和濕球溫度 84
5.4.5 溫濕圖 85
5.4.6 濕空氣過程 86
思考題 89
習題 89
第6章 相轉變與相平衡 92
6.1 單元複相系統 92
6.2 相轉變與相平衡條件 93
6.2.1 過程方向和系統平衡判據 93
6.2.2 單元複相系統的平衡條件 94
6.2.3 相轉變的條件 96
6.3 單元複相系統的相平衡圖 98
6.4 克勞修斯-克拉珀龍方程 99
6.4.1 克勞修斯-克拉珀龍方程的建立 99
6.4.2 克勞修斯-克拉珀龍方程的應用舉例 101
6.5 汽化與凝結過程 106
6.5.1 等溫汽化與凝結過程 106
6.5.2 定壓汽化與凝結過程 108
6.5.3 氣液共存時的性質計算 108
6.6 曲界面複相系統的相轉變與相平衡 110
6.6.1 曲界面相平衡條件 110
6.6.2 液滴與氣泡生成和增長的條件 112
6.6.3 液體的過熱度 115
思考題 117
習題 117
第7章 噴管和擴壓管的熱力學分析 120
7.1 預備知識 120
7.1.1 一維穩態流動的動量方程 120
7.1.2 聲速和馬赫數 121
7.1.3 滯止狀態 122
7.2 噴管和擴壓管中的一維穩態流動 122
7.2.1 面積改變的影響 122
7.2.2 背壓的影響 124
7.2.3 正激波的方程組 125
7.3 噴管和擴壓管中定比熱容理想氣體的流動 125
7.3.1 滯止參數 125
7.3.2 臨界參數 127
7.3.3 正激波的參數 128
思考題 131
習題 131
第8章 化學熱力學基礎 134
8.1 燃燒過程 134
8.2 反應系統的能量守恆 136
8.3 絕熱火焰溫度 138
8.4 絕對熵和熱力學第三定律 140
8.5 化學平衡 141
思考題 147
習題 147
第9章 空天動力循環過程的熱力學分析 149
9.1 空天發動機分類 149
9.1.1 吸氣式發動機 149
9.1.2 火箭發動機 152
9.1.3 組合循環發動機 153
9.2 噴氣發動機理想循環 156
9.2.1 噴氣發動機的性能參數 157
9.2.2 循環分析基本假設 158
9.2.3 渦輪噴氣發動機循環 158
9.2.4 加力式渦噴發動機的理想循環 162
9.2.5 渦輪風扇發動機的理想循環 165
9.2.6 脈衝爆震發動機(PDE)理想熱力循環 168
9.2.7 超燃衝壓發動機的理想循環 171
9.3 液體火箭發動機循環 178
9.4 組合發動機循環 179
9.4.1 渦輪基組合發動機熱力性能計算 179
9.4.2 空氣渦輪火箭發動機熱力循環 181
9.4.3 火箭基組合發動機熱力循環 183
思考題 187
習題 187
參考文獻 188
附錄 189