工程熱力學(xué)重難點(diǎn)分析及典型題精講

目 錄
前 言 1
主要符號(hào) 2
第1章 工程熱力學(xué)基礎(chǔ) 1
1.1 基本要求 1
1.2 基本概念 1
1.3 重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 3
1.3.1 熱能在熱機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程 3
1.3.2 熱力系 4
1.3.3 工質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)及其基本狀態(tài)參數(shù) 4
1.3.4 平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式及狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖 6
1.3.5 工質(zhì)的狀態(tài)變化過(guò)程 7
1.3.6 功量和熱量 8
1.3.7 熱力循環(huán) 10
1.4 公式匯總 12
1.5 典型題精解 13
思考題 17
習(xí)題 17
第2章 熱力學(xué) 定律 21
2.1 基本要求 21
2.2 基本概念 21
2.3 重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 22
2.3.1 熱力學(xué) 定律的實(shí)質(zhì) 22
2.3.2 熱力學(xué)能和總能 22
2.3.3 能量的傳遞與轉(zhuǎn)換 23
2.3.4 焓 25
2.3.5 熱力學(xué) 律的基本能量方程式 25
2.4 公式匯總 28
2.5 典型題精解 29
思考題 42
習(xí)題 43
第3章 氣體和蒸汽的性質(zhì)及過(guò)程 51
3.1 基本要求 51
3.2 基本概念 51
3.3 重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 52
3.3.1 理想氣體及其狀態(tài)方程 52
3.3.2 理想氣體的比熱容 53
3.3.3 理想氣體的熱力學(xué)能、焓、熵 55
3.3.4 蒸汽飽和狀態(tài)和相圖 56
3.3.5 水的汽化過(guò)程和臨界點(diǎn) 57
3.3.6 水和蒸汽的狀態(tài)參數(shù) 59
3.3.7 蒸汽表和圖 59
3.3.8 研究熱力過(guò)程的目的及一般方法 60
3.3.9 理想氣體的多變過(guò)程 61
3.3.10 過(guò)程中各能量項(xiàng)正負(fù)方向分析 62
3.3.11 蒸汽的基本熱力過(guò)程 64
3.4 公式匯總 65
3.5 典型題精解 67
思考題 87
習(xí)題 88
第4章 熱力學(xué)第二定律 98
4.1 基本要求 98
4.2 基本概念 98
4.3 重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 99
4.3.1 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì) 99
4.3.2 卡諾循環(huán)和多熱源可逆循環(huán)分析 100
4.3.3 卡諾定理 103
4.3.4 熵及熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 104
4.3.5 熵方程 106
4.3.6 孤立系熵增原理及應(yīng)用 107
4.3.7 ?參數(shù)和熱量?的基本概念 108
4.3.8 工質(zhì)?及系統(tǒng)?平衡方程 111
4.4 公式匯總 113
4.5 典型題精解 114
思考題 132
習(xí)題 133
第5章 實(shí)際氣體的性質(zhì)及一般熱力學(xué)關(guān)系式 145
5.1 基本要求 145
5.2 基本概念 145
5.3 重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 146
5.3.1 理想氣體狀態(tài)方程用于實(shí)際氣體的偏差 146
5.3.2 典型的實(shí)際氣體方程 146
5.3.3 對(duì)應(yīng)態(tài)原理與通用壓縮因子圖 149
5.3.4 維里方程 150
5.3.5 麥克斯韋關(guān)系和熱系數(shù) 151
5.3.6 熱力學(xué)能、焓、熵和比熱容的一般關(guān)系式 154
5.4 公式匯總 156
5.5 典型題精解 158
思考題 164
習(xí)題 165
第6章 氣體和蒸汽的流動(dòng) 168
6.1 基本要求 168
6.2 基本概念 168
6.3 重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 169
6.3.1 穩(wěn)定流動(dòng)的基本方程及改變流速的條件 169
6.3.2 噴管的計(jì)算 172
6.3.3 背壓變化時(shí)噴管內(nèi)流動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)析 174
6.3.4 有摩阻的 熱流動(dòng)及節(jié)流 175
6.4 公式匯總 177
6.5 典型題精解 178
思考題 193
習(xí)題 193
第7章 壓氣機(jī)的熱力過(guò)程 199
7.1 基本要求 199
7.2 基本概念 199
7.3 重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 200
7.3.1 單級(jí)活塞式壓氣機(jī)的工作原理和理論耗功量 200
7.3.2 余隙容積的影響 201
7.3.3 多級(jí)壓縮和級(jí)間冷卻 202
7.3.4 葉輪式壓氣機(jī)的工作原理 203
7.4 公式匯總 204
7.5 典型題精解 205
思考題 215
習(xí)題 215
第8章 熱力裝置及循環(huán) 218
8.1 基本要求 218
8.2 基本概念 218
8.3 重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 219
8.3.1 分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法 219
8.3.2 氣體動(dòng)力循環(huán) 220
8.3.3 蒸汽動(dòng)力循環(huán) 230
8.3.4 制冷循環(huán) 236
8.4 公式匯總 240
8.5 典型題精解 242
思考題 278
習(xí)題 280
第9章 理想氣體混合物及濕空氣 293
9.1 基本要求 293
9.2 基本概念 293
9.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 294
9.3.1 理想氣體混合物 294
9.3.2 理想氣體混合物的比熱容、熱力學(xué)能、焓、熵和? 295
9.3.3 濕空氣及狀態(tài) 296
9.3.4 濕空氣的狀態(tài)參數(shù)、濕球溫度和 熱飽和溫度 297
9.3.5 濕空氣的h-d圖及工業(yè)應(yīng)用 299
9.4 公式匯總 302
9.5 典型題精解 303
思考題 319
習(xí)題 319
0章 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ) 326
10.1 基本要求 326
10.2 基本概念 326
10.3 重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 327
10.3.1 熱力學(xué) 定律解析 327
10.3.2 赫斯定律和基爾霍夫定律 329
10.3.3 熱理論燃燒溫度 331
10.3.4 化學(xué)平衡和平衡常數(shù) 331
10.3.5 平衡移動(dòng)原理、化學(xué)反應(yīng)方向判據(jù)及平衡條件 332
10.3.6 熱力學(xué)第三定律及熵的 值 335
10.4 公式匯總 336
10.5 典型題精解 337
思考題 346
習(xí)題 347
參考文獻(xiàn) 350
主要符號(hào)表 3
前言 5
第1章 基本概念 12
1.1基本要求 12
1.2基本概念 12
1.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 14
1.3.1熱能在熱機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程 14
1.3.2熱力系統(tǒng) 15
1.3.3工質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)及其基本狀態(tài)參數(shù) 15
1.3.4平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式及坐標(biāo)圖 17
1.3.5工質(zhì)的狀態(tài)變化過(guò)程 18
1.3.6功量和熱量 19
1.3.7熱力循環(huán) 20
1.4公式匯總 22
1.5典型題精解 22
思考題 26
習(xí) 題 27
第2章 熱力學(xué) 定律 29
2.1基本要求 29
2.2基本概念 29
2.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 30
2.3.1熱力學(xué) 定律的實(shí)質(zhì) 30
2.3.2熱力學(xué)能和總能 30
2.3.3能量的傳遞與轉(zhuǎn)化 31
2.3.4焓 32
2.3.5熱力學(xué) 律的基本能量方程式 33
2.4公式匯總 36
2.5典型題精解 36
思考題 48
習(xí) 題 49
第3章 氣體和蒸汽的性質(zhì)及過(guò)程 55
3.1基本要求 55
3.2基本概念 55
3.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 56
3.3.1理想氣體狀態(tài)方程式 56
3.3.2理想氣體的比熱容 57
3.3.3理想氣體的熱力學(xué)能、焓、熵 59
3.3.4 水蒸氣飽和狀態(tài)和相圖 60
3.3.5水的汽化過(guò)程和臨界點(diǎn) 61
3.3.6水和水蒸氣的狀態(tài)參數(shù) 62
3.3.7水蒸氣表和圖 63
3.3.8研究熱力過(guò)程的目的及一般方法 63
3.3.9理想氣體可逆多變過(guò)程 64
3.3.10過(guò)程中各能量項(xiàng)正負(fù)方向分析 65
3.3.11水蒸氣的基本過(guò)程 67
3.4公式匯總 68
3.5典型題精解 70
思考題 89
習(xí) 題 90
第4章 熱力學(xué)第二定律 98
4.1基本要求 98
4.2基本概念 98
4.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 99
4.3.1熱力學(xué)第二定律 99
4.3.2卡諾循環(huán)和多熱源可逆循環(huán)分析 100
4.3.3卡諾定理 102
4.3.4 熵及熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 103
4.3.5熵方程 105
4.3.6孤立系統(tǒng)熵增原理 106
4.3.7 ?參數(shù)和熱量?的基本概念 107
4.3.8工質(zhì)?及系統(tǒng)?平衡方程 110
4.4公式匯總 111
4.5典型題精解 113
思考題 128
習(xí) 題 129
第5章 實(shí)際氣體的性質(zhì)及一般熱力學(xué)關(guān)系式 138
5.1基本要求 138
5.2基本概念 138
5.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 139
5.3.1理想氣體狀態(tài)方程用于實(shí)際氣體的偏差 139
5.3.2范德瓦爾方程和R-K方程 139
5.3.3對(duì)應(yīng)態(tài)原理與通用壓縮因子圖 141
5.3.4 維里方程 142
5.3.5麥克斯韋關(guān)系和熱系數(shù) 143
5.3.6熱力學(xué)能、焓、熵和比熱容的一般關(guān)系式 147
5.4公式匯總 149
5.5典型題精解 151
思考題 157
習(xí) 題 158
第6章 氣體和蒸汽的流動(dòng) 160
6.1基本要求 160
6.2基本概念 160
6.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 161
6.3.1穩(wěn)定流動(dòng)的基本方程及改變流速的條件 161
6.3.2噴管的計(jì)算 164
6.3.3背壓變化時(shí)噴管內(nèi)流動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)析 166
6.3.4 有摩阻的 熱流動(dòng)及節(jié)流 167
6.4公式匯總 168
6.5典型題精解 170
思考題 182
習(xí) 題 183
第7章 壓氣機(jī)的熱力過(guò)程 188
7.1基本要求 188
7.2基本概念 188
7.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 189
7.3.1單級(jí)活塞式壓氣機(jī)的工作原理和理論耗功量 189
7.3.2余隙容積的影響 190
7.3.3多級(jí)壓縮和級(jí)間冷卻 191
7.3.4葉輪式壓氣機(jī)的工作原理 192
7.4公式匯總 192
7.5典型題精解 193
思考題 202
習(xí) 題 202
第8章 熱力裝置及循環(huán) 205
8.1基本要求 205
8.2基本概念 205
8.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 206
8.3.1分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法 206
8.3.2氣體動(dòng)力循環(huán) 207
8.3.3蒸汽動(dòng)力循環(huán) 216
8.3.4制冷循環(huán) 222
8.4公式匯總 226
8.5典型題精解 228
思考題 260
習(xí) 題 262
第9章 理想氣體混合物及濕空氣 272
9.1基本要求 272
9.2基本概念 272
9.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 273
9.3.1理想氣體混合物 273
9.3.2理想氣體混合物的比熱容、熱力學(xué)能、焓、熵和? 274
9.3.3濕空氣及狀態(tài) 275
9.3.4 濕空氣的狀態(tài)參數(shù)、濕球溫度和 熱飽和溫度 276
9.3.5濕空氣的焓-濕圖及工業(yè)應(yīng)用 278
9.4公式匯總 280
9.5典型題精解 282
思考題 297
習(xí) 題 298
0章 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ) 303
10.1基本要求 303
10.2基本概念 303
10.3重點(diǎn)與難點(diǎn)解析 304
10.3.1熱力學(xué) 定律解析式 304
10.3.2赫斯定律和基爾霍夫定律 306
10.3.3 熱理論燃燒溫度 307
10.3.4 化學(xué)平衡和平衡常數(shù) 308
10.3.5平衡移動(dòng)原理、化學(xué)反應(yīng)方向判據(jù)及平衡條件 309
10.3.6熱力學(xué)第三定律及熵的 值 312
10.4公式匯總 312
10.5典型題精解 314
思考題 324
習(xí) 題 324
參考文獻(xiàn)