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出版者:中国建筑工业出版社

作者:

出品人:

页数:250 页

译者:

出版时间:1992年10月

价格:16.2

装帧:平装

isbn号码:9787112016464

丛书系列:

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工程热力学 (平装) 《工程热力学》是一本深入探讨能量转化及其应用原理的权威教材。本书面向广大的工程技术人员、研究人员以及高等院校相关专业的学生，旨在构建读者坚实的热力学理论基础，并培养其运用热力学原理分析和解决实际工程问题的能力。内容涵盖了从最基本的概念到复杂系统分析的各个层面，力求做到条理清晰、逻辑严谨，同时兼顾理论的深度与工程应用的广度。 核心内容概览： 全书围绕着热力学的两大基本定律——热力学第一定律和热力学第二定律展开，并在此基础上深入阐述了各种热力学过程、物质的状态方程、热力学循环以及相平衡等关键概念。 第一部分：基础概念与热力学第一定律 开篇，本书系统地介绍了热力学研究的对象和基本概念，包括系统、状态、性质（如温度、压力、体积、内能、焓、熵等）、过程、循环等。强调了宏观热力学与微观统计热力学之间的联系，为后续内容的学习打下坚实基础。 系统与环境： 详细区分了孤立系统、封闭系统和开放系统，并阐述了系统边界的性质，为分析热力学过程提供了清晰的框架。 状态与性质： 介绍了状态变量的定义及其在描述系统状态中的作用。重点讲解了内能（U）、焓（H）等重要的状态函数，并阐述了它们与能量形式转换的关系。 功与热： 深入分析了热力学过程中的两种能量传递方式：功（W）和热（Q）。详细阐述了体积功、轴功、表面张力功等不同形式的功，以及它们在系统状态变化中的贡献。 热力学第一定律： 这是本书的核心基石之一。本书以严谨的数学形式和丰富的实例，详细阐述了热力学第一定律（能量守恒定律）。它揭示了系统内能变化等于外界传递给系统的热量减去系统对外做的功。通过大量不同类型的过程（如定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程等）的分析，读者可以深刻理解能量在不同形式之间的转换以及能量的传递过程。 理想气体的热力学性质： 专门辟章节详细讨论了理想气体的热力学性质，包括理想气体状态方程、定容比热容和定压比热容的关系（迈耶公式）、内能和焓的表达式等，为后续简化计算提供了便利。 第二部分：热力学第二定律与熵 在掌握了能量守恒的原理后，本书自然而然地引入了热力学第二定律，这是热力学中最深刻、最具普适性的定律之一。 热力学第二定律的表述： 详细介绍了克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述，并探讨了它们之间的等价性。强调了第二定律揭示了能量转化的方向性和不可逆性。 可逆过程与不可逆过程： 深入分析了可逆过程的理想化概念及其在理论分析中的重要性，并对比了实际工程中普遍存在的不可逆过程。 卡诺循环与热机效率： 以卡诺循环为例，生动地阐述了热机效率的上限，并推导了卡诺效率公式。这部分内容对于理解能量转换的限制以及提升能源利用效率具有至关重要的意义。 熵（S）的概念与计算： 熵是热力学第二定律的核心概念。本书系统地介绍了熵的定义、性质及其在描述系统无序度方面的作用。通过对不同过程熵变的计算，读者能够深刻理解能量品质的下降和过程的不可逆程度。特别强调了熵增原理在判断过程自发性中的作用。 制冷机与热泵： 基于热力学第二定律，本书还详细分析了制冷机和热泵的工作原理，阐述了它们的性能系数（COP）并给出了相应的计算方法。 第三部分：实际工质、热力学关系式与相平衡 为了将热力学理论应用于实际工程，本书进一步深入探讨了实际工质的状态方程、热力学关系式以及相平衡等内容。 实际气体的状态方程： 探讨了范德华方程等更接近实际的物质状态方程，并介绍了压缩因子等概念，以更准确地描述实际气体的行为。 热力学关系式： 系统地推导和应用了麦克斯韦关系式、吉布斯-亥姆霍兹方程等一系列重要的热力学关系式。这些关系式能够帮助我们从已知的一些热力学性质推导出其他性质，极大地扩展了热力学分析的手段。 相平衡： 详细阐述了相平衡的概念，包括相律、液相平衡、固相平衡以及固液气三相平衡等。重点介绍了相图的应用，例如二元系的相图分析，这对于化工、材料等领域的分离与纯化过程至关重要。 化学势与多组分系统： 引入了化学势的概念，并将其应用于多组分系统的平衡分析，为理解化学反应和相变提供了理论基础。 第四部分：工程应用与热力学循环 本书的最终目标是将抽象的热力学理论转化为解决实际工程问题的工具。因此，本书投入了大量篇幅讲解各种重要的热力学循环在实际工程中的应用。 气体动力循环： 详细介绍了如奥托循环、狄塞尔循环、布雷顿循环等内燃机和燃气轮机的理想循环，并分析了实际循环与理想循环的差异，讨论了提高效率的途径。 蒸汽动力循环： 深入讲解了朗肯循环及其变种，这是蒸汽动力装置（如火力发电站）的核心。本书分析了各部件（锅炉、汽轮机、冷凝器、水泵）在循环中的作用，并探讨了如何提高蒸汽动力装置的效率。 制冷循环： 详细介绍了蒸汽压缩制冷循环、吸收式制冷循环等，并分析了它们的性能和应用范围。 气体制冷循环： 讨论了如焦耳-汤姆逊效应等在气体深冷过程中的应用。 贯穿全书的特点： 理论严谨与概念清晰： 本书在数学推导上力求严谨，同时注重对基本概念的透彻解释，确保读者能够理解“为什么”。 丰富的工程实例： 每一章节都配以大量的工程实例，涵盖了能源、化工、机械、航空航天等多个领域，帮助读者将理论知识与实际工程紧密结合。 问题导向的教学设计： 书中包含大量习题，从易到难，覆盖了本章的重点和难点，旨在巩固和检验学习效果。 图文并茂的呈现方式： 丰富的图表和示意图能够直观地展示复杂的物理过程和概念，提高学习的效率和趣味性。 循序渐进的编排结构： 全书内容组织逻辑性强，从基础概念到复杂应用，层层递进，确保读者能够逐步掌握热力学知识体系。 《工程热力学》不仅仅是一本理论书籍，更是一本实用的工程工具书。通过系统学习本书，读者将能够深刻理解能量的本质，掌握分析和解决各类工程热力学问题的通用方法，为他们在未来的工程实践中奠定坚实的基础，并为能源的高效利用和可持续发展贡献力量。

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这本书的习题部分，简直是精妙绝伦，它不是那种为了凑篇幅而设置的机械计算题。我发现这些练习题的设计，简直就是对前面理论知识点的一次次刁钻的“实战演习”。它们往往隐藏在一些看似不相关的背景下，比如材料的热膨胀对反应平衡的轻微影响，或者在极高压环境下气体的偏差系数修正。我记得有几道关于“能量平衡在瞬态过程中的应用”的题目，要求你结合传热学和流体力学的基础知识才能勉强入手。这迫使我必须跳出单纯的热力学视角，去整合运用跨学科的知识体系。而且，这本书的习题解答虽然详尽，但它并不会直接把最终数值摆在你面前，而是会非常清晰地列出每一步推理的逻辑依据，比如“此处应用了哪个定律的哪个修正条件”。这种教学设计极大地锻炼了我们对问题归类的能力和逻辑推导的严密性。我发现，与其说我在做题，不如说我在跟着作者的思路，进行一场高强度的思维体操。对于那些希望通过自学达到研究生水平的读者来说，这本书的习题集，其价值甚至可能超过主体内容本身，因为它真正体现了“学以致用”的精髓，而不是简单的知识搬运工。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象，那种带着历史厚重感的深蓝色调，搭配着古朴而又不失现代感的字体排版，仿佛在向我诉说着它内容深处的严谨与经典。我本来对这种偏向理论基础的教材都有点敬而远之，但拿到手里翻开后，那种触感和纸张的质地就已经让人感觉物超所值。内容上，我最欣赏的是作者在处理那些复杂热力学定律和概念时所展现出的耐心与清晰度。比如，在阐述熵增原理时，它不像有些教材那样上来就抛出一大堆高深的数学公式，而是通过一系列非常贴近实际工程的例子，比如热机的循环效率分析，还有更微观的分子运动解释，将抽象的概念具象化。我记得有一章专门讲了相平衡和化学势，那部分内容，以前在别的书上我总是读得一头雾水，但这本书里，作者巧妙地引入了“自由能”这个桥梁，把宏观的热力学平衡和微观的分子间作用力联系起来，逻辑链条非常顺畅，让人读起来有一种豁然开朗的感觉。对于我们这些在实际工作中需要经常处理能源系统优化和过程控制的工程师来说，这种理论与实践紧密结合的叙述方式，是极其宝贵的财富。它不仅仅是知识的堆砌，更像是为你提供了一把精准解析工程问题的“瑞士军刀”。整体而言，这本书的编排就像一个经验丰富的老教授在给你一对一地辅导，每一步都走得扎实，让你在不知不觉中就掌握了核心要义。

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我必须承认，这本书的深度对于刚接触热力学的新手来说，可能是一道不小的门槛，它的语言风格偏向于严谨的学术论述，少了一些轻松愉快的“科普化”表达。它假定读者已经对微积分和基础物理学有了一定的掌握，所以开篇并没有花太多篇幅去铺垫简单的概念。然而，一旦你适应了这种叙事节奏，你会发现它的效率极高。作者在引入“微观热力学”概念时，采用了非常简洁且优雅的数学表达方式，直接过渡到统计力学的基本假设，这使得整个热力学体系的衔接非常自然流畅，没有那种生硬的“缝合感”。特别是关于“信息论”在热力学中的应用那几章，虽然在传统的热力学教材中很少见，但它为理解信息熵和热力学熵之间的深层联系提供了全新的视角，极大地拓宽了我的思维边界。阅读这本书就像是攀登一座设计精良的山峰，初期攀爬会比较费力，需要集中精力去适应坡度，但一旦越过关键的拐点，视野就会变得无比开阔，那些曾经困扰已久的理论迷雾都会被阳光穿透，展现出物理世界的内在和谐之美。

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与其他厚重的工程参考书相比，这本书在版式和图表的运用上，展现出一种克制的美学。它的大部分图表都是黑白线条勾勒，没有过多花哨的色彩渲染，这反而让观察者能更专注于数据本身和过程的几何意义。比如，P-V图、T-S图的使用频率极高，但每一张图都经过精心设计，清晰地标注了状态点、过程线以及与之对应的热力学势能变化，视觉干扰极少。我特别留意到，作者在处理一些复杂循环（比如布雷顿循环的复杂变种，或者朗肯循环的再热和回热改进）时，总是将理论分析图、实际流程图和对应的热力学图并置展示，这种对比分析的方法非常直观有效。它帮助我清晰地分辨出“理想模型”与“实际损耗”之间的量化差异，这对于进行工程经济性评估至关重要。这本书在细节上的考究，体现了对读者时间尊重的态度——每一张图、每一个公式推导都是为了传达核心信息，没有一丝多余的装饰。因此，它不仅是一本教材，更像是一份为专业人士准备的，高度浓缩且结构严谨的知识图谱。

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说实话，我原本期待的是一本能迅速上手解决眼前问题的“速查手册”，毕竟现在工程上的问题越来越碎片化，但这本书给我的却是完全不同的体验，它更像是一次对整个学科体系的深度重塑之旅。它的侧重点明显在于构建一个坚不可摧的理论框架。举个例子，它在处理热力学第一、第二定律的应用时，没有急于跳到各种工程设备（如燃气轮机、蒸汽动力装置）的性能计算上，而是花费了大量的篇幅去探讨这些定律在不同封闭系统和开放系统边界条件下的普适性。作者对“控制体”和“系统”概念的界定极为严苛，这在我看来，正是区分初级学习者和专业工程师的关键所在。我尤其喜欢它对“焦耳汤姆孙效应”和“节流过程”的深入探讨，它不仅展示了如何用状态方程进行数值模拟，更深入剖析了这些过程背后的微观分子间势能变化，这点在其他主流教材中往往是一笔带过。这种对基础物理图像的执着描摹，让我在面对那些非常规的热力学过程模拟时，不再是简单地套用公式，而是能从第一性原理出发去推导和验证，这极大地提升了我解决疑难问题的信心。这本书的阅读过程，与其说是学习，不如说是一次对自身知识体系的“内功”修炼，它强迫你慢下来，去理解“为什么”会是这样，而不是仅仅记住“是什么”。

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