工程热力学

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页数:242
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出版时间:2010-4
价格:28.00元
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isbn号码:9787508474519
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具体描述

工程热力学是研究物质的热力性质、热能与其他能量之间相互转换的一门工程基础理论学科。《工程热力学》以基础知识、基本理论以及工程应用为主线,重点阐述了热力学基本概念和工质的热力性质、热力学基本理论以及热力学典型工程应用等内容。在阐明工程热力学的基本内容的同时,吸收了当今热工科技的新成果。本教材在加强基础理论学习的同时,注意联系工程实践以及学生创新能力的培养。

本教材可作为热能与动力工程,建筑环境与设备工程,过程装备与控制工程,能源、核工程及化学工程,车辆工程等专业的工程热力学教材,也可供有关工程技术人员以及各高等院校相关领域的教师、研究生参考。

好的,这是一份针对一本名为《工程热力学》的书籍的简介,但其内容不包含《工程热力学》的任何知识点,而是介绍了一本聚焦于高级材料科学与结构工程的专著。 --- 《尖端复合材料的界面行为与宏观性能预测》 书籍简介 本书深入探讨了现代结构工程领域最为前沿且关键的挑战之一:先进复合材料内部复杂界面现象的机理分析及其对整体结构服役性能的决定性影响。 面对航空航天、高端装备制造以及土木工程对轻质化、高可靠性和极端环境下耐久性的日益严苛的要求,理解并精确调控材料的微观结构,特别是纤维/基体界面、纳米增强相与基体之间的相互作用,已成为突破现有材料性能瓶颈的核心。 本书并非停留在传统材料学的宏观描述,而是将焦点投向了跨尺度耦合的视角。全书结构严谨,逻辑清晰,旨在为材料科学家、结构工程师以及从事前沿研发的高级研究人员提供一套系统化的理论框架和前沿的实验/计算方法论。 --- 第一部分:界面微观结构与表征技术 本部分奠定了理解复合材料宏观行为的基础,详细阐述了界面作为材料“薄弱环节”或“性能增强枢纽”的复杂性。 第一章:复合材料的界面本质与分类 1.1 界面:结构与能量的交汇点: 明确了界面(Interface)与边界(Boundary)的区分,界定了物理化学层面的界面能、应变能和化学键合能。 1.2 界面形态学分类: 系统梳理了物理缠绕型、化学反应型、范德华力主导型以及反应扩散型界面在不同先进复合材料(如碳纤维增强环氧树脂、陶瓷基复合材料C/SiC、金属基复合材料MMC)中的具体表现。 1.3 界面表征的挑战与新范式: 重点介绍了如何利用高空间分辨率技术探测界面宽度、缺陷(孔隙、微裂纹)和组分梯度。内容涵盖同步辐射X射线断层扫描(SR-CT)在三维界面成像中的应用,以及尖端透射电子显微镜(TEM)在原子尺度的化学态分析。 第二章:界面化学与分子动力学模拟 2.1 界面形成的热力学驱动力: 分析了浸润性、润湿角以及界面自由能如何影响初始成型质量。引入了多组分体系的相图分析,预测界面相的形成倾向。 2.2 界面化学键合的量化分析: 深入探讨了偶联剂/界面改性剂在增强纤维与聚合物基体之间化学桥接作用的机理。利用X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)对界面共价键和离子键的强度进行能级分析。 2.3 分子动力学(MD)模拟界面: 详细介绍了如何构建精确的原子模型来模拟界面处的分子堆积、链段运动和粘附功(Adhesion Work)。讨论了如何将MD结果与宏观拉伸试验数据进行有效映射。 --- 第二部分:界面损伤演化与多尺度力学建模 本部分的核心在于如何将微观的界面失效机制,通过力学模型传递到构件的宏观性能预测中去,特别是关注疲劳和冲击载荷下的行为。 第三章:界面脱粘的临界条件与断裂韧性 3.1 能量释放率与界面裂纹扩展判据: 详细阐述了路径相关性问题在界面断裂中的重要性。引入了Rice和Sorensen提出的分岔准则,并重点分析了混合型模式(I/II型)界面裂纹的扩展规律。 3.2 界面粘结强度的多向测试方法: 聚焦于实验技术,如“十角试样法”(TOS)和高精度光弹法,用于精确测量不同载荷角下的界面层拉伸和剪切强度。 3.3 界面韧化机制:纤维拔出与桥接效应: 区别了脆性界面断裂与韧性界面拔出(Pull-out)过程。量化分析了通过界面涂层设计实现能量耗散的机制,这对提高材料的抗冲击性能至关重要。 第四章:跨尺度建模:从晶格到结构 4.1 细观力学模型(RVE): 重点介绍代表性体积单元(RVE)的建立,如何将随机分布的纤维和界面层信息输入到有限元分析(FEA)中。讨论了基于损伤力学的界面本构关系(例如,基于内聚力模型的Cohesive Zone Model, CZM)。 4.2 粘弹性界面层对动态响应的影响: 针对聚合物基复合材料,分析了温度和加载速率对界面粘滞行为的耦合作用。引入时间-温度等效原理在界面松弛过程中的应用。 4.3 寿命预测的界面失效路径耦合: 建立了考虑疲劳累积损伤的界面退化模型。通过将微观裂纹萌生和扩展的概率分布,映射到结构梁或板件的剩余寿命预测中,实现了从原子尺度到工程寿命的闭环预测。 --- 第三部分:功能化界面与智能响应结构 本部分展望了下一代复合材料的发展方向,即通过界面设计赋予材料新的功能特性。 第五章:热-力-电耦合界面效应 5.1 热膨胀失配引起的界面残余应力分析: 详细分析了不同材料热膨胀系数(CTE)不匹配导致的内应力场分布,以及这些应力如何触发界面微裂纹。 5.2 压电/热电活性界面的能量收集: 探讨了在纤维/基体界面嵌入纳米级压电材料(如特定取向的PZT纳米线)的设计,实现结构在受载或温度梯度下对外来能量的捕获与转化。 5.3 界面导电性的调控与抗静电设计: 针对航空航天应用,介绍了如何通过引入高导电性填料(如石墨烯片层)在界面处构建导电网络,以消除静电积聚。 第六章:界面自修复与环境耐久性 6.1 动态共价键与自修复聚合物界面: 介绍了具有可逆化学键(如Diels-Alder反应)的界面设计,实现对微裂纹的闭合与再键合。阐述了热激发或光照触发的自修复动力学。 6.2 湿热环境下的界面水解与降解机理: 深入剖析水分子如何穿透界面,攻击偶联剂或基体与纤维之间的化学键,导致界面强度不可逆损失的物理化学过程。 6.3 界面稳定性与服役寿命的优化策略: 总结了通过界面钝化层设计,提高复合材料在超高温、高湿或高辐射环境下的长期稳定性和可靠性的工程对策。 --- 结语: 本书汇集了材料本构关系、计算模拟和实验表征的最新成果,为读者提供了一个全面、深入且高度专业化的知识体系。它不仅是理论研究的参考宝典,更是指导下一代高性能复合材料结构设计的实用指南。全书内容严谨,图表丰富,参考文献追踪了近十年国际顶尖期刊的最新进展。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书给我的感觉就像是在和一位经验丰富的导师对话。作者的叙述风格非常独特,充满了人文关怀和对读者的理解。他善于运用类比和形象的比喻来解释复杂的概念,比如将能量的流动比作水流,将熵的概念比作房间的混乱程度,这些生动形象的比喻让我瞬间就抓住了问题的关键。更难能可贵的是,书中并没有回避一些热力学领域中仍然存在的争议和未解之谜,而是以一种开放的态度来讨论,鼓励读者进行批判性思考。例如,在讨论热力学第二定律的表述方式时,作者就详细列举了不同学派的观点,并分析了各自的优缺点,这让我看到了科学研究的严谨性和多面性。书中还穿插了一些历史故事和科学家的轶事,使得阅读过程充满了趣味性,也让我对热力学的发展历程有了更直观的认识。我尤其喜欢书中那些“思考题”环节,它们并非简单的计算题,而是引导我从不同角度去审视问题,锻炼我的逻辑思维和分析能力。这本书不仅仅传授知识,更是在培养一种科学精神。

评分☆☆☆☆☆

说实话,拿到《工程热力学》这本书的时候,我并没有抱太大的希望,因为我一直觉得这类学科性的书籍都比较枯燥。但这本书完全颠覆了我的看法。它的排版设计非常精美,字体大小适中,行距舒适,配合着高质量的插图和表格,阅读体验非常棒。作者的语言风格简洁明了,没有过多的学术术语堆砌,而是用一种通俗易懂的方式来解释问题,即使是初学者也能够轻松理解。最让我印象深刻的是,书中提供了大量的实际案例,例如工业锅炉的设计、发动机的工作原理、以及各种化工流程的分析,这些案例不仅让理论知识变得生动有趣,更让我看到了热力学在现实世界中的广泛应用。我特别喜欢书中关于“效率”的章节,它详细分析了各种热力学过程的效率限制,并探讨了如何提高效率,这对于我理解节能减排和提高资源利用率有着重要的启示。总而言之,这是一本集知识性、实用性和阅读舒适度于一体的书籍,非常值得推荐给所有对工程热力学感兴趣的读者。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是个意外之喜!起初拿到《工程热力学》时,我只是抱着完成学业任务的心态,对它并没有抱有多大的期望。然而,翻开第一页,我就被它流畅而清晰的语言所吸引。作者并没有将复杂的概念堆砌在一起,而是循序渐进地引导读者进入热力学的世界。那些曾经让我头疼不已的熵增原理、卡诺循环,在作者的笔下变得生动有趣,仿佛真的能看到能量在系统中流动、转化。书中大量的实例和图解更是锦上添花,将抽象的理论具象化,让我能够轻易地理解其应用场景。例如,关于制冷系统的工作原理,书中不仅详细解析了其热力学过程,还配上了直观的示意图,让我瞬间明白了冰箱是如何工作的,甚至联想到自己家里的空调。这种寓教于乐的方式,极大地激发了我对这门学科的兴趣,让我不再觉得它枯燥乏味,反而对其内在的逻辑和美感产生了浓厚的兴趣。我甚至开始主动去思考生活中的各种热力学现象,比如一杯热咖啡为什么会逐渐变凉,以及蒸笼为什么能快速蒸熟食物。这本书真正做到了“授人以渔”,让我不仅掌握了知识,更培养了独立思考和解决问题的能力,这对我未来的学习和工作都将大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为,一本优秀的教材应该具备深度和广度,而《工程热力学》恰恰做到了这一点。它不仅仅是一本提供基础知识的书籍,更是一本引导读者深入探索的指南。作者在阐述基本原理的同时,并没有忽略其在工程实践中的重要应用。书中对各种热力学模型,如理想气体模型、范德华方程等,都进行了深入的分析,并讨论了它们各自的适用范围和局限性,这让我对理论的理解更加深刻。尤其是在讨论能量转换效率和可持续性方面,作者展现了其前瞻性的视野,不仅关注了传统的火电、水电技术,还对新能源技术,如太阳能热利用、地热能等进行了简要的介绍,并分析了其热力学原理。这让我意识到,热力学知识远不止于书本上的公式和图表,它与我们构建更美好的未来息息相关。书中对能量守恒定律和熵增定律的探讨,更是将理论与现实世界紧密联系起来,让我对能源的利用和环境保护有了更深层次的思考。它不仅仅是一本教科书,更像是一位睿智的长者,在娓娓道来,引领我穿越浩瀚的知识海洋,去发现其中隐藏的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超乎我的预期。它不仅涵盖了工程热力学最核心的基础理论,如热力学第一、第二、第三定律,以及各种状态方程和过程分析,还对一些更高级的主题进行了探讨。例如,书中对统计热力学和气体动力论的介绍,虽然篇幅不长,但为我打开了一个全新的视角,让我理解了宏观热力学现象背后的微观机制。作者在讲解过程中,始终注重理论与实际的结合,通过大量来自不同工程领域的案例,生动地展现了热力学原理的应用。从经典的蒸汽动力循环到现代的燃气轮机、制冷空调系统,再到化工生产中的相平衡和化学反应热力学,几乎涵盖了所有重要的工程应用领域。书中的习题设计也非常有层次,既有基础的巩固练习,也有需要综合运用多方面知识的难题,这极大地锻炼了我的分析能力和解决复杂问题的能力。我尤其赞赏书中对“不可逆性”和“过程方向”的深入剖析,这让我对自然界的客观规律有了更深刻的认识,并理解了为什么某些过程是自发进行的,而另一些则需要外界能量的输入。这不仅仅是一本教材,更是一本让我深入思考、拓展视野的学术著作。

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