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第1章 绪论1

1.1 热力学的发展简史1

1.2 热力学的研究对象4

1.3 热力学的研究方法4

1.4 热力学的分类5

1.5 传热学的发展简史6

1.6 传热学与工程热力学在研究方法上的异同10

思考题11

第2章 热力学基础12

2.1 基本概念及定义12

2.1.1 热力学系统12

2.1.2 热力学系统的状态及状态参数14

2.1.3 平衡状态和状态参数坐标图19

2.1.4 状态方程式20

2.1.5 热力过程和准静态过程22

2.1.6 功23

2.1.7 热量26

2.1.8 热力循环28

2.2 热力学第一定律29

2.2.1 热力学第一定律的实质29

2.2.2 热力学第一定律表达式30

2.2.3 能量方程的应用32

2.3 热力学第二定律36

2.3.1 热力学第二定律的实质与陈述36

2.3.2 可逆和不可逆过程38

2.3.3 关于热力学循环的第二定律推论39

2.3.4 开尔文温标41

2.3.5 卡诺循环42

2.4 熵43

2.4.1 克劳修斯不等式43

2.4.2 熵变的定义44

2.4.3 闭口系统的熵方程45

2.4.4 开口系统的熵方程47

2.5 ？50

2.5.1 ？和？50

2.5.2 闭口系统的？方程52

2.5.3 流动？53

2.5.4 开口系统的？方程54

思考题56

习题57

第3章 工质的热力性质60

3.1 纯物质的热力性质60

3.1.1 状态公理61

3.1.2 p-v-T关系61

3.1.3 状态参数数据64

3.1.4 气体p-v-T关系69

3.1.5 理想气体模型71

3.2 热力学关系式75

3.2.1 状态方程75

3.2.2 由全微分导出的热力学关系78

3.2.3 熵、内能和焓的一般热力关系80

3.2.4 其他热力学关系式83

3.3 理想气体混合物86

3.3.1 混合物成分的描述86

3.3.2 混合气体模型88

3.3.3 混合物的U、H和S89

3.3.4 不变成分混合物的过程90

3.4 湿空气91

3.4.1 干空气和大气92

3.4.2 湿空气的比湿度和相对湿度93

3.4.3 露点温度94

3.4.4 绝热饱和温度和湿球温度94

3.4.5 温湿图96

3.4.6 湿空气过程97

思考题100

习题100

第4章 传热学基础103

4.1 热传导基本概念103

4.1.1 等温线和等温面104

4.1.2 热流通量105

4.1.3 热传导方程105

4.1.4 导热系数108

4.1.5 各向异性材料的热传导方程109

4.1.6 传热过程111

4.2 一维稳定导热113

4.2.1 无限大平板的一维稳态导热113

4.2.2 复合平板的一维稳态导热114

4.2.3 圆管的一维稳态导热115

4.2.4 圆球的一维稳态导热116

4.3 二维和三维稳态热传导问题117

4.3.1 方程形式117

4.3.2 方程解法117

4.3.3 分离变量法117

4.4 不稳定热传导118

4.4.1 导热系数无限大物体中的不稳定热传导（零维不稳定热传导）118

4.4.2 一维不稳定热传导120

4.4.3 二维和三维不稳定热传导123

4.5 对流换热基本概念126

4.5.1 基本概念126

4.5.2 对流换热问题的数学描述130

4.5.3 边界层概念及边界层换热微分方程组131

4.5.4 动量传递与热量传递的比拟理论136

4.5.5 相似原理及量纲分析137

4.5.6 相似原理的应用138

4.5.7 内部流动强制对流换热实验关联式139

4.5.8 外部流动强制对流换热实验关联式142

4.5.9 自然对流换热及实验关联式144

4.6 热辐射基本概念147

4.6.1 热辐射的基本概念147

4.6.2 黑体辐射基本定律149

4.6.3 实际物体的热辐射——基尔霍夫定律152

4.7 辐射换热的分析方法152

4.7.1 形状因子152

4.7.2 包壳内的辐射换热154

4.8 传热理论在火箭发动机推力室热防护中的应用159

4.8.1 各种冷却方式161

4.8.2 再生冷却的分析164

思考题167

习题168

第5章 相转变与相平衡170

5.1 单元复相系统170

5.2 相转变与相平衡条件171

5.2.1 过程方向和系统平衡判据171

5.2.2 单元复相系统的平衡条件173

5.2.3 相转变的条件175

5.3 单元复相系统的相平衡图177

5.4 克劳修斯—克拉贝龙方程178

5.4.1 克劳修斯—克拉贝龙方程的建立178

5.4.2 克劳修斯—克拉贝龙方程的应用举例181

5.5 汽化与凝结过程186

5.5.1 等温汽化与凝结过程187

5.5.2 定压汽化与凝结过程188

5.5.3 气液共存时的性质计算189

5.6 曲界面复相系统的相转变与相平衡191

5.6.1 曲界面相平衡条件192

5.6.2 液滴与气泡生成和增长的条件193

5.6.3 液体的过热度197

思考题199

习题200

第6章 化学热力学基础202

6.1 燃烧过程202

6.2 反应系统的能量守恒205

6.3 绝热火焰温度207

6.4 绝对熵和热力学第三定律208

6.5 化学平衡210

思考题216

习题217

第7章 循环过程的热力学分析219

7.1 热力学分析方法219

7.1.1 热力学第一定律分析法219

7.1.2 热力学第二定律分析法221

7.2 内燃机循环223

7.2.1 混合加热循环224

7.2.2 定容加热循环225

7.2.3 定压加热循环226

7.3 燃气轮机循环227

7.3.1 定压加热燃气轮机理想循环229

7.3.2 考虑不可逆损失的实际燃气轮机循环232

7.4 喷气式发动机循环236

7.4.1 涡轮喷气发动机的理想循环236

7.4.2 提高涡轮喷气发动机循环功的方法238

7.4.3 提高涡轮喷气发动机推进效率的方法239

7.4.4 冲压式喷气发动机的理想循环241

7.5 火箭发动机循环244

7.5.1 液体火箭发动机循环245

7.5.2 固体火箭发动机循环247

7.5.3 其他火箭发动机248

7.6 制冷循环与热泵循环248

7.6.1 制冷循环的？效率249

7.6.2 蒸汽压缩式制冷装置250

7.6.3 吸收式制冷装置251

7.6.4 热泵循环253

7.6.5 热泵的效率与节能作用254

思考题255

习题256

第8章 流动过程的热力学分析257

8.1 流动过程的基本方程257

8.1.1 定常流动基本解法257

8.1.2 声速和马赫数261

8.2 滞止参数和临界参数264

8.2.1 滞止参数264

8.2.2 临界参数268

8.3 气体管道中的等熵流动269

8.3.1 能量方程的制约269

8.3.2 伯努利方程的制约271

8.3.3 等熵过程方程的制约271

8.3.4 连续方程的制约271

8.4 喷管与扩压管274

8.4.1 喷管274

8.4.2 扩压管285

8.5 绝热节流288

思考题290

习题292

第9章 新能源及能量的直接转换296

9.1 新能源利用296

9.2 能量的直接转换299

9.2.1 局域平衡假设299

9.2.2 唯象定律300

9.2.3 不可逆过程的熵产率303

9.2.4 广义热力学流与广义力的选择304

9.2.5 昂萨格倒易关系306

9.3 热电现象307

9.3.1 唯象系数的确定307

9.3.2 塞贝克效应308

9.3.3 珀尔帖效应309

9.3.4 汤姆逊效应309

9.3.5 开尔文方程311

9.4 温差发电312

9.4.1 传导热和焦耳热312

9.4.2 热力学第一定律效率314

9.5 磁流体动力发电316

9.5.1 发电机输出电压316

9.5.2 磁流体状态参数317

9.5.3 磁流体发电机的循环318

9.6 燃料电池319

9.6.1 燃料电池的工作原理320

9.6.2 输出功和传热量321

9.6.3 燃料电池的效率321

9.6.4 实际燃料电池322

9.7 光电池323

9.7.1 太阳能323

9.7.2 材料的间隙能323

9.7.3 太阳能电池的工作原理324

9.7.4 太阳能电池的应用325

思考题326

习题326

附录328

参考文献394