工程热力学(英文影印版)(原书第7版) 9787111526391

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作者简介

作者:(美)尤努斯A.切盖尔(Yunus A.Cengel)、(美)迈克尔A.博尔斯(Michael A.Boles)
目录

序ⅲ
前言ⅹⅰⅹ
第1章概述与基本概念1
11热力学与能量2
12量纲与单位的重要性3
13系统与控制体积10
14系统的特性12
15密度与相对密度13
16状态与平衡14
17过程与循环15
18温度与热力学第零定律17
19压力21
110压力计26
111气压计与大气压29
112求解问题技巧33
本章小结38
参考文献与推荐读物39
习题39
第2章能量、能量传递与通用能量分析方法51
21引言52
22能量的形式53
23通过热传递能量60
24通过功传递能量62
25功的机械形式66
26热力学第一定律70
27能量转化效率78
28能源与环境86
特殊兴趣主题:传热机理92
本章小结96
参考文献与推荐读物97
习题98
第3章纯物质的性质111
31纯物质112
32纯物质的相112
33纯物质的相变过程113
34相变过程的物性图118
35物性表124
36理想气体状态方程134
37压缩因子——偏离理想气体的度量137
38其他状态方程174
特殊兴趣主题:蒸汽压和相平衡146
本章小结150
参考文献与推荐读物151
习题151
第4章闭口系统的能量分析163
41移动界面做功164
42闭口系统的能量平衡169
43比热容174
44理想气体的热力学能、焓和比热容176
45固体和液体的热力学能、焓和比热容183
特殊兴趣主题:生物系统的热力学内容187
本章小结195
参考文献与推荐读物195
习题196
第5章控制体积的质量和能量分析213
51质量守恒214
52流动工质的流动功与能量221
53稳定流动系统的能量分析224
54稳定流动系统的工业设备227
55非稳定流动过程的能量分析240
特殊兴趣主题:一般能量方程245
本章小结249
参考文献与推荐读物250
习题250
第6章热力学第二定律273
61热力学第二定律简介274
62热源275
63热机276
64制冷机与热泵281
65永动机288
66可逆过程与不可逆过程290
67卡诺循环293
68卡诺定理295
69热力学温标297
610卡诺热机299
611卡诺制冷机与热泵302
特殊兴趣主题:家用电冰箱305
本章小结309
参考文献与推荐读物310
习题310vi
工程热力学vii
目录
第7章熵327
71熵328
72熵增原理331
73纯物质的熵变335
74等熵过程338
75有关熵的物性图340
76熵是什么?341
77T ds关系式345
78液体与固体的熵变346
79理想气体的熵变350
710可逆稳定流动功357
711最小压缩功360
712稳定流动设备的等熵效率364
713熵平衡371
特殊兴趣主题:降低压缩空气的成本383
本章小结392
参考文献与推荐读物393
习题394
第8章:做功能力的度量419
81:能量的做功能力420
82可逆功与不可逆性423
83热力学第二定律效率ηⅡ428
84系统的变431
85通过热量、功、质量传递436
86贬值原理与损439
87平衡:闭口系统441
88平衡:控制体积452
特殊兴趣主题:日常生活中的热力学第二定律461
本章小结465
参考文献与推荐读物466
习题466
第9章气体动力循环483
91动力循环分析的基本思想484
92卡诺循环及其在工业中的价值486
93空气标准假设488
94往复式机器概述488
95奥托循环:点燃式热机的理想循环490
96狄塞尔循环:压燃式热机的理想循环496
97斯特林和爱立信循环499
98布雷顿循环:燃气轮机的理想循环503
99具有回热的布雷顿循环510
910中冷、再热、回热布雷顿循环513
911理想射流引射循环517
912气体动力循环的热力学第二定律分析523
特殊兴趣主题:通过良好的驾驶习惯节油省钱527
本章小结533
参考文献与推荐读物535
习题535
第10章蒸汽动力循环与联合动力循环551
101卡诺蒸汽循环552
102朗肯循环:理想的蒸汽动力循环553
103实际蒸汽动力循环对于理想循环的偏离556
104如何提高朗肯循环的效率?559
105理想再热朗肯循环563
106理想回热朗肯循环567
107蒸汽动力循环的热力学第二定律分析575
108热电联产577
109燃气蒸汽联合动力循环582
特殊兴趣主题:二元气相循环585
本章小结588
参考文献与推荐读物588
习题589
第11章制冷循环607
111制冷机与热泵608
112逆向卡诺循环609
113理想蒸气压缩制冷循环610
114实际蒸气压缩制冷循环613
115蒸气压缩制冷循环的热力学第二定律分析615
116制冷剂的合理选择620
117热泵系统622
118蒸气压缩制冷系统的改进623
119气体制冷系统630
1110吸收式制冷系统633
特殊兴趣主题:热电发电和制冷系统636
本章小结638
参考文献与推荐读物639
习题639
第12章热力学性质关系式657
121数学知识——偏微分与相应关系658
122麦克斯韦关系式663
123克拉贝隆方程664
124du、dh、ds、cv和cp的通用关系式667
125焦耳汤姆孙系数674
126真实气体的Δh、Δu和Δs676
本章小结681
参考文献与推荐读物682
习题682
第13章混合气体689
131混合气体的成分:质量分数与摩尔分数690
132混合气体的PvT关系:理想气体和真实气体692
133混合气体的性质:理想气体和真实气体697
特殊兴趣主题:化学势和混合物的分离功705
本章小结716
参考文献与推荐读物717
习题717
第14章气体蒸汽混合物与空气调节727
141干空气和大气中的空气728
142空气的绝对湿度和相对湿度729
143露点温度731
144绝热饱和温度与湿球温度733
145焓湿图736
146人体舒适度与空气调节737
147空气调节过程739
本章小结749
参考文献与推荐读物751
习题751
第15章化学反应763
151燃料与燃烧764
152理论与实际的燃烧过程768
153生成焓与燃烧焓775
154反应系统的热力学第一定律分析778
155绝热火焰温度784
156反应系统的熵变786
157反应系统的热力学第二定律分析788
特殊兴趣主题:燃料电池794
本章小结796
参考文献与推荐读物797
习题797
第16章化学与相平衡809
161化学平衡的判据
162理想气体混合物的平衡常数812
163关于理想气体混合物平衡常数Kp的讨论816
164同步反应的化学平衡820
165Kp随温度的变化822
166相平衡824
本章小结832
参考文献与推荐读物833
习题833
第17章可压缩流动843
171滞止点性质844
172声速与马赫数847
173一元等熵流动849
174喷管的等熵流动856
175激波与膨胀波865
176有传热与可忽略摩擦的管道流动(瑞利流)880
177蒸汽喷管889
本章小结892
参考文献与推荐读物893
习题894
附录热力性质图表903
表A1摩尔质量、气体常数和临界点属性904
表A2各种常见气体的理想气体比热容905
表A3常见液体、固体和食物的性质908
表A4饱和水——温度表910
表A5饱和水——压力表912
表A6过热水914
表A7压缩液态水918
表A8饱和冰水蒸气919
图A9水的Ts图920
图A10水的焓熵图921
表A11134a制冷剂的饱和温度表922
表A12134a制冷剂的饱和压力表924
表A13过热134a制冷剂925
图A14134a制冷剂的Ph图927
图A15纳尔逊奥伯特通用压缩系数图928
表A16高海拔大气的性质929
表A17空气的理想气体特性930
表A18氮气(N2)的理想气体特性932
表A19氧气(O2)的理想气体特性934
表A20二氧化碳(CO2)的理想气体特性936
表A21一氧化碳(CO)的理想气体特性938
表A22氢气(H2)的理想气体特性940
表A23水蒸气(H2O)的理想气体特性941
表A24单原子氧(O)的理想气体特性943
表A25羟基(OH)的理想气体特性943
表A26在25℃、1atm下的标准生成焓、生成吉布斯函数和绝对熵944
表A27一些烃类及常见燃料的性质945
表A28平衡常数KP的自然对数946
图A29通用焓差图947
图A30通用熵差图948
图A31总压1atm下的焓湿图949
表A32对于k=14的理想气体的一维等熵可压缩流体方程950
表A33k=14的理想气体的一维正激波函数951
表A34k=14的理想气体的瑞利流动函数952
序言

热力学是一门关于能量的学科,既是工程领域的重要组成部分,又与我们的生活密切相关。其应用领域非常广泛,从能源动力到家居设备,从微生物到天体,从物理化学到社会科学,是人们认识世界的重要基石。
美国内华达大学机械工程系尤努斯 A切盖尔(Yunus A engel)和北卡罗来纳大学机械和航天工程系的迈克尔 A博尔斯(Michael A Boles)所编著的《工程热力学》(Thermodynamics: An Engineering Approach),从1989年第1版问世以来,先后于1994年、1998年、2002年、2006年、2009年、2011年进行了修订,已经是第7版了。
我作为清华大学动力工程及工程热物理学科“工程热力学”课程的负责人,从2002年开始,大量购买了该书的第4版影印本,正式作为课程的辅助教材,每学期上课时,都借给学生使用一学期,所以对于该书比较熟悉。在教学过程中,我总把第4版中阿诺德·索末菲(Arnold Sommerfeld) 对热力学的有趣描述“Thermodynamics is a funny subject”作为第一节课绪论的结束语,也经常用该书中的典型问题作为教学实例,取得了很好的效果,同学们课后踊跃阅读。该书已经成为课程教学有益的组成部分。
该书面向大学二年级(或三年级)学生的学习需要,强调对基本的热力学原理的理解和运用。总结起来,有以下几个特点:
1)为了能让中低程度的学生饶有兴趣地进行阅读和学习,书中提供了大量日常生活和工程中有关热力学的典型实例,图文并茂,直观生动,强调物理现象和物理论证,培养学生对热力学的直观理解。每章的开始都有一个本章内容概述和本章的学习目标,每章的最后都有总结,快速回顾基本概念和重要关系式以及指出内容之间的关联,所以特别适合自学。
2)该书特别强调知识的应用,不是要求进行复杂的公式推导和公式的套用,而是讲述将基本原理应用到不同系统的方法,从而搭建起从学习知识到合理运用知识的桥梁,充分体现出了作者所崇尚的“实践是最好的学习方法”的思想。
3)教材的叙述逻辑合理,从概念、物质性质到原理,从熟悉的生活例子到复杂的工程系统,从简单推广到一般,使学生能循序渐进地“畅游”其间。客观和直观的方式贯穿全书,基于日常经验和实验观察并有效利用联想,让读者理解工程科学原理。大多数章节还包含一个叫作“特殊兴趣主题”的部分,会延伸讨论热力学里有关生物、日常生活或社会经济等有趣的主题,如果跳过去也不会影响内容的连续性。
4)该书附有大量的例题和习题,例题都系统地给出了解答步骤,给出答案后紧接着进行了充分的讨论。在章节末引入丰富的实际问题和拓展的设计题,以及针对热力学课程特点的与经济和环境有关的题目,使学生在掌握解决问题的能力的同时,增强节能、环保、安全和经济可行性的意识。
5)该书有免费的学生资源,其中包含限量版学生版本Engineering Equation Solver (EES)软件,EES功能比较强大,以方程或者性质表格的方式内置热力学物性和输运物性,还允许使用者自己输入物性数据或者物性函数关系方程,从而使学生有更多的时间认真思考建模和解决工程问题,软件可以进行优化、参数分析以及线性和非线性回归,还包含书中选出的问题的解答。
第7版内容最主要的变化是把大量的图片升级为逼真的三维图并且编入了个新问题。以前版本中很受欢迎的特点全部保留,所有章节的主体部分和附录部分全部的图表都保持原样。现在每一章节至少包含一个新的例题。第1章中对“量纲与单位”部分做了更新;第6章中对 “冰箱、空调和热泵性能”部分增加了新的一段;第8章中对关于热力学第二定律效率的材料进行了更新,热力学第二定律效率定义进行了修改以保持一致性,并且,对“日常生活中的热力学第二定律”部分的讨论做了扩展;第11章增加了一个新的部分叫作“蒸气压缩制冷循环的热力学第二定律分析”。
原书第7版出版的同时还建立了在线网络平台,为教师和学生提供了丰富的资源。通过这个平台,教师可以很方便地在线布置作业、测验和考试,学生也可以根据自己的节奏和时间安排进行练习。这个平台帮助学生建立与课程老师的联系,使得教师的指导不仅是在课程学习期间,而且包括课程结束之后。
综上所述,该书达到了当前国际上“工程热力学”教科书的较高水准,这也是它获得了世界上不少学校的教授和学生的好评的原因。该书可以作为原版教材和教学参考书使用。
史琳教授清华大学热能工程系于北京
ISBN9787111526391
出版社机械工业出版社
作者Yunus Cengel
尺寸16