工程热力学典型题解析与实战模拟

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出版者:国防科技大学出版社
作者:黄敏超
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2005-01-01
价格:32.0
装帧:简裝本
isbn号码:9787810991896
丛书系列:
图书标签:
  • 工程热力学
  • 热力学
  • 典型题
  • 习题解析
  • 模拟题
  • 工程教育
  • 机械工程
  • 能源
  • 传热
  • 流体力学
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具体描述

工程热力学核心概念与应用精讲 本书聚焦于工程热力学的基本原理、核心公式及其在实际工程问题中的应用与求解技巧,旨在为学习者提供一套全面、深入且注重实践的辅导材料。 本书不依赖于特定的习题集或考试模拟,而是从热力学第一、第二、第三定律的物理内涵出发,系统梳理了系统的热力学状态、过程分析、平衡理论,以及能量转换效率的根本限制。 第一部分:基础原理的深度解析 本书从热力学基本概念的严谨定义入手,详细阐述了宏观系统、微观粒子、热力学平衡态的物理意义。着重剖析了功、热量、内能等基本热力学量的本质区别与联系,强调了状态函数与过程函数的区分。 热力学第一定律(能量守恒定律) 的应用是本部分的核心。我们深入探讨了封闭系统和控制体(开式系统)的能量平衡方程,并辅以大量的理想气体、纯物质(如水蒸汽)在等容、等压、等温、绝热及多变过程中的能量分析。特别地,对于流动系统,详细分析了稳态和非稳态工况下,能量方程在喷管、扩散器、涡轮、压缩机等典型设备上的简化与应用,强调了焓作为流动系统能量指标的重要性。 热力学第二定律 的引入,标志着对能量“质”的理解的深化。本书不仅阐述了克劳修斯和开尔文-普朗克的表述,更侧重于熵作为不可逆性量度的物理意义。通过对卡诺循环的理想化分析,明确了热力学第二定律对能量转换效率的根本性制约。我们详细推导了熵产定律,并将其应用于分析机械系统中的摩擦、热量传递不平衡等实际不可逆因素对系统性能的影响。 第二部分:经典热力学过程与物质特性 本部分着力于热力学性质的量化描述和状态方程的应用。 理想气体模型 的适用范围、偏离及修正,是工程计算的基础。我们详细讲解了查理定律、盖-吕萨克定律以及道尔顿分压定律在混合气体中的应用,并引入了比热容(定容 $C_v$ 和定压 $C_p$)的温度依赖性对过程分析精度的影响。 纯物质的热力学性质 占据了重要篇幅。详细介绍了p-v-T 面的几何结构,包括饱和区、临界点、三相点的物理意义。重点讲解了蒸汽表(饱和水蒸汽表和过热蒸汽表)的查取方法、插值技巧,以及如何利用p-h 图(焓-熵图)来直观地分析蒸汽动力循环中的状态变化点。 热力学过程分析的深化 涵盖了更复杂的非理想过程。例如,焦耳-汤姆逊效应的微观根源分析,以及在节流膨胀过程中温度变化的判据与计算。 第三部分:能量转换系统的理论基础 本书将理论知识与实际工程应用紧密结合,重点分析了主要的能量转换循环: 1. 蒸汽动力循环:深入分析朗肯循环,包括其理想形式、过热、再热、回热对效率和经济性的影响。详细讨论了凝气式和背压式汽轮机的理论分析基础。 2. 气体动力循环:全面解析布雷顿循环(燃气轮机基础),探讨了增压比、涡轮进口温度对循环效率和净功输出的影响。对于往复式内燃机,则重点剖析了奥托循环、狄塞尔循环和混合循环的特点与优缺点。 3. 制冷与热泵循环:从逆向的朗肯循环角度出发,深入讲解了制冷剂的选择标准、压缩式制冷循环(包括过热与过冷的影响),并用性能系数(COP)来评估制冷和热泵的效率。 第四部分:高级主题与系统分析 为满足对工程深度要求的读者,本书引入了热力学的高级应用: 化学热力学初步:探讨了系统的热力学平衡条件,重点在于吉布斯自由能的概念及其在判断化学反应自发性中的作用。简单介绍了平衡常数的物理意义。 热力学第二定律的拓展应用:引入了㶲(Exergy)分析的概念。㶲被定义为衡量能量“品质”的量度,本书详细推导了㶲的通用表达式,并将其应用于评估工程系统(如锅炉、换热器、反应器)中的“不可用能”损失(即“火用损失”),从而指导系统设计和优化,指向更高的能量利用率和更少的环境影响。 流体动力学与热力学的交汇:对等熵流动、激波现象的产生条件和基本性质进行了概述,为理解高速流体机械(如喷气发动机)中的能量传递打下基础。 全书结构逻辑清晰,侧重于原理的理解和计算方法的掌握,而非仅仅是公式的罗列,力求使读者建立起扎实的工程热力学思维框架。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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阅读这本书的过程,就像是进行了一次高质量的学术对话。作者的语言风格非常严谨,但又不失温度。在阐述一些较新的或有争议的观点时,他会引用相关的研究成果,并给出自己的独到见解,这使得这本书的学术深度远超一般的教材。我特别欣赏作者在行文过程中,经常穿插一些历史背景知识,比如对焦耳、克劳修斯等科学巨匠工作的介绍,这不仅丰富了我们的知识面,也让我们对热力学这门学科的发展脉络有了更清晰的认识。它不仅仅是在传授知识点,更是在培养一种科学思维方式——那种对能量守恒的敬畏,对不可逆性的深刻理解,以及对效率极限的不断追求。读完之后,我的不仅仅是解题能力提升了,更重要的是对“能量”这个核心概念有了更哲学层面的体悟。

评分☆☆☆☆☆

我一直对热力学中的一些概念理解得比较模糊,特别是那些涉及到宏观和微观联系的部分,总感觉隔着一层纱。这本书在讲解这些难点时,采用了非常巧妙的图示和类比。比如,在解释卡诺循环和斯特林循环效率差异时,作者不仅仅是给出了公式推导,还配有非常直观的P-V图和T-S图的动态变化示意,甚至还有对“热库”这个抽象概念的形象化描述。这让我豁然开朗,原本那些死记硬背的公式现在都有了清晰的物理图像支撑。更让我惊喜的是,它似乎没有回避那些真正棘手的问题,而是坦然地将它们摆在台面上,然后一步步拆解,直到你明白其内在的联系。这种毫不含糊、深入本质的讲解风格,对于想要真正掌握这门学科的人来说,是极其宝贵的。它不是那种只满足于“知道怎么算”的书,而是致力于让你“理解为什么这么算”。

评分☆☆☆☆☆

作为一本工具书,它的索引和术语表设计得极其人性化。在查阅某个特定概念时,我不需要翻遍整本书。术语表收录得非常全,而且对每个名词的解释都简洁而精准,直接给出了对应的公式编号和出现的主要章节,查找效率极高。另外,书后附带的常用物理常数表和热力学性质表,数据的准确性和全面性都让我很满意,可以直接用于工程计算,省去了我另外查找标准手册的麻烦。很多教材会忽略这些辅助信息,但正是这些细节,体现了编者对读者使用场景的深度考量。对于我们这些需要经常回顾公式和查阅数据的人来说,这本书无疑是放在案头最方便的参考资料之一。这种对细节的极致追求,让它从一本“学习用书”提升到了“工作用书”的级别。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计很吸引人,封面用了沉稳的深蓝色调,配上简洁的字体,透着一股专业范儿。拿到手里感觉分量十足,纸张的质感也不错,印刷清晰,没有任何错别字或模糊不清的地方。从目录上看,内容的覆盖面很广,从最基础的热力学定律到复杂的熵增原理和能量转换效率计算,都做了详尽的梳理。尤其是它在章节安排上的逻辑性,感觉作者是站在一个过来人的角度来组织材料的,能让人很自然地跟随作者的思路逐步深入。开篇的理论回顾部分并没有像很多教材那样枯燥乏味,而是通过一些生活中的例子来引出概念,这一点让我觉得非常亲切,也更容易理解那些抽象的物理过程。整个排版也比较舒服,留白适度,阅读起来不会有压迫感。对于初学者来说,这样的设计无疑是加分项,能让人更有动力去翻开它,而不是望而却步。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的价值,我想在于它的“实战模拟”部分。理论知识的学习往往是孤立的,一旦面对实际工程问题,就容易束手无策。而这本书似乎深谙此道。它收录的例题和习题设计得非常巧妙,很多题目都取材于真实的工业场景,比如燃气轮机的性能分析、制冷系统的优化设计等等。而且,题目难度梯度设置得很科学,从基础的计算题到需要综合运用多条定律的复杂问题,循序渐进。更棒的是,针对那些关键的例题,作者不仅给出了最终答案,还详尽地展示了完整的解题步骤和思路剖析。这种手把手的引导,远比那些只给结果的书籍要有效得多,它教会了你如何组织解题逻辑,而不是仅仅验证计算的准确性。我感觉自己通过这些模拟训练,已经建立起了一套解决热力学实际问题的框架。

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