В советской и зарубежной учебной литературе известно немало курсов технической термодинамики. Тем не менее авторы решили написать новый учебник для студентов энергетических, теплофизических и инженерно-физических вузов и факультетов. Это объясняется следующими причинами.
Учитывая повышение общего уровня преподавания термодинамики в большинстве вузов, авторы сочли необходимым более углубленно изложить ряд фундаментальных ее вопросов. К ним в первую очередь относятся принципиальные вопросы, дающие понимание общности методов термодинамики для анализа различных физических явлений.
Очевидно, что современный курс технической термодинамики должен отражать уровень техники сегодняшнего и даже завтрашнего дня. Поэтому трудно представить себе современный учебник термодинамики без изложения таких вопросов, как различные методы прямого преобразования тепла в электроэнергию, современные методы анализа эффективности циклов тепловых установок, вопросы термодинамики диссоциированного и ионизированного газа и некоторые другие.
Считая необоснованным практикуемое иногда в курсах технической термодинамики изложение ряда вопросов статистической физики и мо-лекулярно-кинетической теории газа, авторы ограничились лишь кратким рассмотрением статистического смысла второго закона.
В процессе работы над книгой авторы отказались от своего первоначального намерения посвятить специальную главу вопросам термодинамического описания систем, совершающих, помимо работы расширения, другие виды работы (в электрическом поле, магнитном поле, в поле тяготения), поскольку это очень увеличило бы объем книги. По-видимому, этим важным для современной техники вопросам должна быть посвящена отдельная книга.
Поскольку, как правило, в энергетических вузах не читается специальный курс химической термодинамики, тогда как в современной теплотехнике большое место занимают различные процессы, сопровождающиеся химическими реакциями, диссоциацией и ионизацией, авторы сочли необходимым посвятить специальную главу краткому изложению химической термодинамики, с тем чтобы дать читателю представление * 3
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.......3
Глава первая Введение
1-1. Термодинамика и ее метод . . 5 1-2. Параметры состояния ... 6 1-3. Понятие о термодинамическом
процессе ,.......9
1-4. Идеальный газ. Законы идеального газа.......И
1-5. Понятие о смесях. Смеси идеальных газов......17
1-6. Понятие о теплоемкости . . 21
Глава вторая Первый закон термодинамики
2-1. Теплота. Опыт Джоуля. Эквивалентность теплоты и работы 24
2-2. Закон сохранения и превращения энергии......26
2-3. Внутренняя энергия и внешняя работа.......27
2-4. Уравнение первого закона тер--. модинамики ..... 30 I) 2=Е?;^н,тальпия......35
2-6. Уравнение первого закона термодинамики для потока . . .39
Глава третья Второй закон термодинамики
3-1. Циклы. Понятие термического
к. п. д. Источники тепла . .44 3-2. Обратимые и необратимые процессы ........47
3-3. Формулировки второго закона
,—„ термодинамики.....50
(3-4? Цикл Карно. Теорема Карно 51 3-5. Термодинамическая шкала тем-
ператур.......61
Л^:6Г^нтропия......73
^ТГИзменение энтропии в необратимых процессах . . . .79 3-8. Объединенное уравнение первого и второго законов термодинамики .......84
3-9. Обратимость и производство
работы ....... 85
3-10. Энтропия и термодинамическая вероятность ...... 94
Глава четвертая
Дифференциальные уравнения термодинамики
4-1. Основные математические методы ........101
4-2. Уравнения Максвелла . . .104
4-3. Частные производные внутренней энергии и энтальпии . .105
4-4. Теплоемкости......108
Глава пятая
Равновесие термодинамических систем и фазовые переходы
5-1. Гомогенные и гетерогенные термодинамические системы . .111 5-2. Термодинамическое равновесие! 11 5-3. Условия устойчивости и равновесия в изолированной однородной системе......119
5-4. Условия фазового равновесия!22 5-5. Фазовые переходы . . .125 5-6. Уравнение Клапейрона—Клау-
зиуса . .......128
5-7. Устойчивость фаз . . . .134 5-8. Фазовые переходы при неодинаковых давлениях фаз . . .136 5-9. Фазовые переходы второго родаНО
Глава шестая
Термодинамические свойства веществ
6-1. Термические и калорические свойства твердых тел . . .143
6-2. Термические и калорические свойства жидкостей . . . .152
6-3. Опыт Эндрюса. Критическая точка. Уравнение Ван дер Ва-альса . .......159
6-4. Термические и калорические свойства реальных газов. Уравнение состояния реальных газов 167
6-5. Термодинамические свойства веществ на линии фазовых переходов. Двухфазные системы 175
6-6. Свойства вещества в критической точке......181
6-7. Методы расчета энтропии вещества .......183
6-8. Термодинамические диаграммы состояния вещества . . . .188
С-9. Термодинамические свойства вещества в метастабилыюм состоянии .......192
471
i .si a D a v- v- м u 1*1 ы «
Основные термодинамические процессы
7-1. Изохорный процесс . . . .195 7-2. Изобарный процесс . . . .198 . 7-3. Изотермический процесс . .200 7-4. Адиабатный процесс . . . .202 7-5. Политропные процессы . . .210 7-6. Дросселирование. Эффект Джоуля— Томсона.....216
7-7. Адиабатное расширение реального газа в вакуум (процесс
Джоуля)......227
7-8. Процессы смешения . . .230 7-9. Процессы сжатия в компрессоре235
Глава восьмая Процессы течения газов и жидкостей
8-1. Основные уравнения процессов
течения......246
8-2. Скорость звука.....250
8-3. Истечение из суживающихся
сопл.......254
8-4. Переход через скорость звука.
. Сопло Лаваля . .261
8-5. Адиабатное течение с трением264 8-6. Общие закономерности течения.
Закон обращения воздействий267 . 8-7. Температура адиабатного торможения ......271
Глава девятая
Общие методы анализа
эффективности циклов
теплосиловых установок
9-1. О методах анализа эффективности циклов......273
9-2. Методы сравнения термических к. п. д. обратимых циклов .275
9-3. Метод коэффициентов полезного действия в анализе необратимых циклов......277
9-4. Энтропийный метод расчета потерь работоспособности в необратимых циклах . . . .280 9-5. Эксергетический метод расчета потерь работоспособности . 285
Глава десятая Теплосиловые газовые циклы
10-1. Циклы поршневых двигателей
внутреннего сгорания . . .292 . /10-2. Циклы газотурбинных устало-V вок........303
10-3. Циклы реактивных двигателей318
Теплосиловые паровые циклы
11-1. Цикл Карно .... .327
11-2. Цикл Ренкина.....329
11-3. Анализ цикла Ренкина с учетом
необратимых потерь . . .33& 11-4. Цикл с промежуточным перегревом пара.....355
11-5. Регенеративный цикл . . .358 11-6. Бинарные циклы . . . .363-11-7. Теплофикационные циклы .367
Глава двенадцатая
Теплосиловые циклы прямого
преобразования тепла
в электроэнергию
12-1. Цикл термоэлектрической установки .......370
12-2. Цикл термоэлектронного преобразователя ......378-
12-3. Цикл МГД-установки . . .384-
Глава тринадцатая Холодильные циклы
13-1. Обратные тепловые циклы и процессы. Холодильные установки .....". . .392
13-2. Цикл воздушной холодильной установки......395'
13-3. Цикл парокомпрессионной холодильной установки . . . .399
13-4. Цикл пароэжекторной холодильной установки . . . .406-
13-5. Понятие о цикле абсорбционной холодильной установки 408'
13-6. Цикл термоэлектрической холодильной установки . . . .410
13-7. Принцип работы теплового насоса .......414
13-8. Методы ожижения газов , .41&
Глава четырнадцатая
Влажный воздух
14-1. Основные понятия . . , .421 14-2. /, rf-диаграмма влажного воздуха ........429
Глава пятнадцатая Основы химической термодинамики
15-1. Термохимия. Закон Гесса. Уравнение Кирхгофа . . . 433 15-2. Химическое равновесие и второй
закон термодинамики . . .43& 15-3. Константа равновесия и степень
диссоциации.....444
15-4. Тепловой закон Нернста . .457
Заключение.......460
Литература.......461
Алфавитный указатель . . . .462
Цена: 300руб.
