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isbn号码:9787801257857

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• 传热学
• 流体力学
• 工程热物理
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《热工基础》—— 探寻物质运动的深层脉络 本书并非一本浅显的科普读物，也不是一本纯粹的理论教科书。它是一部深入探索物质世界能量转化与传递规律的著作，旨在揭示那些驱动我们所处环境运行、决定技术进步方向的底层逻辑。我们相信，理解了热力学与传热学的基本原理，便能更深刻地洞察自然现象背后的奥秘，并为工程实践提供坚实的基础。 本书的叙事线索，将围绕几个核心概念展开，并层层深入，构建起一套严谨而富有洞察力的知识体系。 第一章：热力学的基石——能量的语言 我们将从热力学的出发点——能量——开始。在这里，能量并非一个抽象的概念，而是被具象化为可以被测量、转化和传递的物理量。我们会详细介绍热力学第一定律，即能量守恒定律，并探讨其在各种过程中的具体体现。从最简单的物体受热膨胀，到复杂的化学反应，能量的转化无处不在，而第一定律为我们理解这一切提供了最基本的框架。我们会深入分析功、热量、内能等关键概念，并解释它们之间的相互关系。通过丰富的实例，我们将展示如何运用第一定律解决实际问题，例如计算系统在某个过程中吸收或释放的热量，或者做多少功。 第二章：不可逆的旅程——熵与热力学第二定律 如果说第一定律告诉我们能量的总量是多少，那么第二定律则揭示了能量转化的方向性和效率限制。本章将深入探讨熵的概念，将其定义为系统无序程度的度量，并阐释热力学第二定律的核心思想：孤立系统的熵总是增加的。我们会详细解析熵增原理在自然过程中的普遍性，从冰块融化到气体扩散，无不体现着这种趋势。同时，我们将深入探讨第二定律的多种表述形式，如卡诺定理、克劳修斯定理，并理解它们为何对热机效率设定了不可逾越的上限。理解第二定律，就是理解自然界的“单行道”，是认识事物发展趋势的关键。 第三章：驱动世界的引擎——热机与制冷 能量的转化最终是为了做功，而热机正是实现这一目标的核心装置。本章将聚焦于各种热力学循环，例如卡诺循环、奥托循环、狄赛尔循环、布雷顿循环等，并深入分析它们的原理、优缺点以及在实际应用中的表现。我们将详细剖析蒸汽动力装置、燃气轮机、内燃机等现代能源技术的基石，讲解它们如何将热能高效地转化为机械能。反之，制冷技术则是利用热量从低温物体向高温物体传递的逆过程。本章也将详细介绍制冷循环，包括蒸气压缩制冷、吸收式制冷等，并探讨它们在空调、冰箱等领域的广泛应用。 第四章：从微观到宏观——统计热力学的视角 为了更深刻地理解热力学定律的起源，本章将引入统计热力学的概念。我们将从微观粒子的运动规律出发，解释宏观热力学性质（如温度、压力、熵）是如何由大量粒子集体行为涌现出来的。我们将探讨玻尔兹曼分布、麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布等统计规律，并理解它们如何解释气体压力的产生、温度的意义以及熵的统计解释。通过这种视角，我们将看到一个更具普遍性和解释力的物理世界。 第五章：能量的传递之道——传热学基础 仅仅理解能量的转化是不够的，我们还需要掌握能量如何从一个地方传递到另一个地方。本章将系统介绍传热的三种基本方式：热传导、对流和辐射。我们将深入分析热传导的机制，讲解傅里叶定律，并介绍各种材料的导热系数及其影响因素。在对流部分，我们将区分自然对流和强制对流，并探讨边界层理论以及努塞尔数等无量纲数在分析对流传热中的作用。最后，我们将介绍热辐射，讲解斯忒藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律，并分析黑体、灰体等辐射特性。 第六章：传热过程的量化分析——稳态与非稳态传热 在掌握了传热的基本机理后，本章将进一步探讨如何量化分析具体的传热过程。我们将详细讲解稳态传热问题，即在传热过程中，系统各点的温度不随时间变化的状况，并介绍如何利用导热微分方程和边界条件来求解稳态温度分布。随后，我们将进入更具挑战性的非稳态传热领域，分析当系统温度随时间变化的瞬态过程。我们将介绍解决非稳态传热问题的方法，如分离变量法、傅里叶级数法以及数值模拟方法。 第七章：对流传热的深入探究 本章将对第二章中介绍的对流传热进行更深入的细致分析。我们将系统介绍层流和湍流的特性，并阐述它们对传热过程的影响。通过对对流传热系数的分析，我们将了解影响传热效率的关键因素，并学习如何利用相似准则（如雷诺数、普朗特数、努塞尔数）来关联和预测不同条件下的对流传热现象。我们将深入研究各种典型流动边界下的传热问题，例如平板、圆管等，并为读者提供解决实际工程问题的理论工具。 第八章：辐射传热的应用与计算 辐射传热在高温过程、空间探测以及许多其他领域扮演着至关重要的角色。本章将继续深入探讨辐射传热，特别是多表面之间的辐射换热。我们将介绍辐射角系数、辐射率等概念，并详细讲解如何构建辐射网络，从而求解复杂多表面系统中的总辐射换热量。我们将分析气体辐射、火焰辐射等复杂情况，并探讨在实际工程中如何有效地控制和利用辐射传热。 第九章：传热过程的综合分析与强化 在掌握了三种基本传热方式的分析方法后，本章将引导读者将这些知识融会贯通，分析更为复杂的综合传热问题。我们将探讨如何结合传导、对流和辐射来分析实际工程装置，例如换热器、锅炉、炉窑等。同时，我们也将重点介绍强化传热的技术，包括表面结构设计、增加湍流、相变强化等，旨在提高传热效率，实现节能降耗。 第十章：热工在现代科技中的地位与展望 最后，我们将带领读者回顾热工学在现代科技和社会发展中的重要作用。从能源的生产与利用，到材料的加工与制造，再到生命科学的探索，热工原理无处不在，是支撑诸多领域创新发展的基础。我们将展望热工学的未来发展方向，例如在新材料、新能源、人工智能与热工的结合等前沿领域，为读者描绘一个充满机遇与挑战的知识蓝图。 本书旨在提供一套严谨、全面且易于理解的热工学知识体系。我们相信，通过对这些基础原理的深入学习，读者将能够建立起对物质世界能量转化与传递的深刻认知，并为在各自领域内的创新与实践打下坚实的基础。

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这本书的装帧设计简直是为我量身定做的，封面那深沉的蓝色调，搭配上烫金的标题字体，散发着一种沉稳而又内敛的学术气息。每次把它从书架上取下来，指尖拂过那略带磨砂质感的封面，心里就涌起一股对知识的敬畏感。内页的纸张选用也非常考究，不是那种泛着廉价光泽的纸张，而是哑光、略微偏黄的纸质，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。排版上，字体大小适中，行间距处理得当，使得大段的文字阅读起来非常流畅，几乎没有出现需要费力去“找”字的感觉。尤其是那些复杂的公式和图表，都被清晰地划分在单独的模块中，配有详细的注释，让人一眼就能抓住重点。装订的工艺也看得出是下足了功夫，即便是反复翻阅，书脊也依然保持着平整，没有出现松散或开裂的迹象。这本“热工基础”在视觉和触觉上给我带来的愉悦感，是很多其他教材无法比拟的，它不仅仅是一本工具书，更像是一件值得珍藏的工艺品，让人爱不释手，自然也更愿意沉下心去研读其中的内容。这种对细节的极致追求，体现了出版方对读者体验的深度重视。

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坦白说，我过去对这类“基础”学科的书籍总是抱有一种警惕，担心它们会为了追求内容的全面性而变得臃肿不堪，但“热工基础”成功地找到了一个完美的平衡点。它既保证了作为基础教材应有的严谨性，没有在关键理论点上含糊其辞，同时在内容的选取上又保持了一种高度的聚焦性。书中对一些过于偏门或应用性不强的分支知识点，采取了“点到为止”的策略，用脚注或简短的扩展框进行了标记，确保主干知识线的清晰流畅。这使得读者在第一次通读时，可以心无旁骛地跟随着作者的思路建立起整个学科的框架结构，不会被不必要的细节所牵绊。这种“做减法”的智慧，比“做加法”难得多，它要求作者对学科的本质有极其深刻的理解。因此，对于想要快速建立起扎实、可靠的热工学基本功的新手来说，这本书提供了一个高效且精准的切入点。

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我得说，这本书的作者显然是一位经验极其丰富的教育家，他的叙述逻辑简直是一气呵成，令人拍案叫绝。他似乎完全理解初学者在面对这个学科时会产生的困惑点，总能在你即将感到迷茫的那个转折点，用一个看似简单却又无比精妙的类比或者案例来打通你的认知壁ட்ட。书中对基本概念的阐释，不像某些教科书那样干巴巴地堆砌定义，而是充满了生命力和画面感。例如，讲解熵增定律时，他没有直接抛出复杂的数学表达式，而是通过一个生动的、厨房里制作甜点的过程，将无序度的增加具象化，让我瞬间就抓住了“自然倾向于混乱”这个核心思想。再往后深入学习，当我接触到更抽象的理论时，那种先前的感性认识就成了坚实的基石，理论的推导过程也变得水到渠成。这种由浅入深、层层递进的教学方法，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，让人感觉学习的过程与其说是“攻克难关”，不如说是一次充满启发的探索之旅。

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从工具书的角度来评价，这本书的索引和附录部分做得非常实用和详尽，这对于我这种需要频繁查阅特定公式或常数的研究者来说，简直是福音。不同于一些只提供基本参考资料的教材，这里的附录部分不仅包含了标准热力学常数表，还非常贴心地增加了“常见工程材料的比热容与导热系数速查表”，这在进行初步设计估算时，省去了我大量翻阅其他手册的时间。更赞的是那个内容详尽的术语索引，它不仅仅是按字母顺序排列，更重要的是，它标注了该术语在书中出现的页码范围，甚至连同引申概念的链接也被清晰地标记出来。当我需要回顾某个次要但关键的概念时，只需查阅索引，就能快速定位到最相关的几个章节，形成一个知识网络。这种对检索效率的关注，体现了作者和编者在实际使用场景下的深刻洞察，让这本书从单纯的阅读材料，升级成了一个高效的工作助手。

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这本书的配套资源体系构建得相当完善，这绝对是加分项。我特意去查看了书中提到的在线学习平台，发现他们提供了一系列的交互式模拟练习。这些模拟不是简单的选择题或填空题，而是允许用户实时调整参数，观察系统状态变化的可视化工具。比如，针对卡诺循环的效率分析，我可以在模拟器中拖动温度滑块，实时看到热机效率曲线的变化，这比单纯地在书上计算一个数值要直观和深刻得多。此外，作者还提供了一些精选的例题解析视频，这些视频讲解得非常细致，特别是对于那些需要进行多步积分或者变量替换的复杂计算题，视频中会用动画演示每一步的逻辑推导，确保每一个数学操作都有其物理意义支撑。这种线上线下的协同学习模式，极大地增强了知识的巩固效果，让理论不再是空中楼阁。

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