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出版者:Wiley

作者:Stanley I. Sandler

出品人:

頁數:800

译者:

出版時間:1998-8-14

價格:USD 142.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780471182108

叢書系列:

圖書標籤:

• 化學熱力學
• 工程熱力學
• 熱力學
• 化學工程
• 物理化學
• 相平衡
• 熱力學性質
• 熱力學過程
• 傳熱學
• 化工原理

《熱力學原理及其工程應用》 本書深入探索熱力學的基本原理，並廣泛闡述其在各類工程領域中的實際應用。熱力學是理解和改造自然界物質狀態及其能量轉化過程的基石，為化工、機械、材料、環境等眾多工程學科提供瞭強大的分析工具。 第一部分：熱力學基礎 本部分將從微觀和宏觀兩個層麵係統地介紹熱力學。 第一章：熱力學的基本概念與定律 我們將從係統、狀態、過程、功、熱量等基本概念入手，清晰界定熱力學的研究對象。隨後，將詳細闡述熱力學的四個基本定律： 第零定律： 引入溫度的概念，為後續的熱力學分析奠定基礎。 第一定律（能量守恒）： 深刻理解能量的形式轉化與守恒，是所有能量分析的核心。我們將探討內能、焓、熵等重要狀態函數的定義及其在不同過程中的變化規律。 第二定律： 揭示能量轉化的方嚮性和不可逆性。我們將深入研究熵的概念，理解其與係統無序度及能量利用效率的關係，並通過剋勞修斯不等式、卡諾定理等，闡明熱機效率的理論極限。 第三定律： 探討絕對零度的意義以及熵在絕對零度下的行為，為理解熱力學過程的終極極限提供視角。 第二章：純物質的熱力學性質 本章將聚焦純物質（如水、蒸汽、理想氣體等）的熱力學性質。我們將學習如何利用相圖（如p-v圖、T-s圖、h-s圖）來描述物質在不同相態下的行為，以及如何通過查閱或計算獲得物質的關鍵熱力學性質，例如比容、焓、熵、內能和比熱等。還將介紹各種狀態方程，如理想氣體狀態方程、範德華方程等，用於更精確地描述真實氣體的行為。 第三章：能量的傳遞與轉化 本章進一步深化對能量傳遞形式的理解，主要包括： 功： 區分體積功（膨脹功）、非體積功（電功、錶麵功等），並學習計算不同過程中的功。 熱量： 探討傳導、對流、輻射等熱量傳遞機製，以及在工程係統中的應用。 第一定律在穩態與非穩態過程中的應用： 學習如何建立質量和能量衡算方程，用於分析各種工程設備，如鍋爐、渦輪機、泵、壓縮機等。 第二部分：工程熱力學應用 本部分將熱力學原理與實際工程問題相結閤，展示其強大的應用能力。 第四章：熱力學循環 本章是理解動力、製冷和熱泵等係統的核心。我們將深入分析各種理想熱力學循環： 理想氣體循環： 如奧托循環（汽油機）、狄賽爾循環（柴油機）、布雷頓循環（燃氣輪機）等，理解其工作原理、熱效率以及影響因素。 蒸汽動力循環： 如朗肯循環（蒸汽輪機），探討其在發電廠中的應用，並分析如何通過過熱、再熱、迴熱等方法提高效率。 製冷與熱泵循環： 如蒸汽壓縮製冷循環、吸收式製冷循環等，闡述其工作原理、性能係數（COP）及其在不同溫度範圍內的應用。 第五章：氣體流動與流動設備 本章將熱力學與流體力學相結閤，分析氣體在管道和設備中的流動行為。我們將學習： 可壓縮流動： 闡述絕熱定常流動中的能量方程和熵産生，分析等熵流動、拉瓦爾噴管等。 衝擊波與膨脹波： 瞭解在超音速流動中衝擊波和膨脹波的形成與傳播機理。 流動設備中的能量損失： 分析管道摩擦、局部阻力等引起的能量損失，並探討減少損失的方法。 第六章：化學熱力學基礎 本章將熱力學原理拓展到化學反應係統。我們將學習： 化學平衡： 引入化學平衡常數、吉布斯自由能等概念，分析化學反應的自發性與進行方嚮。 平衡的移動： 探討勒夏特列原理在化學平衡中的應用，分析溫度、壓力、濃度等因素對平衡的影響。 電化學熱力學： 簡要介紹電池、電解池等電化學係統的熱力學分析。 第七章：傳熱學基礎（與熱力學關聯） 雖然傳熱學是獨立的學科，但與熱力學密切相關。本章將概述三種主要的傳熱方式： 熱傳導： 傅裏葉定律，材料的導熱係數。 對流傳熱： 自然對流與強製對流，努塞爾數。 輻射傳熱： 黑體輻射，斯蒂芬-玻爾茲曼定律，普朗剋定律。 我們將重點關注熱力學定律如何指導傳熱過程的分析，例如，在計算換熱器效率時，熱力學平衡是重要的依據。 第八章：工程實踐案例分析 本章將結閤前麵章節的理論知識，通過具體的工程案例來鞏固和深化理解。可能包含但不限於： 火力發電廠的熱力係統分析： 詳細分析蒸汽輪機、鍋爐、冷凝器等設備的工作原理和效率。 製冷與空調係統的設計與優化： 講解如何根據實際需求設計高效的製冷係統。 內燃機性能分析與改進： 探討不同循環模型對內燃機效率的影響。 化工過程中的能量整閤： 介紹如何通過熱聯閤等方法提高能量利用效率。 通過學習本書，讀者將能夠紮實掌握熱力學的基本原理，並熟練運用這些原理解決實際工程問題，從而在各自的工程領域中做齣更明智的決策，設計齣更高效、更經濟、更環保的係統。本書旨在培養讀者嚴謹的邏輯思維能力和解決復雜工程問題的能力，為未來的工程實踐打下堅實的基礎。

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關於配圖和例題的設置，這本書的處理簡直是教科書級彆的藝術品。它們不是那種為瞭填充版麵而存在的簡單插圖，而是每一個圖錶、每一個示意流程圖，都承載著極其重要的信息負載。比如，那些三維相圖，綫條的粗細、區域的陰影過渡，都精確地傳達瞭不同溫度、壓力和組分下體係的穩定狀態，讓人一眼就能捕捉到關鍵的臨界點。至於那些工程實例，更是體現瞭作者深厚的行業背景。它們往往不是那種虛擬的、脫離實際的理想化場景，而是根植於真實工業流程的挑戰。閱讀這些例題時，我仿佛真的站在瞭某個化工廠的控製室裏，麵對著一個棘手的溫度控製難題。作者提供的解題路徑，總是能巧妙地將理論知識與實際操作的約束條件完美結閤起來，教會我們如何在“不可能完美”的現實世界中，找到那個“最優解”。這種教育價值，是那些隻羅列公式的教材無法比擬的，它培養的是解決實際問題的工程師的直覺和判斷力。

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這本書的封麵設計簡直是一場視覺的盛宴，那種深沉的靛藍色背景配上燙金的標題字體，立刻就散發齣一種沉甸甸的學術氣息，讓人忍不住想立刻翻開，探究其中奧秘。我是在一個堆滿瞭各種教科書的二手書店裏偶然發現它的，當時正襟危坐在那個彌漫著陳舊紙張氣味的角落裏，這本書的重量和質感立刻就吸引住瞭我。它不是那種輕飄飄的、趕時髦的快餐讀物，而是實實在在、需要你全神貫注去啃噬的硬骨頭。內頁的紙張選擇也非常講究，微微泛黃的米白色調，即便是長時間閱讀也不會讓眼睛感到強烈的疲勞，這對於我們這些需要與熱力學方程打交道的人來說，簡直是福音。裝幀的工藝也體現瞭齣版方對內容的尊重，即便是被反復翻閱，書脊依然保持著良好的韌性，沒有齣現鬆散的跡象。我想，光是這份對實體書的敬意，就足以讓人在浩瀚的電子信息流中，對這樣一本厚重的著作産生莫名的親近感。它不僅僅是一本工具書，更像是一位沉靜的智者，靜靜地等待著有心人來與之對話，去領悟那些跨越時空的物理定律和工程哲學的精髓。

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這本書的章節組織結構，體現瞭一種教科書罕見的宏觀視野與微觀細節的完美平衡。它不是那種機械地堆砌知識點，而是構建瞭一個清晰的知識脈絡。開篇對基本概念的界定極為紮實，為後續的復雜應用奠定瞭堅不可摧的基礎。令人印象深刻的是，作者在處理每一部分內容時，總會預留齣一塊“連接點”，巧妙地將本章內容與後續將要探討的主題聯係起來，使得整本書讀下來，感覺像是在攀登一座結構嚴謹的金字塔，每上升一層，視野都更加開闊。它從最基本的宏觀狀態描述開始，逐步深入到微觀統計力學的解釋，再迴到工程實踐中的應用，這個遞進過程非常自然流暢，沒有突兀的跳躍感。這種結構設計，極大地幫助讀者建立起一個完整的知識體係框架，而不是零散的知識點堆積，這對於任何想要深入研究相關領域的人來說，是無價的財富。

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這本書的論述風格，我必須得說，有一種令人肅然起敬的嚴謹性，它絕不容忍任何概念上的模糊地帶。作者似乎有一種近乎偏執的追求，力求將每一個微小的假設和推導過程都交代得清清楚楚，絕不含糊其辭。你讀起來會感覺，他不是在“教”你，而是在“引導”你一步步走入一個邏輯自洽的體係之中，去親身體驗熱力學第二定律的不可逆之美，感受熵增的必然性。尤其是在涉及相平衡和化學反應的章節，作者的處理方式簡直堪稱教科書級彆的典範——復雜的多元積分和偏微分方程被拆解得如同精密的瑞士鍾錶零件，每一個齒輪的咬閤都清晰可見。我記得有一次，我被一個關於吉布斯自由能的推導卡住瞭好幾天，但當我重新迴到書中，順著作者的思路重新梳理，突然間，那層厚厚的迷霧就消散瞭。這種“豁然開朗”的感覺，不是靠簡單記憶公式就能獲得的，而是這本書通過其精妙的結構和循序漸進的講解方式“植入”你腦海裏的。這種深度，使得它超越瞭單純的“應用手冊”的範疇，更像是一部關於“思維方式”的著作。

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這本書的語言風格，說實話，初讀起來有些許的“古風”，它帶著一種老派學術著作特有的莊重和剋製，絕不使用那些花哨的口語化錶達。每一個句子都像經過瞭韆錘百煉的打磨，措辭精準到幾乎沒有歧義。這種風格對於初學者來說，或許會構成一道小小的門檻，因為它要求讀者必須保持高度的專注力，任何一次走神都可能導緻下一句話理解上的偏差。然而，一旦你適應瞭這種節奏，你會發現這種嚴謹性反而帶來瞭一種極大的安全感。它就像一位經驗豐富的老船長在掌舵，你完全可以信任他指引的方嚮，知道他絕不會把你帶到暗礁密布的水域。這種沉穩的敘述方式，也讓書中涉及的那些宏大概念——比如能量守恒的普適性，或者熱力學過程的極限——顯得更加厚重和不可動搖。它不是在試圖取悅你，而是在要求你尊重知識本身的力量和嚴肅性。

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