本书主要叙述与空天工程中能量转换过程相关的热力学基础知识，目的是使读者理解热力学抽象概念和基本定律，掌握工质的热力性质，了解空天动力装置中热力循环的概念；培养正确的思维模式，并使他们学会运用热力学的基础理论和分析方法处理空天工程中的有关问题，为后续课程提供必要的热力学应用方面的基础知识。全书共九章，主要内容为绪论、基本概念和定义、热力学第一定律、热力学第二定律、工质的热力性质、相转变与相平衡、喷管和扩压管的热力学分析、化学热力学基础、空天动力循环过程的热力学分析。本书注重基本概念和基本理论的阐述，注重理论与实践的联系，注重结合课程内容对学生开展热力学分析方法和思维能力的训练。书中附有例题、思考题和习题以及必要的热工图表。全书采用国际单位制，但考虑到当前工程实际，对某些工程单位也作了必要的说明。
样章试读
目录
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第1章 绪论 1
1.1 热力学的发展简史 1
1.2 热力学的研究对象 3
1.3 热力学的研究方法 4
1.4 热力学的分支 4
思考题 5
第2章 基本概念和定义 6
2.1 热力学系统 6
2.2 状态及状态参数 8
2.3 平衡状态和状态参数坐标图 10
2.4 状态方程 11
2.5 热力过程和准静态过程 13
2.6 功 14
2.7 热量 17
2.8 内能 19
2.9 焓 19
2.10 熵 19
2.11 温度和温标 20
2.12 热力循环 21
思考题 22
习题 22
第3章 热力学第一定律 23
3.1 热力学第一定律的实质 23
3.2 热力学第一定律表达式 23
3.3 能量守恒方程的应用 26
思考题 30
习题 30
第4章 热力学第二定律 32
4.1 热力学第二定律的实质与陈述 32
4.2 可逆过程和不可逆过程 33
4.3 热力学第二定律的推论 34
4.4 热力学温标 36
4.5 卡诺循环 36
4.6 熵 37
4.6.1 克劳修斯不等式 37
4.6.2 熵变的定义 39
4.6.3 闭口系统的熵方程 40
4.6.4 开口系统的熵方程 42
4.6.5 热力学过程的方向性 44
4.7 * 45
4.7.1 *的概念 45
4.7.2 闭口系统的*方程 46
4.7.3 流动 48
4.7.4 开口系统的*方程 49
思考题 50
习题 51
第5章 工质的热力性质 52
5.1 纯物质的热力性质 52
5.1.1 状态公理 52
5.1.2 p-v-T关系 53
5.1.3 状态参数数据 56
5.1.4 气体p-v-T关系 60
5.1.5 理想气体模型 62
5.2 热力学关系式 66
5.2.1 状态方程 66
5.2.2 由全微分导出的热力学关系 68
5.2.3 熵、内能和焓的一般热力关系 70
5.2.4 其他热力学关系式 73
5.3 理想气体混合物 76
5.3.1 混合物成分的描述 76
5.3.2 混合气体模型 77
5.3.3 混合物的内能U、焓H和熵S 79
5.3.4 不变成分混合物的过程 80
5.4 湿空气 81
5.4.1 干空气和大气 81
5.4.2 湿空气的比湿度和相对湿度 82
5.4.3 露点温度 83
5.4.4 绝热饱和温度和湿球温度 84
5.4.5 温湿图 85
5.4.6 湿空气过程 86
思考题 89
习题 89
第6章 相转变与相平衡 92
6.1 单元复相系统 92
6.2 相转变与相平衡条件 93
6.2.1 过程方向和系统平衡判据 93
6.2.2 单元复相系统的平衡条件 94
6.2.3 相转变的条件 96
6.3 单元复相系统的相平衡图 98
6.4 克劳修斯-克拉珀龙方程 99
6.4.1 克劳修斯-克拉珀龙方程的建立 99
6.4.2 克劳修斯-克拉珀龙方程的应用举例 101
6.5 汽化与凝结过程 106
6.5.1 等温汽化与凝结过程 106
6.5.2 定压汽化与凝结过程 108
6.5.3 气液共存时的性质计算 108
6.6 曲界面复相系统的相转变与相平衡 110
6.6.1 曲界面相平衡条件 110
6.6.2 液滴与气泡生成和增长的条件 112
6.6.3 液体的过热度 115
思考题 117
习题 117
第7章 喷管和扩压管的热力学分析 120
7.1 预备知识 120
7.1.1 一维稳态流动的动量方程 120
7.1.2 声速和马赫数 121
7.1.3 滞止状态 122
7.2 喷管和扩压管中的一维稳态流动 122
7.2.1 面积改变的影响 122
7.2.2 背压的影响 124
7.2.3 正激波的方程组 125
7.3 喷管和扩压管中定比热容理想气体的流动 125
7.3.1 滞止参数 125
7.3.2 临界参数 127
7.3.3 正激波的参数 128
思考题 131
习题 131
第8章 化学热力学基础 134
8.1 燃烧过程 134
8.2 反应系统的能量守恒 136
8.3 绝热火焰温度 138
8.4 绝对熵和热力学第三定律 140
8.5 化学平衡 141
思考题 147
习题 147
第9章 空天动力循环过程的热力学分析 149
9.1 空天发动机分类 149
9.1.1 吸气式发动机 149
9.1.2 火箭发动机 152
9.1.3 组合循环发动机 153
9.2 喷气发动机理想循环 156
9.2.1 喷气发动机的性能参数 157
9.2.2 循环分析基本假设 158
9.2.3 涡轮喷气发动机循环 158
9.2.4 加力式涡喷发动机的理想循环 162
9.2.5 涡轮风扇发动机的理想循环 165
9.2.6 脉冲爆震发动机(PDE)理想热力循环 168
9.2.7 超燃冲压发动机的理想循环 171
9.3 液体火箭发动机循环 178
9.4 组合发动机循环 179
9.4.1 涡轮基组合发动机热力性能计算 179
9.4.2 空气涡轮火箭发动机热力循环 181
9.4.3 火箭基组合发动机热力循环 183
思考题 187
习题 187
参考文献 188
附录 189
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