普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材��
清華大學(xué)能源動力系列教材
工程熱力學(xué)精要與題解(第2版)
Engineering Thermodynamics Summaries,

Problems and Solutions(Second Edition)

吳曉敏編著
內(nèi) 容 簡 介

本書是清華大學(xué)精品課“工程熱力學(xué)”的教學(xué)材料之一，可作為主教材《工程熱力學(xué)（第3版）》的教學(xué)參考用書，也可單獨(dú)使用。為了便于與主教材對照參考，本書各章的排序與主教材基本相同。每章內(nèi)容包括主要要求、內(nèi)容精要、思考題和習(xí)題的詳細(xì)解答以及解題中易出現(xiàn)的問題和相關(guān)提示等。內(nèi)容安排循序漸進(jìn)，注重引導(dǎo)讀者清晰理解和掌握基本概念、基本定律及基本定理，明確重點(diǎn)和難點(diǎn)，培養(yǎng)從熱力學(xué)的角度抽象和解決實(shí)際問題的思維和能力。

本書適宜讀者對象： 能源、動力、工程熱物理、制冷與低溫、化工及核工程等專業(yè)學(xué)生、教師及工程技術(shù)人員等。

本書封面貼有清華大學(xué)出版社防偽標(biāo)簽，無標(biāo)簽者不得銷售。��
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圖書在版編目 （CIP） 數(shù)據(jù)

工程熱力學(xué)精要與題解 / 吳曉敏編著. �勃� 2版. �勃� 北京 : 清華大學(xué)出版社, 2025. 8.

(清華大學(xué)能源動力系列教材). �勃� ISBN 978��7��302��70073��9

Ⅰ. TK123

中國國家版本館CIP數(shù)據(jù)核字第2025TY7201號
責(zé)任編輯： 馮昕

封面設(shè)計(jì)： 常雪影

責(zé)任校對： 薄軍霞

責(zé)任印制： 劉海龍
出版發(fā)行： 清華大學(xué)出版社

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印裝者： 天津安泰印刷有限公司
經(jīng)銷： 新華書店

開本： 185mm×260mm印張： 13〓〓 字?jǐn)?shù)： 316千字
版次： 2012年9月第1版2025年9月第2版印次： 2025年9月第1次印刷
定價： 39.00元
產(chǎn)品編號： 087605��01
前言
能源危機(jī)和環(huán)境污染是制約世界經(jīng)濟(jì)和人類社會發(fā)展的重要問題。在我國，此問題則更加突出： 我國人均占有能源量僅為世界平均水平的1/2，且能源利用率低下。為此，節(jié)能是我們的基本國策。而工程熱力學(xué)是研究熱能與其他形式能量轉(zhuǎn)換規(guī)律的一門學(xué)科，是節(jié)能的理論基礎(chǔ)，是能源、動力、制冷與低溫、化工及核工程等專業(yè)的重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。

筆者多年從事工程熱力學(xué)的一線教學(xué)工作，教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，一些同學(xué)感覺工程熱力學(xué)的基本概念、基本定律和基本定理似乎并不難，但在解答具體問題時常常不知如何著手，還有一些同學(xué)在解答問題中邏輯不清、推導(dǎo)不夠規(guī)范等，為此在教學(xué)中時常為同學(xué)提供習(xí)題解答參考，同學(xué)們反映習(xí)題解答參考對他們的學(xué)習(xí)幫助很大。為了給更多的同學(xué)及相關(guān)人員在工程熱力學(xué)的學(xué)習(xí)中提供更多的幫助與參考，特對習(xí)題解答參考進(jìn)行了全面整理與完善。另外，針對同學(xué)們反映的工程熱力學(xué)內(nèi)容略顯龐雜難以抓住重點(diǎn)等問題，提煉了內(nèi)容精要，明確了基本要求，從而形成本書。

為了便于與主教材對照參考，本書各章的排序與主教材基本相同。各章內(nèi)容包括主要要求、內(nèi)容精要、思考題和習(xí)題的詳細(xì)解答以及同學(xué)們做題中易出現(xiàn)的問題和相關(guān)提示等。內(nèi)容安排循序漸進(jìn)，注重引導(dǎo)讀者清晰理解和掌握基本概念、基本定律及基本定理，明確重點(diǎn)和難點(diǎn)，培養(yǎng)讀者從熱力學(xué)的角度抽象和解決實(shí)際問題的思維和能力。

在本版修訂中，主要增加了絕熱穩(wěn)定流動系統(tǒng)熵增原理。目前在大多數(shù)工程熱力學(xué)教材及習(xí)題集中，與穩(wěn)定流動過程相關(guān)的熱力學(xué)第二定律問題常采用孤立系統(tǒng)熵增原理來處理，而這是錯誤的，因?yàn)楹�有穩(wěn)定流動過程的系統(tǒng)有工質(zhì)的進(jìn)出，并非孤立系統(tǒng)。本書經(jīng)推導(dǎo)提出的絕熱穩(wěn)定流動系統(tǒng)熵增原理是解決含有穩(wěn)定流動過程系統(tǒng)的熱力學(xué)第二定律問題的科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒�。另外，結(jié)合時代發(fā)展對某些習(xí)題進(jìn)行了修改完善以及新增了一些習(xí)題等。

本書適宜讀者對象： 能源、動力、工程熱物理、制冷與低溫、化工及核工程等專業(yè)學(xué)生、教師及工程技術(shù)人員等。

本書編寫過程中汲取了清華大學(xué)工程熱物理研究所及兄弟院校同仁豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及成果，并參考了一些國外教材的內(nèi)容，在此一并致謝。由衷地感謝給予筆者關(guān)心、支持和幫助的各位前輩、各位同仁、助教以及清華大學(xué)出版社的相關(guān)工作人員。

書中若有錯誤或不妥之處，請讀者不吝指正。
作者
2025年春于清華園
主要符號表

拉 丁 字 母
A截面積

a聲速

An,an總； 比

C,c熱容，臨界點(diǎn)； 比熱容，速度

cp,cV定壓比熱容； 定容比熱容

C′容積熱容

Cm摩爾熱容

d比濕度，汽耗率

E,e總能； 比能

Ek,Ep動能； 位能

Ex,Exm,e； 摩爾； 比

F,f亥姆霍茲函數(shù)； 比亥姆霍茲函數(shù)

G,Gm,g吉布斯函數(shù)； 摩爾吉布斯函數(shù)； 比吉布斯函數(shù)

°f標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)

H,Hm,h總焓，磁場強(qiáng)度； 摩爾焓； 比焓

°f標(biāo)準(zhǔn)生成焓

［-ΔHlf］，［-ΔHhf］低發(fā)熱量； 高發(fā)熱量

i分子運(yùn)動自由度

Kp,Kx平衡常數(shù)

k比熱容比

M摩爾質(zhì)量

Ma馬赫數(shù)

m,m·質(zhì)量； 質(zhì)量流率

n摩爾數(shù)，準(zhǔn)靜態(tài)功的數(shù)目，多變指數(shù)

P功率

p壓力

pb,pg,pv環(huán)境壓力，大氣壓力； 表壓力； 真空度

Q,q傳熱量，反應(yīng)熱； 單位質(zhì)量的傳熱量

Qp定壓過程傳熱量，定壓熱效應(yīng)

Qv定容過程傳熱量，定容熱效應(yīng)

r汽化潛熱

R,Rm氣體常數(shù)； 摩爾氣體常數(shù)，通用氣體常數(shù)

S,Sm,s熵； 摩爾熵； 比熵

S°m，S°m（T）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的非常熵； TK，101.325 kPa下的非常熵

T,t熱力學(xué)溫度； 攝氏溫度

U,Um,u總熱力學(xué)能（亦稱總內(nèi)能）； 摩爾熱力學(xué)能（亦稱摩爾內(nèi)能）； 比熱力學(xué)能（亦稱比內(nèi)能）

V,Vm,v容積； 摩爾容積； 比容

W,w容積變化功，閉口系統(tǒng)凈功； 比容積變化功，閉口系統(tǒng)比凈功

Wnet,wnet開口系統(tǒng)凈功； 開口系統(tǒng)比凈功

Ws,ws軸功； 比軸功

Wt,wt技術(shù)功； 比技術(shù)功

x干度

xi摩爾成分

Z壓縮因子

z高度

希 臘 字 母

α抽汽量，離解度

αv,αp彈性系數(shù)； 定壓熱膨脹系數(shù)

βT，βs定溫壓縮系數(shù)； 絕熱壓縮系數(shù)

γi容積成分

ε制冷系數(shù)，內(nèi)燃機(jī)壓縮比，反應(yīng)度

ε′供熱系數(shù)

η,ηt效率； 熱效率

ηoi相對內(nèi)效率

ηV壓氣機(jī)容積效率

λ內(nèi)燃機(jī)定容增壓比

μ化學(xué)勢

μJ焦�矞�系數(shù)

νcr臨界壓力比

π單位質(zhì)量工質(zhì)做功能力損失或損失，燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)增壓比

ρ密度，內(nèi)燃機(jī)定壓預(yù)脹比

σ回?zé)岫龋�表面張�?br />
τ時間，燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)增溫比

φ相對濕度，速度系數(shù)

wi質(zhì)量成分

ζ能量損失系數(shù)

下標(biāo)