工程热力学

工程热力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:航空工业出版社
作者:何立明
出品人:
页数:147
译者:
出版时间:2004-10
价格:26.00元
装帧:
isbn号码:9787801834744
丛书系列:
图书标签:
  • 工程热力学
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  • 能源
  • 传热
  • 流体力学
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具体描述

《工程热力学》是按照飞机与发动机专业《工程热力学》教学大纲的要求编写的。

《工程热力学》主要介绍了热力学的基本概念和气体的热力性质与计算、热力学第一定律、热力学第二定律,并结合工程实际,分析对论了气体的主要热力过程和发动机的理想循环。同时,对完全气体混合物及湿空气进行了介绍。为了加深对工质有关性质的理解,对气体分子运动论亦作了简单的介绍。

在教材内容体系的构架上,做到由浅入深,讲清物理概念,力求联系工程实际,紧密结合专业:需求,为学习本专业后续课程奠定坚实的基础理论知识。为了巩固所学知识,培养学生分析问题和解决问题的能力,各章都编入了一定数量的例题和习题。

《工程热力学》可用于航空院校飞机与发动机专业的教材或参考书,亦可作为航空动力工程技术人员的参考书

好的,这是一本关于《复杂系统建模与仿真》的图书简介,完全不涉及《工程热力学》的内容,力求详实且自然。 --- 复杂系统建模与仿真:理论、方法与应用 图书简介 在现代科学、工程、经济乃至社会管理领域,我们面对的系统日益呈现出高度的非线性和相互依赖性。这些“复杂系统”——无论是宏观的气候模型、微观的生物网络,还是巨大的交通流、金融市场波动——都无法简单地用传统的线性方法来描述和预测。为了有效理解、控制和优化这些系统,《复杂系统建模与仿真》应运而生。 本书旨在为研究人员、高级工程技术人员和研究生提供一套全面、深入且实用的工具箱,用以解析和模拟那些传统解析方法难以触及的复杂现象。本书不仅涵盖了理论基础,更着重于介绍和实践当前最前沿的建模范式和仿真技术。 第一部分:复杂系统的本质与数学基础(构建认知框架) 本部分首先界定“复杂系统”的内涵,区分其与简单、聚合系统的根本区别。我们将探讨复杂性涌现的机制,如自组织、反馈回路和临界现象。 核心内容包括: 1. 动力系统理论回顾与扩展: 从相空间、吸引子(奇异吸引子、混沌吸引子)到分岔理论。特别强调了稳定性分析在识别系统边界行为中的关键作用。 2. 随机过程与噪声: 复杂系统往往内嵌于随机环境中。本书深入讲解了马尔可夫过程、维纳过程(布朗运动)在高维系统中的应用,以及如何使用朗之万方程来描述受环境涨落影响的系统。 3. 非线性动力学的分析工具: 介绍如何通过庞加莱截面来分析高维系统的周期性与非周期性运动,并引入李雅普诺夫指数作为量化系统敏感性和不可预测性的核心指标。 第二部分:主流建模范式(选择合适的描述语言) 复杂系统的多样性要求我们采用不同的建模视角。本书系统地介绍了三种主要的建模范式,并指导读者根据研究对象的特性进行选择。 1. 基于主体的建模(Agent-Based Modeling, ABM): 这是模拟分布式、异质性个体行为及其宏观涌现现象的强大工具。我们将详细阐述如何构建智能或半智能的“主体”,定义其交互规则、感知能力和学习机制。案例研究将聚焦于人群流动、市场交易行为的模拟,重点讨论自下而上(Bottom-up)的建模哲学。 2. 系统动力学(System Dynamics, SD): SD 侧重于宏观层面的存量、流量和反馈结构。本书将超越基础的因果回路图,深入讲解高阶反馈回路的识别、延迟效应对系统行为(如牛鞭效应)的影响,以及如何利用Vensim或Stella等软件进行非线性反馈环路的敏感性分析。 3. 网络科学与拓扑建模: 现代复杂系统常常可以被抽象为网络结构。本章聚焦于网络拓扑(如无标度网络、小世界网络)如何决定信息、疾病或故障的传播动力学。我们将详细解析网络中心性指标(介数中心性、度中心性)的物理意义,并探讨网络演化模型(如BA模型)对系统鲁棒性的影响。 第三部分:仿真技术与计算实现(将模型转化为洞察) 理论模型必须通过高效的数值方法得以实现。本部分是实践指导的核心。 1. 数值积分方法: 针对常微分方程(ODE)和随机微分方程(SDE),比较欧拉法、龙格-库塔法(RK4)的精度与效率。特别强调在处理刚性系统(Stiff Systems)时隐式方法的必要性。 2. 蒙特卡洛方法(Monte Carlo Simulation): 介绍如何利用大量的随机抽样来估计高维积分和系统性能的概率分布,并讨论方差缩减技术以提高计算效率。 3. 元启发式优化算法: 面对复杂的参数空间和多目标优化问题,本书介绍了遗传算法(GA)、粒子群优化(PSO)在模型校准和系统最优控制中的应用。 4. 并行计算与高性能仿真: 针对超大规模ABM和高分辨率网格模型,探讨如何利用GPU或多核CPU架构,使用Python (Numba/Dask) 或 C++ 框架进行大规模仿真加速。 第四部分:高级应用与前沿课题(连接理论与现实世界) 最后一部分将已学的方法应用于具体的工程与科学挑战中。 交通流的涌现与控制: 基于ABM模拟高速公路的交通堵塞形成和缓解策略。 生态系统的稳定性: 结合随机微分方程分析物种捕食-被捕食关系的稳定性边界。 信息传播的级联故障分析: 使用网络模型评估电网、互联网在关键节点失效下的级联风险。 数据驱动的复杂性发现: 探讨如何利用实测数据(时间序列)反演潜在的动力学模型,实现数据到机理的桥接。 本书特色: 本书的结构设计遵循“理论-方法-实践”的逻辑链条。每一个模型和算法都配有详细的推导过程和可复现的计算案例(使用MATLAB/Python代码示例)。它不仅教会读者如何“使用”工具,更重要的是理解工具背后的“为什么”,从而能够根据具体研究对象定制和创新建模方法。无论您是致力于优化生产调度、预测市场风险,还是探究生命起源的复杂机制,本书都将是您探索非线性世界、驾驭复杂系统的必备参考书。

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读后感

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用户评价

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说实话,我一直是个对抽象概念不太感冒的人,尤其是在学习物理学科的时候,常常会被那些晦涩难懂的公式和定理搞得晕头转向。《工程热力学》这本书,却让我体验到了前所未有的学习乐趣和成就感。作者在内容编排上,简直是匠心独运。他不是一开始就抛出冷冰冰的公式,而是先从我们日常生活中最熟悉的现象入手,比如一杯热水为什么会慢慢变凉,汽车发动机是如何产生动力的,冰箱为什么能够制冷等等。通过对这些现象的深入剖析,作者循序渐进地引入了热力学的基本概念,如温度、热量、功、内能、焓、熵等。而且,每一个概念的引入,都伴随着清晰的解释和生动的图示,让我能够非常直观地理解它们。我尤其欣赏书中对“焓”的解释,它不仅仅是一个热力学函数,更是在工程实践中描述能量传递和转化的重要工具。作者通过对不同热力学循环的讲解,比如卡诺循环、布雷顿循环、朗肯循环等,清晰地展示了焓在能量转化过程中的作用,以及如何通过优化循环来提高热机的效率。这些内容,让我对那些看似复杂的工程设备,如蒸汽轮机、燃气轮机、内燃机等,有了一个全新的认识。我不再只是看到一个冰冷的机器,而是能够理解其内部能量流动的奥秘,以及背后蕴含的科学原理。更重要的是,作者在讲解过程中,并没有忽略理论的严谨性,他会在适当的时候引入必要的数学公式,但同时会给出详细的推导过程和物理意义的解释,让我既能理解公式的由来,又能掌握其应用方法。这种理论与实践相结合的教学方式,让我觉得学习过程充满探索的乐趣,而不是枯燥的记忆。

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这本《工程热力学》给我带来的冲击,绝非一星半点的“知识点习得”,而是一种对世界运行底层逻辑的全新理解。我曾以为热力学只是枯燥的公式和符号堆砌,是那些高深莫测的物理定律,是需要耗费大量脑细胞去记忆和计算的难题。然而,从翻开第一页开始,我的认知就被颠覆了。作者以一种极其流畅且引人入胜的方式,将那些抽象的概念具象化,仿佛在我眼前缓缓展开一幅宏大的物理画卷。每一个定律的提出,都不是生硬地抛出,而是从实际问题的观察出发,从生活中的现象入手,层层递进,直到逻辑的严谨性让任何质疑都显得苍白无力。尤其是关于熵增原理的阐述,我曾认为它只是一个理论上的概念,但书中通过大量的例子,比如热量的自然流动、气体的扩散、甚至是宇宙的演变,让我深刻体会到熵增是驱动一切事物发展的根本动力。它解释了为什么冰块在水中会融化,为什么房间的书本会渐渐凌乱,甚至预示着宇宙最终的命运。这种宏观与微观的连接,让我对“无序”和“秩序”有了更深刻的哲学思考。我不再将热力学视为一门纯粹的科学,它更像是一门关于“变化”、“趋势”和“可能性”的智慧。书中对于能量守恒的讲解,更是将“能量不灭”这一古老而深刻的哲学命题,用严谨的科学语言进行了完美的诠释,让我明白,无论形式如何变化,能量的总量始终恒定,这是一种多么令人安心的“稳定”感,在纷繁复杂的世界中,至少有这么一个永恒不变的法则存在。而且,作者在解释过程中,并没有回避其中的复杂性,而是恰到好处地引导读者去思考,去探索,甚至在某些章节后,会留下一些开放性的问题,鼓励读者进行更深入的研究。这种教学方式,极大地激发了我主动学习的兴趣,让我不再是被动地接受知识,而是主动地去构建自己的认知体系。

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在我阅读《工程热力学》之前,我总觉得热力学是一门非常“死板”的学科,充斥着各种公式和定理,缺乏一点“人情味”。但这本书,彻底打消了我的这个顾虑。作者以一种非常人性化的方式,将那些看似枯燥的知识,赋予了生命。他不仅仅是告诉我们“是什么”,更是深入地探讨“为什么”和“如何”做到。我印象最深刻的是,在讲解“热力学性质”时,作者会详细介绍每一种性质的测量方法,以及它们在实际工程中的意义。比如,为什么我们需要精确测量物质的比热容、导热系数、蒸气压等参数,它们又如何影响着设备的性能和设计。这种对细节的关注,让我感受到作者的严谨和专业。书中还穿插了许多历史故事和科学家的趣闻轶事,这让我觉得学习过程不再是孤军奋战,而是与那些伟大的先贤们进行着一场跨越时空的对话。我尤其喜欢书中对“卡诺循环”的讲解,它不仅仅是一个理论上的理想循环,更是人类对提高能量利用效率的最初探索。通过对卡诺循环的分析,我不仅理解了热机效率的极限,更看到了工程师们在不断追求更高效率的道路上的努力和智慧。作者的叙述方式非常清晰流畅,他善于运用类比和比喻,将复杂的概念用通俗易懂的语言表达出来。

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我不得不说,《工程热力学》这本书,彻底改变了我对“工程”这个词的理解。我原本以为工程就是一些机械的组装和建造,是一些枯燥的计算和图纸。但这本书让我看到了工程背后那深刻的科学根基,以及工程师们如何运用这些科学原理来解决实际问题,创造更美好的未来。作者在讲解过程中,不仅仅是罗列公式和定理,而是非常注重工程应用的具体化。例如,在讲解能量守恒定律时,他会结合发电厂的能量转换过程,详细分析不同环节的能量损耗和效率提升的可能性。在讲解熵增原理时,他会分析化工生产中的不可逆过程,以及如何通过优化操作来降低熵的产生。这本书中最让我受益匪浅的部分,是关于“热力学状态”和“过程”的讲解。作者通过对各种状态参数(如温度、压力、体积、组分等)的精确定义,以及对各种过程(如等温过程、绝热过程、可逆过程、不可逆过程等)的详细分析,让我能够系统地理解和描述一个工程系统在运行过程中的能量变化。这些知识,对于我理解和分析各种工程设备,如泵、压缩机、换热器、反应器等,都起到了至关重要的作用。书中还穿插了大量工程案例,比如飞机发动机的效率提升,核电站的能量转化,制冷设备的节能设计等等,这些案例的分析,让我能够将学到的理论知识,与实际的工程应用联系起来,从而加深理解。而且,作者在讲解过程中,始终保持着一种严谨而清晰的逻辑,让我能够一步步地跟随他的思路,去探索热力学的奥秘。

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在我过往的学习经历中,我曾多次尝试接触热力学相关的知识,但往往因为内容的晦涩和抽象而半途而废。然而,《工程热力学》这本书,却以其独特的魅力,让我重新燃起了对这个领域的兴趣,并且深入其中,乐此不疲。《工程热力学》这本书最大的亮点,在于它对“可逆性”和“不可逆性”的深刻探讨。作者并没有回避热力学过程中的“损耗”和“效率低下”的问题,而是将其视为工程设计和优化的关键。他通过对“理想过程”和“实际过程”的对比分析,让我深刻认识到,在现实世界中,任何能量转化都伴随着一定程度的不可逆损失,而工程师的职责,就是要最大限度地减少这些损失,提高系统的整体效率。书中对“热力学平衡”的讲解,也让我茅塞顿开。我过去常常将“平衡”理解为一种静止的状态,但这本书让我明白,热力学平衡更是一种动态的、宏观的稳定状态,即使在微观层面,粒子仍然在不断地运动和碰撞。这种对“动态平衡”的理解,不仅有助于我理解物质的相变和化学反应的平衡,也让我对生活中的许多事物有了更深的体悟,比如生态系统的稳定,经济系统的运行,都离不开某种形式的动态平衡。作者在讲解过程中,也非常注重数学工具的应用,但他会将复杂的数学推导,用清晰的语言进行解释,并且强调这些数学工具在工程实践中的实际意义。这种教学方式,让我既能够掌握必要的数学技能,又不会被数学本身所困扰。

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这本书的价值,远远超出了我最初的预期。它不仅仅是一本关于“热力学”的书,更像是一本关于“世界运作规律”的启蒙读物。作者在阐述热力学定律时,并非孤立地讲解,而是将其置于一个更加广阔的科学体系中,并与化学、材料科学、甚至生命科学等领域进行了巧妙的关联。我印象最深刻的是,在讲解化学热力学时,作者是如何将能量守恒和熵增原理,应用到化学反应的平衡和速率的分析上。这让我意识到,原来那些看似微观的化学变化,也同样遵循着宏观的热力学规律。书中关于“自由能”的讲解,更是让我大开眼界,它不仅能预测化学反应的自发性,还能指导我们如何设计高效的化学过程。此外,作者还探讨了热力学在材料科学领域的应用,例如材料的相变、热膨胀、以及在高温高压环境下的稳定性等等。这让我明白了,为什么不同的材料在面对热学挑战时,会表现出不同的性能。这种跨学科的视角,极大地拓展了我对科学的理解,让我不再将科学视为一个个孤立的学科,而是看作一个相互联系、相互促进的整体。书中还涉及了一些关于传热学的基础知识,例如导热、对流和辐射,以及它们在工程设计中的重要性。这让我开始审视身边的一些现象,比如为什么有些建筑材料隔热性能更好,为什么夏天穿浅色衣服会感觉凉快。这些看似生活中的常识,背后都蕴含着深厚的热力学原理。作者的讲解方式,总是能将复杂的科学概念,转化为易于理解的语言和生动的例子,让我感受到科学的魅力,并且激发了我对未知领域的好奇心。

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我一直以来都对自然界中能量的流动和转化感到好奇,《工程热力学》这本书,就像一扇窗户,为我打开了通往这扇窗户的大门。作者以一种极其生动和深入浅出的方式,将那些看似深奥的热力学定律,变得触手可及。我尤其喜欢书中对“能量传递”方式的讲解,作者不仅详细介绍了热传导、对流和辐射这三种基本的热量传递方式,还深入分析了它们在不同工程场景中的应用和影响。比如,他会分析为什么高层建筑需要良好的保温隔热设计,为什么航空发动机的涡轮叶片需要特殊的冷却技术,为什么太阳能电池板的效率会受到辐射角度的影响。这些具体的例子,让我能够将抽象的科学原理,与实际的工程应用联系起来,从而加深理解。书中对“热力学系统”的定义和分类,也让我对工程问题有了更系统的认识。作者将系统划分为孤立系统、封闭系统和开放系统,并详细分析了它们在能量和物质交换方面的特点。这让我能够根据不同的工程问题,选择合适的系统模型,并运用相应的热力学定律进行分析。我印象深刻的是,作者在讲解“开放系统”时,将工厂的生产流程、甚至一个生物体都纳入了开放系统的范畴,这极大地拓展了我对“系统”的认知。作者的语言风格非常流畅且富有逻辑性,他总能在关键之处,用一些形象的比喻来帮助读者理解复杂的概念。

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这本书的阅读体验,绝对是我学习生涯中一次难忘的经历。它不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的启迪。《工程热力学》这本书,给我最大的感受就是“关联性”。作者在讲解每一个概念时,都不是孤立地呈现,而是将其与其他概念、与其他科学领域紧密联系起来。比如,他在讲解“内能”时,会将其与物质的分子运动、化学键的能量等微观层面联系起来,让我理解到宏观的热力学性质,其背后有着深刻的微观根源。他在讲解“相变”时,会将其与物质的熔点、沸点、临界点等热力学参数联系起来,让我理解到物质在不同状态下的能量转化和性质变化。这本书最让我受益匪浅的,是它让我学会了如何“用系统性思维”去分析和解决问题。作者在分析每一个工程问题时,都会先将其定义为一个热力学系统,然后分析系统的边界、状态参数、以及系统与外界的能量和物质交换。这种系统性的分析方法,不仅适用于热力学问题,也同样适用于其他领域的许多复杂问题。我开始尝试将这种思维方式运用到我的日常工作和学习中,发现它能够帮助我更清晰地梳理问题,更有效地找到解决方案。作者的写作风格严谨而不失活泼,他善于用一些生动形象的比喻,将抽象的科学原理变得易于理解。

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不得不说,《工程热力学》这本书,彻底颠覆了我过去对“能量”和“效率”的认知。我曾以为能量是取之不尽用之不竭的,效率只是一个无关紧要的数字。但这本书让我明白,能量是有限的,而效率则是决定我们如何有效利用这些有限能量的关键。作者在讲解“热力学第二定律”时,并没有简单地罗列公式,而是通过对“熵”的深入剖析,让我们理解到,任何宏观过程都存在不可逆性,都伴随着能量的损失。这种“损失”并非简单的浪费,而是物质世界内在的驱动力。书中对“不可逆过程”的分析,让我更加深入地理解了工程中的“优化”和“改进”的意义。比如,工程师们如何通过改进活塞的密封性,来减小燃油的泄漏;如何通过优化换热器的设计,来提高热量传递的效率;如何通过控制反应条件,来减少副产物的生成。这些都离不开对热力学定律的深刻理解和应用。我尤其欣赏书中对“功”的定义和计算。它不仅仅是力与距离的乘积,更是能量转化的一个重要表现形式。作者通过对各种热力学循环的分析,让我明白了如何将热能有效地转化为机械功,以及如何计算这些转化的效率。这些知识,对于我理解和设计各种动力机械,如发动机、涡轮机、泵等,都具有极其重要的指导意义。

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我必须承认,在阅读这本书之前,我对“能量”这个概念的理解,仅仅停留在“可以做功”或者“会发热”的直观层面。然而,《工程热力学》彻底刷新了我的认知边界。作者以一种非常细腻和系统的方式,将能量的各种形态——动能、势能、内能、化学能、辐射能等等——进行了清晰的梳理和分类,并且重点阐述了它们之间的相互转化关系。这种转化,不是简单的“A变成B”,而是伴随着能量的效率、损耗以及方向性的。比如,书中对热机效率的讲解,让我第一次真正理解了“为什么不可能制造出永动机”,以及“为什么总会存在不可避免的能量损失”。这种对“效率”的深入剖析,不仅仅局限于物理层面,更引发了我对生活中各种“效率”的思考。从工作中的时间管理,到学习中的知识吸收,再到人际交往中的沟通效率,我开始尝试用一种“能量转化”的视角去审视它们,寻找那些能够最大化“有用输出”的途径。此外,书中关于“工质”的讨论,也给我留下了深刻的印象。作者通过对不同工质(如理想气体、真实气体、蒸汽等)性质的介绍,以及它们在不同状态下(如等温、等压、绝热等过程)的行为规律,展示了工程实践中对能量转化的精准控制和优化。我开始意识到,原来我们身边那么多看似神奇的工程奇迹,背后都蕴含着对这些复杂物理规律的深刻理解和巧妙运用。比如,空调制冷、汽车发动机、发电厂的锅炉,这些设备之所以能够高效运转,都离不开对能量转化过程的精细计算和设计。作者并没有停留在理论层面,而是通过大量的图表和实例,将这些复杂的物理过程可视化,让我仿佛置身于一个庞大的工程实验室,亲眼见证着能量的流动与转化。我尤其喜欢书中对“熵”的阐述,它不仅仅是一个描述混乱度的指标,更是决定能量转化方向和可能性的关键因素,让我对“不可逆性”有了更深刻的认识。

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