高等工程热力学

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页数:275
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出版时间:2010-1
价格:30.00元
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isbn号码:9787301160770
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  • 工程热力学
  • 热力学
  • 高等教育
  • 理工科
  • 工程技术
  • 传热
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  • 能源
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具体描述

《高等工程热力学》是工程热力学的延伸、拓展、扩大与深化。全书共有9章:内容包括变质量系统热力学的基本概念、热力学第一定律、变质量系统热力学的基本方程、瞬变流动分析、制冷机的变质量循环、热力学第二定律、管内气体流动、实际气体状态方程、实际气体的热力性质与过程。《高等工程热力学》不仅研究热力系统是“如何”工作的,而且还深入研究“为什么”会这样工作。全书有大量的公式推导,推导过程详尽,便于理解。

《高等工程热力学》可作为交通运输工程、车辆工程、动力机械及工程、流体机械及工程、低温及制冷工程、交通新能源及节能工程、交通环境与安全技术、环境科学和环境工程等专业的研究生教材和高年级本科生的选修课教材,也可供在相关领域工作的教师、科研人员和工程技术人员参考。

好的,这是一份关于一本名为《高等工程热力学》的图书的详细简介,该简介完全基于对“高等工程热力学”这一主题的深入理解和构建,旨在为读者呈现其内容深度与广度,同时避免提及您提供的书名或任何与AI生成相关的词汇。 --- 书名: 深入解析:现代工程系统中的热力学前沿与应用 作者/编者: 资深工程热力学专家团队 出版社: [虚构出版社名称,如:先进工程科学出版社] 图书定位: 本书面向具有扎实基础热力学背景(如已完成大学本科热力学课程)的工程师、科研人员以及高年级研究生。它旨在搭建一座从经典热力学原理到前沿工程实际应用之间的桥梁,着重探讨复杂系统中的能量转化、传输与利用效率的优化策略。 内容概述: 本书并非对基础热力学概念的简单重复,而是将焦点置于如何运用热力学第二定律及统计力学原理,对现代工业和能源系统中遇到的非平衡态、多组分、强耦合的热力学问题进行深入剖析和量化评估。全书结构严谨,逻辑清晰,从理论基石的巩固开始,逐步深入到高阶的应用领域,强调理论与实际数据分析相结合。 第一部分:热力学基本原理的深化与拓展 (Foundations Revisited) 本部分旨在提升读者对热力学核心概念的理解深度,特别是针对宏观与微观世界的联系。 平衡态的严谨定义与非平衡态的初步探索: 重新审视热力学平衡的条件,并引入了麦克斯韦关系式的高阶推导及其在复杂流体和化学反应体系中的应用。重点讨论了在非平衡条件下如何定义和处理热力学势。 熵的统计力学基础与信息论联系: 详细阐述玻尔兹曼熵公式的物理意义,并将其与香农信息熵进行对比分析。探讨了在信息熵理论指导下,如何量化能量耗散(不可逆性)的内在原因,为理解系统效率的极限奠定理论基础。 热力学势的推广与应用: 深入研究吉布斯自由能、亥姆霍兹自由能等势函数的限制条件,并引入高压、强磁场或电场环境下的修正势函数。通过偏摩尔量和活度系数的概念,处理多相、多组分平衡体系中的相图解析。 第二部分:能量转换效率的极限与优化 (Limits and Optimization of Energy Conversion) 这是本书的核心应用部分,聚焦于现代能源系统中的热力学效率瓶颈分析。 朗肯循环与布雷顿循环的高级分析: 不仅限于标准蒸汽和燃气轮机循环的分析,重点讨论了有机朗肯循环(ORC)、跨临界循环(Supercritical Cycles)的设计优化。对燃气轮机叶片边界层效应导致的热损失进行了热力学评估。 热电转换与温差电势 (Thermoelectrics): 详细介绍塞贝克效应、珀尔帖效应,并推导出著名的品质因数(ZT)。分析了新型纳米结构材料在提高ZT值方面的热力学优势,以及其在余热回收中的工程潜力。 燃料电池与电化学热力学: 深入探讨了燃料电池(如PEMFC、SOFC)的吉布斯自由能驱动力,并利用能级图分析了极化曲线背后的热力学和动力学耦合机制。重点讨论了热力学第二定律对电池效率的绝对限制。 低温热力学与制冷技术: 涵盖了斯特林循环、脉冲管制冷机的工作原理,并结合溶解气体动力学,分析了超导磁体冷却系统中的热负荷管理策略。 第三部分:热量传递与流动的耦合效应 (Coupled Heat Transfer Phenomena) 本部分强调热力学与传热学、流体力学的交叉领域,特别关注复杂边界条件下的能量流动。 辐射传热的量子统计模型: 超越传统的斯忒藩-玻尔兹曼定律,引入黑体辐射的量子统计描述,尤其关注光谱分布在高温材料分析中的应用。 固体中的热扩散与晶格振动: 从晶格振动(声子)的角度解释固体导热的微观机理,并讨论非晶体和高熵合金中热导率的异常行为。 多孔介质中的热流体流动: 分析在渗透性介质(如地热系统、储氢介质)中,热量、质量和动量传递的耦合机制,讨论达西定律在温度梯度下的修正形式。 第四部分:高级热力学在材料科学中的体现 (Advanced Thermodynamics in Materials Science) 热力学是理解材料相变和稳定性的核心工具。 相变动力学与形核理论: 深入研究一级和二级相变的吉布斯自由能垒,引入经典形核理论(CNT)及其在合金凝固过程中的应用。 热力学在材料设计中的作用: 介绍 CALPHAD (Calculation of Phase Diagrams) 方法的基础,展示如何利用热力学数据库精确预测复杂合金体系的相平衡图,指导高性能材料的开发。 特色与亮点: 1. 案例驱动的分析: 书中包含大量来自航空航天、新能源、化工过程的实际工程案例,如先进核反应堆的热工水力学分析、聚光太阳能系统的吸热器设计等,确保理论与工程实践的紧密结合。 2. 面向计算的视角: 强调如何将热力学模型转化为可用于数值模拟(如CFD)的输入参数,例如,复杂流体的状态方程的构建与校正。 3. 前沿趋势探讨: 设立专门章节讨论“负熵”工程、火星资源利用中的热力学挑战等新兴研究方向。 总结: 本书旨在将读者从工程热力学的“知道”层面提升到“掌握并能创新”的层面。通过对不可逆过程的深入挖掘、对能量品质的严格量化,以及对跨学科耦合现象的系统性梳理,为下一代能源与工程系统的设计者提供坚实的理论武装和强大的分析工具。阅读本书后,读者将能够独立评估和优化任何复杂热力学过程的性能,超越传统教科书的框架限制。

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读后感

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用户评价

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《计算方法与算法基础》这本书,对于任何需要将工程问题转化为可求解数学模型的人来说,都是不可或缺的工具箱。它的内容覆盖面广而不失深度,从数值积分到常微分方程的数值解法,再到偏微分方程的有限差分和有限元初步介绍,层次感极强。我最欣赏它在讲解误差分析时的严谨态度——它不仅仅告诉你如何计算,更重要的是告诉你计算结果的“可信度”在哪里。例如,在讨论迭代法的收敛性时,作者会详细分析局部收敛速度和全局收敛路径,并通过具体的算例对比牛顿法与割线法在不同函数形态下的表现差异。此外,书中关于矩阵特征值问题的数值解法,如幂法和QR算法的介绍,既保留了数学上的精确性,又兼顾了计算机实现的效率考量,使得读者能够理解算法背后的计算复杂度权衡。这本书的价值在于,它将理论的“美感”与工程实践的“实用性”完美地结合在了一起,是理工科学生迈向独立科研或高级工程设计的重要桥梁。

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《材料科学导论》这本书,在我看来,更像是一次对微观世界与宏观性能之间深刻关联的史诗级探索。它没有停留在简单地罗列材料的分类,而是以一种近乎哲学的深度探讨了晶体结构、缺陷理论如何决定材料的宏观力学、电学和热学响应。书中对相图的解读部分尤为精彩,作者用极其生动的笔触描绘了合金凝固、热处理过程中原子尺度的重排与宏观性能的此消彼长,那些看似枯燥的勒夏特列原理和吉布斯相律,在这里被赋予了鲜活的工程意义。我特别喜欢它对现代材料,如复合材料和功能梯度材料的介绍,这部分内容展现了材料科学的前沿方向,并且提供了扎实的理论框架去理解这些新型结构的设计原理。与市面上其他侧重于实验操作的教材不同,这本书的优势在于其强大的理论基础构建能力,它教会你“为什么”这种材料具有这种特性,而不是仅仅告诉你“它”具有这种特性。读完后,我对“选择合适的材料”这一看似简单的任务,有了完全不同层次的敬畏和理解。

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这本《流体力学基础》简直是为那些渴望深入理解物质运动奥秘的人量身定制的宝典。从最基础的流体静力学原理出发,作者循序渐进地引导我们进入复杂流动的世界。书中对伯努利方程的推导和应用讲解得极其透彻,即便是初次接触这一概念的读者,也能通过清晰的图示和丰富的实例迅速掌握其精髓。尤其让我印象深刻的是对粘性流体和边界层理论的阐述,这部分内容往往是其他教材的难点,但在这里却被分解得条理分明,配有大量的工程背景案例,让人能真切感受到理论如何指导实际问题的解决。阅读过程中,我特别欣赏作者在讲解复杂的偏微分方程组时所采取的策略——不是直接抛出公式,而是先从物理图像入手,将数学模型与实际的动量、能量传递过程紧密联系起来,使得抽象的数学语言变得鲜活可感。它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的工程师在手把手地教授如何分析和预测流体系统的行为,无论是管道设计、空气动力学分析,还是泵和涡轮机的优化,都能从中找到坚实的理论支撑。

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这本《电磁场与电磁波》的叙述方式,彻底颠覆了我对传统电磁学教学的刻板印象。它并非仅仅是麦克斯韦方程组的堆砌,而更像是一部关于电磁现象“可视化”的艺术指南。作者在开篇就花费大量篇幅,用精妙的矢量分析工具(散度、旋度、梯度)来描绘电场和磁场的空间分布,这为后续处理复杂的边界条件打下了坚实的基础。当引入波动方程时,书中对平面波在不同介质中传播的讨论,特别是对反射和折射现象的详细几何光学类比,极大地帮助我理解了电磁波的本质行为,即便是在没有接触光学背景的情况下也能轻松把握。我尤其推崇它对“坡印廷矢量”的讲解,它不仅仅是一个能量流的数学表达,更被清晰地解释为能量在空间中的“流动方向和密度”,这让能量守恒的概念在电磁学中变得触手可及。对于射频和通信领域的学习者来说,这本书提供的从基础理论到传输线理论的无缝衔接,是极其宝贵的财富,它提供了一个清晰的框架去理解电磁现象如何在实际的电子设备中被有效地组织和利用。

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关于《高级控制系统设计》,我的体验是:它是一场对系统动态行为的精准捕获和驾驭的智力挑战。本书的结构设计极富逻辑性,它没有急于进入复杂的状态空间法,而是巧妙地从经典的频域分析(如奈奎斯特图、波德图)出发,为读者构建起一个直观的稳定性和性能评估体系。随后,作者以一种令人信服的方式过渡到现代控制理论,对可控性、可观测性这些抽象概念,提供了大量矩阵分解和奇异值分析的实例支持,使得原本晦涩的代数运算与实际系统设计紧密挂钩。特别值得称赞的是,书中关于非线性系统和鲁棒控制(H-infinity方法)的章节,它没有回避这些前沿领域的复杂性,反而通过精炼的数学工具和恰当的工程例子,为工程师提供了一套应对现实世界中不确定性和模型误差的有效武器。读完这本书,我感觉自己不再是简单地设计一个PID控制器,而是真正能够从系统整体的动态结构出发,去设计出具有内在韧性和高性能表现的闭环控制策略。

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