内容提要

本书主要讲述了工程热力学和传热学的基本概念、基本定律，水蒸汽及湿空气的热力性质，导热、对流、

辐射三种热传递方式的原理与计算，换热器的热力计算等。本书还简要介绍了制冷原理、化学热力学、传质学

的有关内容。全书分为十四章，每章后面附有思考题和习题。

本书可做为高等学校通风与安全、矿建、暖通、化工等专业及其它非动力类专业的教材，也可供有关的工

程技术人员参考。

目录

绪论

第一章 热工学的基本概念

第一节 热力系

第二节 状态和状态参数

第三节 平衡状态

第四节 状态方程和状态参数坐标图

第五节 过程和循环

第六节 功和热量

第七节 三种基本热传递方式

第二章 热力学第一定律

第一节 热力学第一定律的实质及其表达式

第二节 热力系的能量

第三节 热力学第一定律解析式

第四节 热力学第一定律应用于开口热力系

第五节 功和热量的计算及其在p—v图和T—s图中的表示

第三章 气体的热力性质和热力过程

第一节 实际气体和理想气体

第二节 理想气体状态方程和通用气体常数

第三节 理想气体热力性质

第四节 理想混合气体

第五节 理想气体的热力过程

第六节 实际气体的状态方程

第四章 热力学第二定律

第一节 自然过程的不可逆性

第二节 热力学第二定律的实质与表述

第三节 卡诺循环及卡诺定理

第四节 熵

第五节 孤立系统熵增原理

第五章 压气机工作原理

第一节 单级活塞式压气机工作原理

第二节 单级活塞式压气机耗功量

第三节 两级活塞式压气机工作过程

第六章 水蒸汽

第一节 水蒸汽的发生过程及p－v图和T－s图

第二节 水蒸汽图表及其应用

第三节 绝热节流

第四节 水蒸汽的热力过程

第五节 水蒸汽的热力循环

第七章 湿空气

第一节 湿空气的状态参数

第二节 湿空气的焓湿图及热湿比

第三节 湿空气的露点和湿球温度

第四节 湿空气的基本热力过程

第八章 制冷原理

第一节 概述

第二节 常用制冷剂及其性质

第三节 压缩式制冷

第四节 吸收式制冷

第五节 蒸汽引射式制冷

第六节 制冷系统设计

第九章 化学热力学基础

第一节 热力学第一定律在化学反应中的应用

第二节 生成焓

第三节 稳定流动中化学反应热效应的计算

第四节 热力学第二定律在化学反应中的应用

第五节 热力学第三定律

第十章 导热

第一节 温度场与温度梯度

第二节 傅利叶定律

第三节 导热微分方程式

第四节 一维稳态导热

第五节 二维稳态导热

第六节 非稳态导热

第七节 导热的数值解法

第十一章 对流换热

第一节 对流换热的概念

第二节 对流换热微分方程组

第三节 流动边界层和温度边界层

第四节 相似原理

第五节 准则形式的关联式

第十二章 辐射换热

第一节 热辐射的基本概念

第二节 热辐射的基本定律

第三节 辐射换热计算

第四节 气体辐射

第十三章 传热和换热器

第一节 传热基本概念

第二节 换热器种类及平均温差

第三节 换热器热计算原理

第四节 传热的强化和保温技术

第十四章 传质

第一节 概说

第二节 扩散的基本定律

第三节 对流传质及传质系数

第四节 质量和热量的同时传递

附录

附录1 常用气体的某些基本热力性质

附录2 饱和蒸汽表（按温度编排）

附录3 水与过热蒸汽表

附录4 氨（NH3）的饱和蒸汽表

附录5 氟利昂—12的饱和蒸汽表

附录6 在101325Pa（1atm）下干空气的热物理性质表

附录7 饱和水的热物理性质

附录8 饱和线上蒸汽的热物理性质

附录9 液体的热物理性质

附录10 金属材料的密度、比热和导热率

附录11 保温、建筑及其它材料的密度和导热数

附录12 几种保温、耐火材料的导热率与温度的关系

附录13 在p＝1.01325×105Pa下烟气的热物理性质

（烟气中组成成分：rco2＝0.13，rH2o＝0.11，rN2＝0.76）

附录14 气体和蒸汽在空气中的质扩散率（25℃，1.01325×105Pa）

附图1 水蒸汽的h－s图

附图2 氨（NH3）的lgp—h图

附图3 湿空气的H—d图

附图4 氟里昂—22的lgp—h图

附图5 氨水溶液的h—ε图

主要参考文献

绪论

人类社会的发展，使人们不断地开发和利用自然界的各种能源。风力、水力、燃料的化学

能、太阳能、地下热能和原子核能等，都是先后被人类利用来代替人力或畜力发展生产的自

然界的能源。就目前的技术水平看，矿物燃料如煤、天然气、石油等的化学能仍是主要能源，

其次是原子能、水力、太阳能、风能等。人类利用能量一般有两种方式：一种是转换为热能应

用于生产与生活；另一种则是转换为机械能或电能用作动力。

热工学包括工程热力学和传热学两部分。

工程热力学研究能量（特别是热能）的性质，及其与机械能或其它形式的能量之间的相

互转换规律。其主要内容为：（1）作为工程热力学理论基础的三个基本定律，即热力学第一、

第二、第三定律；（2）常用工质的热力性质；（3）根据热力学基本定律，结合工质热力性质，分

析估算实现热能与机械能之间相互转换的各种热力过程和热力循环，指出提高转换效率的

正确途径。

传热学是研究热量传递规律的学科。其主要内容为：（1）三种基本热量传递方式：导热、

对流、热辐射；（2）质量传递的基本规律；（3）根据传热、传质规律进行有关分析和计算。

热力学是在研究热机效率的基础上，于19世纪中叶由于建立了热力学第一定律和第二

定律而形成的。在初期，它所涉及的内容主要是热能与机械能的转换。以后，由于热力学在

化工、冶金、制冷、空调以及近年来的低温、超导、反应堆、以至气象、生物等方面获得了越来

越广泛的应用，因而热力学的研究范围扩大到了化学、物理化学、电、磁、辐射等现象。本书仅

介绍工程热力学的内容，即仅限于讨论热能与其它形式的能量之间的相互转换。

哪里有温度差，哪里就有热量交换现象存在。由于换热现象普遍存在并且在人类物质生

产过程中起着重要的作用。因此，传热学引起许多部门科技工作者的重视。从事热能动力工

程的科技人员，必须掌握和运用换热规律，妥善处理换热问题，根据工程实际需要增强或削

弱热量传递。对于其它许多部门，传热学的应用也十分广泛。例如，在机械制造部门，工件在

冷加工或热加工过程中的温度控制；在电子工业部门，电子元件或电子设备的冷却；在化工

部门，如何保证化工流程中的最佳温度；在食品加工部门，食品在干燥、贮藏和运输过程中，

低温的产生和维持；在采矿工程中，矿井通风系统的空气调节、火灾烟流与巷道壁面的热交

换等都要用到传热学的知识。

因此，热工学是分析热能与其它形式能量之间的转换规律，以及有效利用能量的重要理

论基础。对于从事能源研究和利用的科技人员来说，有必要学习和掌握热工学的知识，并将

其应用于不同的工程实际中去。热工学的研究方法是采用宏观的研究方法，其特点是根据工

程热力学的基本定律和传热学的热量传递规律，运用严密的逻辑推理，对物体的宏观现象进

行分析研究，而不涉及物质的微观结构和微观粒子的运动情况。这种抽出共性，抓主要矛盾

的处理问题方法，在热工学的理论分析中特别有用，不仅不脱离实际，而且能反映客观事物

的本质。在学习热工学的过程中，要逐渐掌握热工学的宏观研究方法。

热工学采用国际单位制，其国际代号为SI，国际单位制是1960年第十一届国际计量大

会通过的。其基本单位共七个，即长度的米（m），质量的千克（kg），时间的秒（s），电流的安培

（A），热力学温度的开尔文（K），物质量的摩尔（mol），发光强度的坎德拉（cd）。另有二个辅助

单位，即平面角的弧度（rad），立体角的球面度（sr）。利用这些基本单位和辅助单位可以导出

一系列具有专门名称的导出单位，这样就可以构成不同科学技术领域中所需要的全部单位。

国际单位制是米制单位基础上发展起来的米制单位现代化形式。