圖解熱力學

熱力學（thermodynamics）主要是在探討流體（液體與氣體）之能量儲存、轉換以及轉化的學科，其中包含能量不滅之觀念與能量間之轉換效率，最後將其理論應用在工程上之各種裝置與系統。例如汽車、輪船、飛機之引擎、水力、火力、核能發電廠、汽電共生廠、燃料電池、冷凍空調，以及化工廠、藥廠、食物製造廠中之部分製程等各種領域皆需運用熱力學之理論分析，另外近年來工程師也運用熱力學發展能取代石化燃料之新能源，減少主要汙染源，同時也致力於風能、水力發電、生質燃料、氫能、太陽能等以期發展出永續能源系統。
本書中，作者依據多年之教學經驗，將繁瑣之理論推導去除，主要著重於物理現象之闡述，以簡單易懂之圖文說明，搭配精挑細選出重要且經典之範例，使讀者經由研習本書後，對熱力學有具體之認識，奠下良好之基礎，並建立正確、完整及清晰之知識與觀念。因此，本書相當適合作為教科書或參考用書，也可提供工程技術人員參考。
全書共分11章，內容編排有序而嚴謹，並採用公制以適合學習，主要特色如下：
一、 將各章理論觀念作重點式之分析，並輔以大量圖表使讀者易於理解，減少艱澀之論述與複雜之公式推導。
二、 每章都設計了豐富之範例，分析方法詳盡、清晰明瞭、易於融會貫通，並藉由各種相關考試題目以訓練讀者將理論應用於實際計算，進而提高修習興趣。
三、 各章後面均附有習題，以利讀者對所學理論作一回顧與應用練習，讀者可經由這些練習來強化學習效果。
四、 筆者將豐富教學經驗及參加各類考試實戰技巧，融入內文與範例中，對於有志於參加各類公職考試或欲考取相關證照之讀者而言，本書絕對有莫大之幫助，千萬不可錯過。
本書能順利完成，筆者除了要感謝五南出版社之鼎力協助外，更要感謝我的家人對我的支持與鼓勵。由於本書是筆者利用晚上及假日時間所完成的，雖在寫作及解題過程中力求完善，但唯恐其內容仍有謬誤之處，尚祈諸位先進及讀者見諒，並請不吝批評與指正。

熱力學（thermodynamics）主要是在探討流體（液體與氣體）之能量儲存、轉換以及轉化的學科，其中包含能量不滅之觀念與能量間之轉換效率，最後將其理論應用在工程上之各種裝置與系統。例如汽車、輪船、飛機之引擎、水力、火力、核能發電廠、汽電共生廠、燃料電池、冷凍空調，以及化工廠、藥廠、食物製造廠中之部分製程等各種領域皆需運用熱力學之理論分析，另外近年來工程師也運用熱力學發展能取代石化燃料之新能源，減少主要汙染源，同時也致力於風能、水力發電、生質燃料、氫能、太陽能等以期發展出永續能源系統。
本書中，作者依據多年...

第1章　觀念與定義
1-1 熱力學之概述與連續體之觀念
1-2 重要名詞定義
1-3 壓力　
1-4 溫度、熱力學第零定律與熱力學溫標　
1-5 功　
1-6 封閉系統所作之功　
1-7 開放系統所作之功　
1-8 熱　
1-9 習題　

第2章　純物質的性質
2-1 相與純物質　
2-2 純物質之相變化過程　
2-3 純物質之相變化過程之性質圖　
2-4 相律　
2-5 乾度　
2-6 熱力性質表及其查表程序　
2-7 理想氣體及其狀態方程式　
2-8 真實氣體狀態方程式　
2-9 壓縮性因子與對應狀態原理　
2-10 習題　

第3章　熱力學第一定律
3-1 能量形式　
3-2 熱力學第一定律　
3-3 流能與焓　
3-4 比熱　
3-5 固體、液體及理想氣體之比熱
3-6 顯熱與潛熱　
3-7 封閉系統熱力學第一定律　
3-8 封閉系統熱力學第一定律之五大特殊過程　
3-9 開放系統之質量守恆定律與熱力學第一定律　
3-10 開放系統熱力學第一定律之五大特殊過程　
3-11 開放系統非穩流過程之熱力學第一定律　
3-12 開放系統常見穩流裝置之分析—渦輪機與壓縮機　
3-13 開放系統常見穩流裝置之分析—噴嘴與升壓器　
3-14 開放系統常見穩流裝置之分析—節流閥　
3-15 開放系統常見穩流裝置之分析—混合室　
3-16 開放系統常見穩流裝置之分析—熱交換器　
3-17 開放系統常見穩流裝置之分析—管路與管道流動　
3-18 習題　

第4 章　熱力學第二定律
4-1 熱力學第二定律之簡介　
4-2 能量貯槽　
4-3 熱力學第二定律之兩個論述　
4-4 熱力學第二定律之兩個論述之對等性　
4-5 熱機及其熱效率　
4-6 冷機及其性能係數　
4-7 熱泵及其性能係數　
4-8 可逆與不可逆過程　
4-9 不可逆性　
4-10 外可逆、內可逆與全可逆過程　
4-11 卡諾循環與卡諾原理　
4-12 卡諾熱機　
4-13 卡諾冷機　
4-14 習題　

第5 章　熵與可用性
5-1 克勞休斯不等式及熵　
5-2 熱力學第三定律　
5-3 可逆過程之熵變化　
5-4 熵增加原理　
5-5 熵變化之關係式　
5-6 可逆穩流絕熱裝置之等熵或絕熱效率（或第一定律效率）　
5-7 可用性、可逆功、有用功與不可逆性　
5-8 系統可用性之變化　
5-9 熱、功與質量所傳遞之可用性
5-10 可用性耗損、可用性減少原理與可用性平衡　
5-11 第二定律效率　
5-12 習題　

第6 章　氣體動力循環
6-1 理想循環與動力循環之理想化條件　
6-2 內燃機與外燃機之概述　
6-3 空氣標準假設與循環　
6-4 往復式引擎概述　
6-5 奧圖循環及其熱效率　
6-6 狄賽爾循環及其熱效率　
6-7 雙燃循環及其熱效率　
6-8 布雷登循環及其熱效率　
6-9 實際布雷登循環與理想布雷登循環之差異　
6-10 具有再生器之布雷登循環　
6-11 具中間冷卻、再熱及再生器之多階段壓縮與膨脹之布雷登循環　
6-12 理想噴射推進循環　
6-13 理想噴射推進循環之過程分析　
6-14 習題　

第7 章　蒸氣與複合動力循環
7-1 朗肯循環及其過程　
7-2 朗肯循環之熱效率　
7-3 實際朗肯循環（實際蒸氣動力循環）　
7-4 具有再熱器之朗肯循環　
7-5 具有再熱器之朗肯循環熱效率　
7-6 具有再生器之朗肯循環　
7-7 具開放式飼水加熱器之朗肯循環熱效率　
7-8 具密閉式飼水加熱器之朗肯循環　
7-9 汽電共生之概述　
7-10 實際汽電共生　
7-11 複合循環之概述　
7-12 習題　

第8 章　冷凍循環
8-1 冷凍循環　
8-2 逆卡諾循環　
8-3 理想蒸汽—壓縮冷凍循環　
8-4 理想蒸汽—壓縮冷凍循環之過程及性能係數　
8-5 實際蒸汽—壓縮冷凍循環　
8-6 吸收式冷凍循環系統　
8-7 吸收式冷凍循環系統之特點及性能係數　
8-8 串接式冷凍循環系統　
8-9 含中間冷卻之多階段壓縮冷凍系統　
8-10 熱泵系統　
8-11 氣體冷凍循環　
8-12 氣體冷凍循環之性能係數　
8-13 氣體冷凍循環之應用　
8-14 習題　

第9 章　熱力性質關係式
9-1 偏微分關係式　
9-2 克拉佩龍方程式　
9-3 簡單可壓縮系統之內能變化關係式　
9-4 簡單可壓縮系統之焓變化關係式　
9-5 簡單可壓縮系統之熵變化關係式　
9-6 簡單可壓縮系統之比熱變化關係式　
9-7 焦耳—湯姆遜係數　
9-8 焦耳—湯姆遜係數之關係式　
9-9 習題　

第10 章　混合氣體、濕空氣與空氣調節
10-1 混合氣體之組成　
10-2 道耳吞分壓定律與阿馬伽分體積定律　
10-3 理想氣體之混合　
10-4 大氣空氣（濕空氣）及其特性　
10-5 乾球溫度與露點溫度　
10-6 絕熱飽和溫度　
10-7 濕球溫度　
10-8 空氣調節概述　
10-9 濕式冷卻塔　
10-10 習題　

第11 章　基本化學（燃燒）反應
11-1 燃料之概述　
11-2 燃燒之概述　
11-3 燃燒過程之相關重要名詞　
11-4 燃料之熱值與絕熱火焰溫度　
11-5 理論燃燒與實際燃燒　
11-6 習題　
附表

第1章　觀念與定義
1-1 熱力學之概述與連續體之觀念
1-2 重要名詞定義
1-3 壓力　
1-4 溫度、熱力學第零定律與熱力學溫標　
1-5 功　
1-6 封閉系統所作之功　
1-7 開放系統所作之功　
1-8 熱　
1-9 習題　

第2章　純物質的性質
2-1 相與純物質　
2-2 純物質之相變化過程　
2-3 純物質之相變化過程之性質圖　
2-4 相律　
2-5 乾度　
2-6 熱力性質表及其查表程序　
2-7 理想氣體及其狀態方程式　
2-8 真實氣體狀態方程式　
2-9 壓縮性因子與對應狀態原理　
2-10 習題　

第3章　熱力學第一定律
3-1 能量形式　
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