Предисловие. 
Термодинамика

Данный учебник написан на основании курса лекций, прочитанного автором студентам МГТУ им. Н. Э. Баумана, и ориентирован на студентов технических вузов. При подготовке курса были использованы как отечественные учебники по термодинамике, так и некоторые современные учебники по термодинамике США и Германии, которые (насколько известно автору) еще не переводились на русский язык.

Структура учебника является традиционной, однако некоторые вопросы освещены более подробно. В частности, большое внимание в данной книге уделено такому важному понятию, как термодинамическое равновесие. Показано, что законы сохранения во многих случаях полезно рассматривать как балансовые соотношения. Продемонстрировано, какую существенную роль при анализе термодинамических процессов играет принцип возрастания энтропии. Показан многогранный характер энтропии: это величина, передаваемая с потоком теплоты, характеристика вероятности состояния системы, мера необратимости процесса, с использованием энтропии можно определить направление самопроизвольного протекания процесса. Подробно рассказывается об уравнениях состояния реального газа. Основные положения термодинамики излагаются на примере однокомпонентных термодинамических систем, однако при изложении особенностей термодинамики процессов горения рассматриваются сложные термодинамические системы с химическими и фазовыми превращениями. В частности, приведено описание способа расчета равновесного состава сложных термодинамических систем.

Представленная в учебнике теория проиллюстрирована примерами. После каждой главы приведены вопросы для самопроверки и задачи для самостоятельного решения, цель которых — лучшее понимание и закрепление прочитанного. В конце книги дан список источников информации о термодинамических свойствах веществ, которые можно использовать для решения приведенных задач.

Время не входит в список основных параметров, которыми оперирует термодинамика, поэтому в рамках термодинамики вопрос о скорости протекания процессов не рассматривается. Однако во многих случаях время можно использовать совместно с законами термодинамики. Это очень важное обстоятельство, поскольку в реальной жизни часто приходится иметь дело с такими понятиями, как мощность и тепловой поток. Многие технические устройства характеризуются потребляемой или генерируемой мощностью, а теория теплообмена изучается в технических вузах. В данном учебнике основные законы термодинамики изложены с использованием этих зависящих от времени понятий. Надеемся, такой подход поможет формированию у студента представления о том, какое место занимает фундаментальная термодинамика в реальном мире и как можно использовать законы термодинамики для решения прикладных задач.

Примечание: в данном учебнике в качестве единиц измерения давления используются бары: 1 бар = 10⁵ Па.

В результате изучения материала учебника студент должен:

знать

• • основные понятия и основные законы термодинамики, прежде всего, закон сохранения энергии и принцип возрастания энтропии;
• • основы теории циклов тепловых машин;
• • особенности термодинамики сложных систем;

уметь

• • формулировать термодинамическую модель изучаемого состояния или процесса;
• • выполнять расчеты свойств газовых смесей и характеристик термодинамических процессов;
• • использовать уравнения состояния реального газа;

владеть

• • навыками использования математического аппарата термодинамики;
• • навыками поиска информации о термодинамических и теплофизических свойствах веществ в справочной литературе и сети Интернет;
• • навыками применения законов термодинамики для анализа состояний и процессов в закрытых и открытых системах.

Автор с благодарностью примет замечания и пожелания по улучшению данного учебника. Ваши предложения и замечания можно присылать на адрес электронной почты: Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script.