前言

科技发展为热力学的应用开辟了广阔的前景。热力学在新兴动力装置、新工质、新能源的开发利用，在节能原理及技术的应用、总能系统的优化、高效热工设备的设计等方面都起到了重要的作用。随着科技发展及用能水平的提高，人们对不同形式能量的性质以及能量转换规律的认识也大大提高，使热力学的理论研究有了很大进展。如非平衡热力学、有限时间热力学、变质量系统热力学、溶液热力学、化学热力学以及热力学与其他学科交叉的边缘学科等，都有了不同程度的发展。作为热科学各个分支共同基础的经典热力学，只有在不断完善自身结构的过程中才能发挥其更大的作用。

科技的迅速发展、新知识的激增对教学提出了更高的要求。但是，工程热力学的教学内容及体系基本上仍沿袭19世纪在探索“未知”的过程中所建立的CJKCP体系，它的起点较低，有些方面比较陈旧落后。目前的这种教学状况与教学面向21 世纪的要求及科技发展的形势是很不相称的。教学起点急待提高，教学内容急需充实，教改力度理应加强。

1995年国家教委制定的《面向21世纪教学内容和课程体系改革计划》正式启动，这项具有远见卓识的计划对于各系列课程的改革无疑具有强大的“整体推动”作用。本书是根据该计划的改革精神，结合学科发展及课程教学的现状，并在认真总结多年教改经验的基础上编写而成的。

教学过程是传授“已知的”“成熟的”知识的过程，可以不必完全重复前人对“未知”的思辨探索过程，应当而且可以在现代认识水平的基础上，重新组织教学内容，使课程体系更全面地反映学科的全貌，又具有更好的教学适用性和工程实用性。学时数是有限的，新的课程体系必须建立在新的教学起点上，把重点后移，才有可能把学科近期发展的新成果充实到教学内容中去。

理论的发展是积累和更新、继承和批判的辩证统一。继承并非照搬，本书在“起点提高、重点后移”的思想指导下，慎重地处理了“继承”与“发展”的关系， 采用外界分析法（SAM）的结构形式，实现了“起点”及“重点”的转移。“起点提高”的含义是，跃过前人对一系列重要概念（如热力学能、熵等）的曲折的“探索未知”的思辨过程，而在现代认识（即前人的论证结果）的基础上直接给出它们的确切定义，并以此作为本学科的新的起点。“重点后移”的意思是，把学科的基本内容及论证重点，从论证这些参数的存在转移到对这些参数发生变化的根本原因以及对变化过程中所遵循的客观规律的描述及论证上来。

外界分析法是在长期教学实践中逐步形成的，其正确性及优越性也在教学实践中得到了证实。SAM体系的主要优点体现在以下几个方面：

（1） SAM体系建立在现代认识水平的基础上，“起点提高、重点后移”既符合学科发展的现状，又符合教学面向21世纪的教改要求，较好地处理了继承与发展的关系。

（2） SAM体系对于基本定律的表述，具有较大的包容性及普遍适用性，这是SAM 体系的逻辑结构（包括初始条件、物理模型、研究范畴、基本思路、论证方法、内在联系等）所决定的。在进行热力分析时，应用SAM体系的普遍关系式着手比较容易，具有较好的工程实用性。

（3） SAM体系中的概念及定义都是在对具体事物的特殊本质的仔细分析的基础上提出来的，因此，这些概念、定义以及相应的计算公式都具有唯一确定的性质。理解了物理意义，也就记住了公式，实用性好。

（4） SAM体系中所内含的基本思想方法，在教学过程中能够潜移默化地起作用，这种内在的保证体系，能“逼迫”学生多次重复地进行外界分析法的实践，这对培养和提高热力分析的能力有明显的效果。

本书篇幅较大，其主要原因是：

（1） SAM体系是一种全新的体系，许多新的概念及新的论证方法都是首次发表，必须尽可能地交代清楚。

（2） 热力学理论的应用范围极为广泛，涉及许多专业。本书提供的内容可使不同的专业及不同层次的读者都有充分的选择余地。

（3） 为了适应学时减少的趋势，提供详尽的教材，不仅便于学生自学，而且具有资料保存的价值，可供以后查用。

吉林工业大学、浙江大学、西安交通大学及天津大学承担了“面向21 世纪工程热力学教学内容及课程体系改革”的研究课题。编写本书是其中的重要任务之一，由吉林工业大学课题组陈贵堂、张忠进教授、崔淑琴副教授担任。本书由陈贵堂编著，张忠进和崔淑琴承担了部分制表、录入及排版等工作。

北京理工大学出版社对编写工作热诚支持，通力合作； 聘请国家教委热工课程指导委员会副主任委员、浙江大学吴存真教授担任审稿； 许多同行及教研室的同事们对编写工作热情支持和鼓励，提出了不少宝贵的意见和建议，在此，谨致深切的感谢。

在外界分析法形成的重要阶段，故人李谦六先生曾给予热情的鼓励和具体的帮助，谨以此书，告慰于九泉。

由于编者水平有限，很多内容是初次提出，不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。

 陈贵堂

1997年9月于吉林工业大学