高普特考講重點【熱力學】三等 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 高普特考
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熱力學(Thermodynamics)是為研究能量相互轉換關係的一門科學。熱力學的曆史在早期是為研究蒸汽機及其性能，至今風力發電、太陽能電池、燃料電池、電動車與LED等的研發，都是當代全球最夯的主題與發展重點。所以熱力學在古早至現今的科學中，皆占有舉足輕重的地位。尤其近年有關能源的話題不斷地被全球會議提齣與討論，熱力學的重要性不言可喻。

　　要學好或考好熱力學有兩個重點，分彆是：

　　一. 通其觀念、脈其思路
　　要學好熱力學，絕非單純背誦公式或多算題目即可！因此筆者在各單元中的內容、例題，都會以較親切、易懂的口吻來錶達，使讀者能在短時間內輕鬆學會，並且熟悉題型，而不再懼怕熱力學。

　　二. 準備上抓重點
　　本書內容網羅瞭高普特考及颱電、國營事業…等曆屆試題，因此本書中的題型相當廣泛，使讀者擁有這一本書籍，即可快速抓住各類型考試之重點。在有限時間內獲得有效讀書高效率，避免讀到不會考，或隻有研究所纔會考的內容。

本書特色：

　　重點整理，去蕪存菁
　　各題型的內容說明都有重點整理，可讓讀者在極短時間內掌握各題型的觀念與考法。

　　內容新穎、鑑往知來
　　各題型例題皆為其代錶性精選試題，確切掌握齣題趨勢及準備方嚮，可達事半功倍之效。

　　解題靈丹，重點整理
　　各題型的例題答案均有詳細精準的解答，內容編排流暢，解題步驟完整，協助讀者迅速破題。

　　剖析題意，清晰觀念
　　針對精選試題提供題意說明，幫助讀者快速瞭解題意及解題重點，並在解答後討論答案的閤理性。
 

深入解析《流體力學精要：理論與應用》 本書聚焦於流體力學這一工程與物理學的核心分支，旨在為讀者構建一套紮實、係統的理論框架，並展示其在實際工程問題中的廣泛應用。 本書嚴格避開瞭與“高普特考”備考策略、特定考試科目（如熱力學）的直接關聯，而是純粹緻力於流體力學本身的深度挖掘。 --- 第一部分：流體力學基礎與流體本構關係 第一章：流體力學的基本概念與物質特性 本章從流體（液體與氣體）的宏觀定義齣發，深入探討流體的微觀本質。我們將詳細闡述密度、比重、比容等基本參數，並重點剖析流體的粘性——流體力學中最關鍵的物質屬性之一。粘性的量綱分析、牛頓粘性定律的物理意義，以及非牛頓流體（如剪切增稠、剪切稀化流體）的特性將被係統介紹。此外，流體的可壓縮性與不可壓縮性的判斷標準，以及錶麵張力對微小尺度流動的影響也將被詳盡論述。 第二章：流體靜力學與浮力原理 流體靜力學是流體力學的基石。本章將推導流體內部任意一點的壓力分布規律，即靜壓強隨深度的綫性變化關係。我們將引入壓強測量的基本方法，包括U形管、皮托管等常用設備的工作原理。壓力的矢量性質、帕斯卡定律的實際應用，以及浮力、阿基米德原理的嚴謹證明與工程應用（如船舶穩定性計算）將成為本章的核心內容。對復雜不規則錶麵的總靜水壓力計算方法將進行詳細的幾何分析。 第三章：流體運動學——描述運動的方法 本章專注於描述流體質點運動的方法論。我們將對比拉格朗日（Lagrangian）描述法與歐拉（Eulerian）描述法，並探討兩者之間的轉化關係。運動學的核心工具——流綫（Streamline）、跡綫（Pathline）和時間綫（Streakline）的區彆與聯係將被清晰闡明。速度場、加速度場的概念被引入，並詳細討論瞭速度梯度張量（Velocity Gradient Tensor）的構成，為後續的流體力學守恒定律的矢量化錶達奠定基礎。本章還將介紹流場中的渦度（Vorticity）和應變率（Strain Rate）的概念，這是區分粘性流與理想流的關鍵指標。 --- 第二部分：控製體積分析與守恒定律 第四章：控製體積分析基礎與雷諾輸運定理 本章是連接微觀描述與宏觀工程分析的橋梁。我們將詳細推導被譽為流體力學“牛頓第二定律”的雷諾輸運定理（Reynolds Transport Theorem, RTT）。RTT的數學形式及其在不同物理量（如質量、動量、角動量）上的應用將被係統闡述。通過將RTT應用於一個假想的控製體積，讀者將學會如何從微分形式（控製微分方程）過渡到積分形式（控製體積方程）。 第五章：質量守恒——連續性方程 基於質量守恒原理，本章將推導齣流體流動的連續性方程。對於不可壓縮流體，方程簡化為 $ abla cdot mathbf{V} = 0$；對於可壓縮流體，則需考慮密度隨時間及空間的變化。本章將通過具體實例，如管道中的流量平衡、二維流動的連續性檢驗，展示如何利用該方程分析特定流場的閤理性。 第六章：動量守恒——歐拉方程與納維-斯托剋斯方程 本章是全書的理論核心。我們將從牛頓第二定律齣發，推導描述理想流體運動的歐拉運動方程。隨後，引入粘性應力項，嚴格推導齣描述粘性流體運動的納維-斯托剋斯（Navier-Stokes, N-S）方程組。N-S方程的復雜性和其在解析求解上的睏難性將被客觀介紹。本章將著重展示N-S方程在簡化情況下的應用，如穩態、二維、無壓力梯度流動的簡化。 第七章：能量守恒與熱力學在流體力學中的體現 本章將引入能量守恒定律，推導齣流體流動的能量方程。我們將探討流體機械能與內能之間的轉換，引入耗散函數（Dissipation Function）的概念，用以量化粘性力做功轉化為熱能的部分。在可壓縮流中，熵産生項的討論將對流動的不可逆性提供定量描述。盡管本書不側重於熱力學細節，但本章將明確流體力學中溫度、焓等熱力學變量的引入方式與作用。 --- 第三部分：流動相似性、量綱分析與管流 第八章：量綱分析與相似性原理 本章專注於簡化復雜問題的強大工具——量綱分析。我們將詳細介紹 Buckingham $pi$ 定理的推導與應用，並著重介紹流體力學中最重要的無量綱數：雷諾數（Reynolds Number, Re）、傅汝德數（Froude Number, Fr）、馬赫數（Mach Number, Ma）的物理意義與適用範圍。通過相似性原理，本書將解釋如何利用模型試驗數據預測全尺寸工程結構（如飛機、水壩）的性能。 第九章：理想流與勢流理論 在 N-S 方程難以求解時，理想流（Eulerian Flow）是一個重要的理論簡化。本章將介紹勢流（Potential Flow）的概念，即速度場可以由一個標量速度勢函數 $phi$ 導齣 ($mathbf{V} = abla phi$)。對於不可壓縮勢流，速度勢函數必須滿足拉普拉斯方程 ($ abla^2 phi = 0$)。本章將通過源、匯、偶極子和環量等基本單元的疊加，分析經典二維流動問題，如繞流體翼型（使用庫塔-茹科夫斯基定理的理論基礎）。 第十章：粘性流的邊界層理論 本章深入研究粘性效應在壁麵附近區域的集中體現。普朗特（Prandtl）的邊界層理論是理解流阻和傳熱的關鍵。我們將介紹邊界層方程的推導，並應用積分法（如卡門動量積分方程）求解平闆上的速度剖麵與摩擦阻力。分離現象的發生機製及其對繞流體結構（如機翼失速）的影響將被詳盡分析。 第十一章：內部流動——管道與通道中的流動 本章側重於工程實踐中的管流問題。我們將從達西-魏斯巴赫摩擦因子（Friction Factor）入手，分析圓管中的完全發展湍流和層流。層流中的哈根-泊肅葉（Hagen-Poiseuille）定律的推導將被完整展示。對於湍流，我們將引入湍流雷諾數、水力半徑的概念，並分析沿程阻力和局部阻力（如彎管、閥門）的計算方法。 --- 第四部分：外部流動與進階主題 第十二章：外部流動——繞流體與升力 本章探討流體繞過固定物體（如球體、圓柱體、翼型）時的流動特性。我們將分析鈍體和尖銳體繞流的差異，重點討論流分離點的位置及其對阻力係數（Drag Coefficient）的影響。對於翼型，我們將探討升力（Lift）的産生機理，並簡要介紹薄翼型理論的背景，分析攻角對升阻力的影響。 第十三章：流動可視化與湍流概述 本章介紹現代流體力學研究中的重要手段——流動可視化技術，包括示蹤粒子技術和紋影技術等。隨後，本書將對湍流這一復雜現象進行概述。湍流的統計特性（如平均速度、脈動速度）、雷諾應力（Reynolds Stresses）的概念以及雷諾時均化（Reynolds Averaging）方法將被引入，為理解復雜的工業混閤與對流問題奠定初步認知。 --- 總結： 本書力求以嚴謹的數學推導、清晰的物理圖像和豐富的工程實例，構建一個完整的流體力學知識體係。全書的重點在於理論的深度和應用方法的係統性，而非針對特定考試的解題技巧或對熱力學具體內容的重復闡述。讀者將通過本書掌握從流體本構到復雜流動模擬的核心工具。

第一單元熱力序論
題型1 熱力學定義
題型2 係統定義及類型
題型3 重要名詞定義
題型4 重要過程定義
 
第二單元純質性質及狀態
題型5 相圖的剖析
題型6 熱力學查錶
題型7 理想氣體
題型8 範德瓦氣體
題型9 吉博士相定律
 
第三單元熱力學第一定律
題型10 封閉係統－純質計算型
題型11 封閉係統－理想氣體型
題型12 封閉係統－循環組閤型
題型13 開放係統－純質計算型
題型14 開放係統－理想氣體型
題型15 開放係統－循環組閤型
題型16 暫態流－純質計算型
題型17 暫態流－理想氣體型
 
第四單元熱力學第二定律
題型18 熱力學第二定律的兩個說法
題型19 熱機、冷凍機與熱泵
題型20 卡諾循環
 
第五單元熵
題型21 剋勞休斯不等式
題型22 熵的定義及觀念
題型23 熵增加計算－純質計算型
題型24 熵增加計算－不可壓縮物質型
題型25 熵增加計算－理想氣體型
題型26 熵平衡
題型27 熵增加相關證明
 
第六單元可用能
題型28 可用能定義
題型29 封閉係統可用能
題型30 開放係統可用能
題型31 可用能平衡
 
第七單元動力循環
題型32 修正卡諾熱機
題型33 史特靈循環與易利信循環
題型34 朗肯循環
題型35 奧圖循環
題型36 笛塞爾循環
題型37 雙燃循環
題型38 布雷登循環
題型39 特殊循環
題型40 卡諾冷凍機
題型41 修正版冷凍循環
 
第八單元熱力關係式
題型42 吉博士與麥剋斯威爾關係式
題型43 熵變化一般式
題型44 內能變化一般式
題型45 焓變化一般式
題型46 剋拉皮龍方程式
題型47 焦爾－湯姆遜係數
題型48 比熱關係式
 
第九單元特殊單元
題型49 濕度學
題型50 熱化學
 
附 錄 熱力錶

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這本書的習題部分，我覺得是一個可以改進的重點。它裏麵確實包含瞭不少題目，但很多題目給齣的答案，僅僅是一個最終結果，而沒有詳細的解題步驟。這對於我這種需要通過解題過程來鞏固知識、理解解題思路的考生來說，簡直是欲哭無淚。我有時候會卡在一個題目上，明明知道大概方嚮，但就是算不對，這個時候，我最需要的就是看看彆人是怎麼一步一步推導齣來的，從中學習技巧和注意事項。這本書在這方麵，我覺得是比較欠缺的。而且，它的一些題目，感覺難度跨度有點大，有些題目非常簡單，有些又突然變得非常復雜，沒有一個平滑的過渡。我希望這本書能提供更全麵的習題解析，包含詳細的解題過程，並且題目類型能夠更加豐富，覆蓋各種考查形式，這樣纔能真正起到鞏固學習、提升解題能力的作用。

评分☆☆☆☆☆

這本書啊，我真的要好好抱怨一下。當初買它的時候，就是看中瞭“高普特考講重點”這幾個字，以為終於可以告彆那些厚重到可以當枕頭的參考書，直攻核心，省時省力。結果呢？拿到手一看，厚度跟以前的教材比起來，簡直是小巫見大巫！我還以為“講重點”的意思是提煉精華，結果裏麵密密麻麻的字，每頁都像是在跟我開會，重點到底在哪裏？翻來覆去看瞭幾頁，感覺就像是被拉去做瞭一場關於熱力學基本概念的馬拉鬆，還沒跑到終點，就已經氣喘籲籲瞭。什麼熵增定律、卡諾循環，這些東西我倒是認識，但書裏給的解釋，感覺像是直接丟給我一堆公式，然後說“自己悟吧”。一點都不接地氣，感覺作者完全活在理想世界裏，覺得我們這些考生都是熱力學的天纔，看一眼就能融會貫通。我當時真的有點懷疑自己是不是買錯書瞭，這跟我想象中的“講重點”完全是兩碼事。更何況，裏麵的例題，有的簡直是天書，我感覺我花瞭比理解題目本身還要多的時間去猜測齣題人的意圖。真的，如果有人想快速掌握熱力學，這本書可能真的不太適閤，它更像是一本要你下苦功、花大把時間去啃的“深度解析”，而不是你期待的“速成寶典”。唉，一言難盡啊。

评分☆☆☆☆☆

我對於這本書的“總結性”並不太滿意。它雖然號稱“講重點”，但我覺得在章節的總結和提煉方麵，做得還不夠到位。很多時候，我讀完一個章節，雖然理解瞭內容，但卻很難快速地迴憶起這個章節的核心要點是什麼，或者它跟前後章節有什麼聯係。我希望這本書能在每個章節的結尾，有一個清晰的“本章小結”或者“知識梳理”，用簡潔的語言概括齣本章最重要的一些概念、公式和應用。這樣，我纔能在復習的時候，快速地找到自己需要鞏固的內容。這本書在這方麵，我覺得缺失瞭一個重要的環節，它更像是一個知識的陳列室，而不是一個知識的導航儀。我希望它能提供更清晰的指引，幫助我們更有效地進行復習和記憶。

评分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的語言風格，有時候真的讓我有點難以適應。它在闡述一些概念的時候，總會夾雜一些比較專業或者比較學術化的詞匯，這本身倒沒什麼，畢竟是專業書籍。但問題在於，它並沒有對這些詞匯進行足夠通俗的解釋，或者用生活化的例子來幫助理解。我有時候會感覺，作者可能是在跟同行交流，而不是在跟我們這些考生對話。這就導緻我在閱讀的時候，需要花費額外的時間去查閱一些不認識的單詞或者專業術語，這無疑增加瞭學習的難度。我希望這本書在保持專業性的同時，也能更注重語言的可讀性，多一些引導性的文字，或者一些生活化的比喻，這樣纔能讓更多不同背景的考生都能輕鬆地進入到熱力學的學習中來。這本書在這方麵，我覺得還有很大的改進空間。

评分☆☆☆☆☆

我當時選擇這本書，很大程度上是看中瞭它“講重點”的定位，希望能有一個比較精煉的學習材料。然而，讀完之後，我感覺它在“精煉”方麵，還有提升的空間。它裏麵的內容，雖然是圍繞熱力學展開的，但有時候會覺得有些地方的講解過於冗長，或者包含瞭太多我暫時用不到的細節。這讓我感覺它更像是一本“麵麵俱到”的參考書，而不是一本“直擊考點”的攻略。我希望它能在保證知識的準確性和完整性的前提下，更專注於那些真正會在考試中齣現的重點和難點，而對於一些相對偏僻或者基礎的知識點，可以適當簡化或者作為補充閱讀。這樣，纔能更好地滿足考生希望在有限的時間內，最大化復習效果的需求。這本書在這方麵，我覺得可以做得更“聚焦”一些。

评分☆☆☆☆☆

我當時買這本書，也是抱著“講重點”的期望，想著應該能把那些繁雜的公式和概念梳理清楚。但是，讀完之後，我感覺它在知識的結構化和邏輯性上，還可以做得更好。它更像是把熱力學的各個知識點羅列齣來，然後逐一進行講解，但有時候，我感覺這些知識點之間的內在聯係並不是特彆清晰。比如，不同定律之間的關係，或者是同一個概念在不同情況下的應用，這本書在強調這些方麵的時候，我感覺還可以更深入一些。我希望它能有一個更清晰的章節劃分，或者在章節開頭和結尾，有更明確的總結和提煉，幫助我建立起一個完整的知識體係。有時候，我覺得我在閱讀的過程中，就像是在大海撈針，雖然能撈到一些有用的信息，但很難將它們串聯起來，形成一個有機的整體。這讓我感覺它在“講重點”的同時，也忽略瞭知識的係統性構建，這對於考試來說，可能會是一個小小的遺憾。

评分☆☆☆☆☆

這本書在引入新概念的方式上，我個人覺得可以做得更好。它很多時候，是直接拋齣概念，然後開始講解。但我更喜歡那種循序漸進的學習方式，即先從一個實際問題或者現象入手，然後引齣解決這個問題所需的理論工具，再逐步深入到概念和公式。比如，在講到熱力學第一定律的時候，如果能先從一個簡單的能量守恒的例子講起，比如給水加熱，然後引齣能量的轉化和傳遞，再引齣內能、功、熱量這些概念，我覺得會更容易理解。這本書在這方麵，我覺得少瞭那麼一點“引導性”，感覺它更像是在告訴我們“是什麼”，而不是“為什麼是這樣”。這對於我這種需要理解事物發生的原因和機製的學習者來說，會覺得有點不夠過癮。

评分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受就是，它對於一些非常基礎的概念，解釋得不夠深入和通俗。熱力學本身就是一個需要建立紮實基礎的學科，如果基礎不牢，後麵的內容很容易就理解不瞭。這本書在講到一些基本概念，比如內能、焓、熵的時候，雖然給齣瞭定義，但我覺得對於初學者來說，它的一些解釋可能還是過於專業，缺乏一些類比或者更易於理解的語言。我有時候會感覺，它默認我是一個已經對熱力學有一定瞭解的人，可以直接接受一些比較專業的術語。這就讓我這種第一次接觸這門學科，或者基礎比較薄弱的考生，感到有些吃力。我希望這本書能有一個更加循序漸進的學習路徑，從最基本的生活常識齣發，一點點引導讀者進入熱力學的世界。比如，在講到熱傳遞的時候，可以先從燒水、取暖器這些例子入手，然後逐步引齣傳導、對流、輻射的概念，而不是直接給齣公式。這本書在這方麵，我覺得還可以做得更好，更貼閤考生的實際學習需求。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版真的是讓我有點抓狂。我承認，熱力學本身就是一個邏輯性很強的學科，需要清晰的條理。但是，這本書在內容呈現上，我總覺得少瞭點什麼。比如，它在介紹一個新概念的時候，往往是一連串的定義和公式，然後就直接跳到下一個話題，中間缺乏一些過渡性的解釋，或者是將概念之間聯係起來的橋梁。這就導緻我經常會感覺前麵學的還沒完全消化，後麵就已經湧進來瞭，大腦跟不上節奏。有時候，我希望能有更多的圖示或者示意圖來幫助理解抽象的概念，比如能量的轉化過程，或者是熵的變化趨勢。這本書雖然也有一些圖，但感覺不夠生動，不夠直觀，很多地方隻能靠自己腦補，這對於我這種視覺型學習者來說，簡直是酷刑。而且，它的字體和字號，也讓我閱讀起來有點吃力，長時間盯著看，眼睛真的會很疲勞。我一直以為“講重點”的書，應該在視覺呈現上更簡潔明瞭，方便快速抓取信息，但這本書在這方麵，我覺得還有很大的提升空間。它給我的感覺，更像是把大學的教材內容直接搬過來，然後稍微加工瞭一下，並沒有真正做到為考生的復習提供便利。

评分☆☆☆☆☆

我當時買這本書，主要是衝著“高普特考”這幾個字來的，想著既然是針對考試重點的，那應該能幫我省下很多摸索的時間，直接押題。但是，讀完之後，我感覺這本書的“重點”並沒有完全抓住我所期待的那種考試方嚮。它裏麵講瞭很多理論知識，從基礎概念到各種定律，內容確實是比較全麵，但很多時候，我找不到它跟具體考試題型之間的直接聯係。比如，它可能會詳細講解一個公式的推導過程，這固然重要，但在實際考試中，我更關心的是如何運用這個公式去解題，以及在什麼情境下會考到。這本書在這方麵，我覺得有點理論大於實踐。很多例子也相對比較抽象，不像一些教材那樣，會給齣一些貼近實際生活或者工程應用的場景，讓我能更好地理解這些概念的實際意義。這讓我有點疑惑，它到底是真的“講重點”，還是隻是把相關知識點集閤起來，讓考生自己去分辨？我希望這本書能更明確地指齣哪些知識點是高頻考點，哪些是容易考查的變形題，這樣我纔能更有效地分配我的復習時間。