کتاب مبانی ترمودینامیک - زونتاگ | افضلی

کتاب مبانی ترمودینامیک تالیف بورگناگ و زونتاگ، با ترجمه ی محمدرضا افضلی توسط انتشارات کتاب دانشگاهی به چاپ رسیده است.

ترمودینامیک علمی است که با انرژی سر و کار دارد و تمرکز آن بر ذخیره سازی انرژی و فرآیند های تبدیل انرژی است. در واقع ترمودینامیک، ورای توصیف فرآیند ها و سیستم پایه، وضعیت های خاصی مانند هوای مرطوب جو را، که مخلوطی از گازهاست، و احتراق سوخت هایی مانند زغال سنگ، نفت، و گاز طبیعی را، که فرآیند شیمیایی و تبدیل انرژیِ مورد استفاده در اغلب وسایل تولید توان است، نیز شامل می شود.

کتاب "مبانی ترمودینامیک" با هدف تشریح دقیق و جامع ترمودینامیک کلاسیک به کمک دانشجویان و اساتید گرامی آمده است؛ این کتاب زمینه های لازم برای مطالعات بعدی را در حوزه هایی مانند مکانیک سیالات، انتقال گرما و ترمودینامیک آماری فراهم می آورد. کتاب مذکور متشکل از پانزده فصل می باشد که عبارتند از: 1- آشنایی و مقدمات 2- خواص ماده خالص 3- معادله انرژی و قانون اول ترمودینامیک 4- تحلیل انرژی برای حجم کنترل 5- قانون دوم ترمودینامیک 6- آنتروپی 7- تحلیل آنتروپی برای حجم کنترل 8- اکسرژی 9- سیستم های توان و تبرید-با تغییر فاز 10- سیستم های توان و تبرید - سیال های عامل گازی 11- مخلوط های گازی 12- رابطه های خاصیت ترمودینامیکی 13- واکنش های شیمیایی 14- آشنایی با تعادل فاز و تعادل شیمیایی 15- جریان تراکم پذیر

در فصل اول مهم ترین مفاهیم فیزیک و در فصل دوم حوزه های مختلف رفتار های حالات جامد، مایع و گازرا شرح می دهد.

در فصول سوم و چهارم منابع انرژی مصرفی ما و شیوه های متداول برای صرفه جویی را بیان می کند.

در فصل پنجم به معرفی قانون دوم ترمودینامیک و نامعادله کلاوزیوس می پردازد و سپس در فصل ششم معادله های آنتروپی را شرح می دهد.

در فصل هفتم سرد کن های میانی و باز گرمکن ها را توصیف می کند.

در فصول هشت و نه به بحث کاربرد اکسرژی می پردازد.

و در فصول دهم و یازدهم، جنبه های ترمودینامیکی مواد مختلف گازی را توضیح می دهد.

فصول دوازده و سیزده را به مطالعه ی سیستم هایی که در آن واکنش های شیمیایی انجام می گیرد، بر اساس قانون های اول و دوم ترمودینامیک اختصاص می دهد.

و نهایًتا در فصول چهارده و پانزده به معیارهای تعادل و جنبه های ترمودینامیکی جریان های تراکم پذیر در مجراها می پردازد.

شایان ذکر است که در انتهای فصول با ارائه ی مسائل و پرسش های چالش برانگیز یادگیری مخاطبان را به حداکثر می رساند.

 

برشی از متن کتاب

فصل چهارم: تحلیل انرژی برای حجم کنترل توربین توربین ماشین چرخان حالت پایایی است که هدف از به کار گیری آن تولید کار محور (توان بر مبنای آهنگ) به بهای کاهش فشار سیال عامل است. دو دسته اصلی توربین ها عبارتند از توربین های بخار (یا سیال عامل دیگری)، که در آن ها بخار خروجی از توربین به کندانسور می رود و درآن جا به مایع تبدیل می شود، و توربین های گازی، که در آن ها گاز خروجی از توربین معمولاً در هوا تخلیه می شود و آخرین نوع توربینی است که سیالی مایع (غالباً آب) در آن جریان می یابد، مانند توربین هایی که در سدها نصب می شوند. در هر دونوع، فشار خروجی توربین را محیطی مشخص می کند که سیال عامل به آن وارد خواهد شد، و فشار ورودی توربین از طریق تلمبه زنی یا متراکم سازی سیال عامل، در فرآیندی دیگر، تامین می شود. در داخل توربین دو فرآیند متمایز انجام می گیرد. در فرآیند نخست، سیال عامل از یک دسته نازل، یا معادل آن ها‐مجراهایی با تیغه های ثابت که طوری شکاف داده شده اند که سیال را منبسط کنند، فشار آن را کاهش و سرعت آن را افزایش دهند-عبور می کند. 6-4 فرآیند جریان گذرا در بخش های گذشته، فرآیند حالت پایا و چند نمونه از کاربرد آن در وضعیت های تک جریان را بررسی کردیم و این تحلیل را به جریان های چندگانه تعمیم دادیم. تعدادی از فرآیند های مورد علاقه در ترمودینامیک در این مقوله نمی گنجند و مشخصه آن ها تغییرحالت و شرایط با زمان است و نتیجه شامل جریان ناپایا هستند؛ مانند پر کردن یا تخلیه مخزن های بسته با گاز یا مایع، که در آن ها جرم ذخیره شده و حالت آن در حجم کنترل با زمان تغییر می کند. لاستیک خودرویی را در نظر بگیرید که باد ندارد و آن را باد می کنید؛ جرم هوا و فشار آن طی این فرآیند تغییر می کنند و فرآیند هنگامی متوقف می شود ‌که به فشار دلخواه رسیده باشیم. این نوع فرآیند را، فرآیند جریان گذرا می نامیم تا آن را از فرآیند حالت پایا متمایز کنیم. به طور کلی، کلمه گذرا به این معناست که عاملی با گذشت زمان تغییر می کند و لزوماً درآن با جریان جرمی سروکار نداریم. برای تحلیل چنین وضعیت هایی به چند فرض ‌ساده کننده، به شرح زیر، نیاز داریم:

• حجم کنترل، نسبت به دستگاه مختصات ثابت می ماند.
• حالت جرم درون حجم کنترل ممکن است با گذشت زمان تغییر کند، اما در هر لحظه در سرتاسر حجم کنترل (یا در چندین ناحیه قابل شناسایی آن که کل حجم کنترل را تشکیل می دهند) یکنواخت است.
• حالت جرمی که از هر ناحیه جریان روی سطح کنترل عبور می کند، با گذشت زمان تغییر نمی کند و ثابت است، اگرچه ممکن است آهنگ جریان جرمی با زمان تغییر کند.

فهرست

1- آشنایی و مقدمات  2- خواص ماده خالص  3- معادله انرژی و قانون اول ترمودینامیک  4- تحلیل انرژی برای حجم کنترل  5- قانون دوم ترمودینامیک  6- آنتروپی  7- تحلیل آنتروپی برای حجم کنترل  8- اکسرژی  9- سیستم های توان و تبرید-با تغییر فاز  10- سیستم های توان و تبرید-سیال های عامل گازی  11- مخلوط های گازی  12- رابطه های خاصیت ترمودینامیکی  13- واکنش های شیمیایی  14- آشنایی با تعادل فاز و تعادل شیمیایی  15- جریان تراکم پذیر

• ویرایش 9
• مولفان: بورگناک - زونتاگ
• مترجم: محمدرضا افضلی
• انتشارات: کتاب دانشگاهی