Thermodynamics & ITS Applications 3/e

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具体描述

好的,这是一本名为《Advanced Materials Science and Engineering》的图书简介,聚焦于材料的微观结构、性能、加工以及在现代工程中的应用。 --- 图书名称:Advanced Materials Science and Engineering 图书简介 面向对象: 本书主要面向材料科学与工程、机械工程、航空航天工程、化学工程、以及物理学等相关专业的高年级本科生和研究生,同时也为从事材料研发与应用领域的工程师和研究人员提供了一本深入且实用的参考资料。 内容概述: 《Advanced Materials Science and Engineering》深入探讨了材料科学与工程领域的前沿知识,系统地覆盖了从原子尺度到宏观性能的关键概念。本书的核心目标是建立材料的微观结构、加工历史与最终宏观性能之间的内在联系,从而指导新材料的设计、制备与优化。 本书的结构设计旨在提供一个循序渐进的学习路径,首先回顾基础概念,然后深入探讨先进材料的特殊行为和应用。全书共分为六个主要部分,共计二十章。 第一部分:材料基础与结构(Foundations and Structure) 本部分着重于材料科学的基础构建模块。我们首先从晶体学和缺陷理论入手,详细阐述了点缺陷、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界)对材料力学和扩散行为的影响。 晶体结构与对称性: 详述了体心立方、面心立方、密排六方等典型晶体结构的几何特征,并引入了点群和空间群的概念,为理解各向异性奠定基础。 扩散机制: 深入分析了固态扩散的热力学和动力学,包括菲克定律在不同边界条件下的应用,以及扩散在热处理和界面反应中的关键作用。 微观结构演化: 探讨了相变的热力学驱动力,包括析出、析晶和马氏体相变等非平衡过程,着重于相图的解读和热处理曲线(如TTT和CCT图)的实际应用。 第二部分:金属材料的高级性能与加工(Advanced Metallic Properties and Processing) 本部分聚焦于工程中最广泛应用的金属材料,深入分析其在极端条件下的力学响应。 塑性变形与强化机制: 详细描述了位错运动、孪晶和晶粒细化在材料强化中的作用。重点介绍了加工硬化、固溶强化、晶界强化(Hall-Petch关系)以及沉淀强化(Orowan绕越机制)。 断裂力学与疲劳: 引入了线性弹性断裂力学(Griffith理论)和弹塑性断裂力学(J积分、裂纹尖端张量场)。疲劳部分侧重于高周疲劳(S-N曲线)和低周疲劳(Manson-Coffin关系),并探讨了疲劳裂纹的萌生、扩展与断裂表征。 高温性能与蠕变: 讨论了金属在高温下的时间依赖性变形——蠕变。分析了Nabarro-Herring 和 Coble 蠕变机制,以及对涡轮叶片等关键部件设计的影响。 先进制造技术: 探讨了粉末冶金、增材制造(如SLM和EBM)过程中材料的快速凝固、液相烧结以及随之而来的微观结构控制挑战。 第三部分:陶瓷材料的结构与性能(Structure and Performance of Ceramics) 本部分着眼于以离子键和共价键为主导的陶瓷材料,强调其高硬度、耐高温性及脆性特征。 陶瓷的化学计量与晶体缺陷: 分析了肖特基缺陷和樊克尔缺陷在非化学计量氧化物中的重要性,以及这些缺陷如何影响电学和导热性能。 陶瓷的力学行为: 深入剖析了陶瓷的脆性断裂特性,包括断裂韧性的测量方法(如SEVNB)。讨论了增韧技术,如纤维增韧、裂纹偏转和局部增韧区的形成。 功能性陶瓷: 覆盖了压电陶瓷、铁电陶瓷和导电陶瓷(如氧离子导体)的基本原理和器件应用,例如传感器和燃料电池电解质。 第四部分:高分子材料的结构与动力学(Polymer Science: Structure and Dynamics) 本部分将视角转向长链分子材料,关注其独特的粘弹性行为和形态学。 分子链结构与构象: 描述了聚合物的拓扑结构(线性、支化、交联)以及统计力学模型(如高斯链模型)在预测链缠结和自由体积中的应用。 粘弹性与时间-温度等效原理: 详细阐述了聚合物的松弛行为,利用时间-温度叠加原理(WLF方程)解释了动态力学分析(DMA)的结果,并区分了粘性流变和弹性变形。 高分子形貌与结晶: 讨论了聚合物的玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm),以及球晶、片晶等半结晶结构对材料性能的影响。 第五部分:复合材料与界面工程(Composites and Interface Engineering) 本部分探讨了通过组合不同材料以获得协同性能的先进结构。 复合材料的建模: 基于混合律和逆混合律对层压板和纤维增强复合材料的性能进行预测。重点讨论了各向异性复合材料的有效模量计算。 界面相互作用: 深入分析了基体与增强体之间的界面结合强度对宏观性能的决定性作用。讨论了表面处理、偶联剂在增强界面传输效率中的机制。 先进复合材料实例: 覆盖了金属基复合材料(MMC)、陶瓷基复合材料(CMC)和聚合物基复合材料(PMC)的制备与应用,特别是热塑性复合材料的循环利用挑战。 第六部分:功能材料与前沿交叉领域(Functional Materials and Emerging Interfaces) 最后一部分聚焦于利用材料的特定物理或化学效应实现特定功能的材料,并展望未来发展方向。 半导体材料的能带理论: 深入讲解了晶体周期性势场下的电子能带结构、有效质量、以及掺杂机制如何调控载流子浓度,为光电器件打下理论基础。 磁性材料: 讨论了顺磁性、抗铁磁性、铁磁性和亚铁磁性背后的微观机制,以及磁畴、磁滞回线和居里温度对软/硬磁材料选择的重要性。 智能材料系统: 涵盖了形状记忆合金(SMA)的马氏体相变驱动的应力应变回复机制,以及智能涂层与自修复材料的发展趋势。 本书特色: 1. 深度与广度兼顾: 本书不仅提供了对经典理论的严谨推导,还融入了最新的研究成果,例如增材制造过程中的快速凝固效应和新型二维材料的性能调控。 2. 丰富的案例分析: 每章末尾均附有详细的工程应用案例研究,将理论知识直接映射到实际的工程问题解决中。 3. 精选习题: 大量包含定量分析和定性讨论的习题,旨在培养读者利用多尺度模型解决复杂材料问题的能力。 4. 强调缺陷与性能的关系: 贯穿全书的核心思想是理解材料的“不完美”——缺陷、界面和非平衡态——如何决定其最终的使用寿命和可靠性。 通过对这些先进材料体系的系统学习,读者将能够掌握设计、选择和优化用于极端环境或高性能要求的工程部件所需的关键科学原理和工程技能。

著者信息

图书目录

图书序言

图书试读

用户评价

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哇,終於等到這本《Thermodynamics & ITS Applications 3/e》的第三版了!身為一個在工科領域摸爬滾打了幾年的學生,熱力學這門課簡直就是我的夢魘,但又不得不承認它的重要性。還記得我第一次拿到這本書的課本時,那厚重的程度,加上密密麻麻的公式和圖表,差點沒把我給嚇暈。不過,學了幾年下來,還是越來越體會到這本書的價值。它的內容涵蓋了熱力學最核心的概念,從基本定律到各種應用,都解釋得相當透徹。雖然有時候對某些推導過程感到有點吃力,需要反覆咀嚼,但一旦弄懂了,那種豁然開朗的感覺,真的非常棒!而且,它裡面提供的許多實際應用案例,像是引擎、製冷系統、發電廠等等,都讓我對課本上的理論有了更具體的想像。這次看到有第三版,我真的非常期待它在內容上是否有所更新,會不會加入更多最新的技術或研究進展。畢竟,科學技術一直在進步,一本好的教科書也應該跟上時代的腳步,不斷優化和充實。我特別希望能看到它在一些比較前沿的應用方面,例如再生能源、先進材料或者甚至是一些生物熱力學的初步介紹,如果能有更深入的探討,那就太完美了。當然,熱力學的數學推導部分,我還是希望它能保持一貫的嚴謹性,畢竟這是學好熱力學的基礎。不過,如果能在一些比較複雜的推導過程中,加入一些更直觀的圖解或者步驟拆解,相信對於那些跟我一樣,一開始對數學比較苦手的朋友們,會是很大的幫助。總之,這本書在我心目中,一直佔有非常重要的地位,是學習熱力學不可或缺的良師益友,期待第三版能帶來更多驚喜!

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對於《Thermodynamics & ITS Applications 3/e》這本經典著作,我的感情非常複雜,既有懷念,也有敬佩。懷念,是因為它承載了我大學時期無數個挑燈夜讀的夜晚,敬佩,則源於它對於熱力學原理的深刻闡述和廣泛應用。我記得第一次翻開這本書,就被它扎實的內容和嚴謹的結構所吸引。書中對於熱力學基本定律的講解,可謂是字字珠璣,從能量的傳遞與轉換,到熵的產生與增加,它都給予了清晰而深刻的解釋。我尤其喜歡它在講解「壓縮機」和「渦輪機」工作原理時,所提供的詳細圖解和計算範例,這讓我對這些重要的熱力學設備有了直觀的認識。同時,書中關於「熱傳導」、「熱對流」和「熱輻射」的介紹,也為我日後在進行熱能設計時,提供了寶貴的理論基礎。這次得知有第三版,我最希望看到的是它在「新能源技術」方面的應用,能夠有更為深入和廣泛的探討。例如,如何提高太陽能光熱轉換的效率,如何利用地熱能進行發電,或者是在儲能技術方面,例如電池的熱力學性能分析,如果第三版能加入這些內容,那將會非常有價值。此外,我也希望它能在「微觀熱力學」的介紹上,能夠稍微擴充一些,讓讀者能夠從原子和分子的層面,更深入地理解宏觀熱力學定律的成因。總而言之,這是一本在熱力學領域的經典之作,我對第三版的出版充滿了期待,相信它一定會延續其優良傳統,為我們帶來更多關於能量和應用的智慧。

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拿到《Thermodynamics & ITS Applications 3/e》這本書,我總有一種「厚重」的感覺,不僅是指它的物理厚度,更是指它所蘊含的知識深度。這本書是我學習熱力學的「聖經」之一,它幾乎涵蓋了所有重要的概念和應用。我尤其欣賞它在講解「功」和「熱」這兩個基本概念時的嚴謹性,以及它們與「內能」之間微妙的關係。書中對於不同類型的系統,例如封閉系統、開放系統、孤立系統,都有詳細的定義和分析方法。而且,它在介紹熱力學第二定律時,不僅解釋了熵的概念,還進一步探討了效率的極限,這對於工程設計來說至關重要。我記得在學習「蒸汽動力循環」時,書中的詳細圖解和計算公式,讓原本複雜的過程變得清晰易懂。這次看到出了第三版,我最大的期待是它在「數值模擬與計算」方面的內容是否有所增強。在現代工程領域,利用電腦模擬來分析熱力學系統已經成為一種常態,如果第三版能介紹一些常用的模擬軟體,或者提供一些基礎的模擬範例,那將會非常有幫助。此外,我也希望它能對「流體力學」與熱力學的交叉應用,例如多相流的熱傳遞,能有更深入的探討。畢竟,很多實際的工程問題都涉及到流體的運動和能量的傳遞。總而言之,這是一本非常扎實且實用的教科書,我對第三版的出版充滿了濃厚的興趣,希望能看到它帶來更多的新知識和實用的技巧。

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《Thermodynamics & ITS Applications 3/e》這本書,對我來說,不只是一本教科書,更像是我的「熱力學百科全書」。從一開始對熱力學一無所知,到現在能夠理解並應用其中的原理,它功不可沒。我特別欣賞書中對於「能量守恆」和「能量質變」這兩個核心概念的深入剖析。它不僅告訴我們能量不會憑空產生或消失,更強調了能量在轉換過程中質量的損耗,也就是「熵」的增加。這種對基本原理的扎實講解,讓我對熱力學有了深刻的理解。書中的圖表繪製也非常精美,像是T-s圖、h-s圖等,這些圖表不僅直觀,而且能夠幫助我們快速分析熱力學系統的狀態變化。我記得在準備期末考的時候,我常常利用這些圖來輔助思考。同時,書中關於各種應用案例的介紹,也讓我對熱力學的實際重要性有了更深的體會。從最簡單的熱水器原理,到複雜的航空發動機工作過程,它都提供了清晰的解釋。這次聽說有第三版,我非常期待它能在「新興能源技術」這方面的應用,能有更詳細的介紹。像是如何提高太陽能電池的熱效率,或是如何利用潮汐能、風能等再生能源來進行能量轉換,這些都是目前非常熱門的議題,如果書中能有所涵蓋,將會非常有價值。此外,我也希望它能對「計算機輔助工程 (CAE)」在熱力學分析中的應用,能有更具體的說明,畢竟現在的工程設計越來越依賴電腦模擬。總之,這是一本讓我受益匪淺的書,對第三版的到來,我充滿了好奇與期待,希望能看到它在內容上的進一步拓展與深化。

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《Thermodynamics & ITS Applications 3/e》這本書,在我心目中,是一本關於「能量的智慧」的入門指南。它詳細地闡述了能量的各種形式,以及它們如何相互轉換,而這些轉換又受到哪些定律的約束。書中從熱力學第一定律的能量守恆,到第二定律的不可逆性和熵增,再到第三定律的絕對零度,每一個定律的講解都非常透徹,而且不乏嚴謹的數學推導。我記得有一次為了理解「焦耳-湯姆遜效應」,我在書裡鑽研了好幾個小時,畫了無數的圖,才終於領會其中的物理意義。這本書最大的優點之一,就是它將熱力學的原理與實際應用緊密結合。從蒸汽機的設計,到製冷系統的運作,再到化學反應中的能量變化,書中都提供了豐富的案例和計算方法。這讓我在學習理論知識的同時,也能夠清晰地看到它們在現實世界中的價值。這次得知有第三版,我非常期待它在「先進材料的熱力學性質」方面,能有更豐富的內容。例如,對於奈米材料、複合材料等新興材料,其熱力學行為往往與傳統材料有所不同,如果書中能對這些進行探討,那將非常有啟發性。同時,我也希望它能對「生物熱力學」的初步概念有所介紹,因為生物體內也充滿了各種能量轉換的過程,例如新陳代謝。總之,這本書是一本經典的教科書,我對第三版的到來充滿了期待,相信它一定會在原有的基礎上,為我們帶來更多新的知識和應用。

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《Thermodynamics & ITS Applications 3/e》這本書,對我來說,是一段學習旅程中不可或缺的夥伴。它以一種非常系統化的方式,將熱力學這門看似艱澀的學科,變得更加清晰和易於理解。我特別欣賞書中在講解「相平衡」和「化學平衡」時的邏輯性,它循序漸進地引導我們理解物質在不同狀態下的行為,以及化學反應的能量驅動力。書中的公式推導雖然嚴謹,但輔以圖解和實例,使得整個過程不會顯得枯燥。我記得有一次為了弄懂「吉布斯自由能」的意義,我在書裡反覆閱讀,畫了無數的圖,才終於明白它在判斷反應自發性中的重要作用。這本書的另一個亮點,就是它對「熱力學應用」的廣泛介紹。從機械工程的動力裝置,到化學工程的反應器設計,再到環境工程的能源效率分析,它幾乎涵蓋了所有與熱力學相關的工程領域。這讓我在學習理論的同時,能夠清晰地看到這些知識如何在實際工程中發揮作用。這次聽到有第三版,我最期待的就是它在「計算熱力學」方面的內容是否有所擴充。例如,如何利用熱力學軟體進行精確的性質計算,或者如何處理一些非理想氣體和液體的熱力學行為,這些都是現代工程師非常需要的技能。同時,我也希望它能對「熱力學在生物工程」領域的應用,例如蛋白質折疊、細胞能量代謝等,能有更具體的介紹。總之,這是一本我非常推崇的教科書,我對第三版的到來充滿了期待,希望能看到它在內容上不斷創新,繼續引領我們深入探索熱力學的無限可能。

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說起《Thermodynamics & ITS Applications 3/e》,我腦中立刻浮現出無數個夜晚,埋首苦讀的畫面。這本書的內容非常豐富,涵蓋了熱力學的方方面面,從最基礎的溫標、壓力、體積概念,到複雜的熱力學平衡、相平衡、化學平衡,再到各種應用。它就像一座知識的寶庫,每次翻閱都能發現新的東西。我特別喜歡書中在講解複雜概念時,會運用大量的類比和生動的比喻,這使得一些原本抽象的理論,變得更容易被我們所理解。例如,在解釋熵的時候,它會用房間變得越來越亂來類比,雖然簡單,卻非常形象。而且,書中的習題也非常有代表性,涵蓋了各種難度和類型的題目,這對於我們鞏固知識、提升解題能力非常有幫助。我認為,一本好的教科書,不僅要講解理論,更要能夠引導學生去思考和應用。這次看到有第三版,我最關心的點是它在「永續能源」和「綠色製程」方面的探討是否有所加強。畢竟,在全球環保意識日益提高的今天,如何利用熱力學原理來開發更環保、更高效的能源系統和生產方式,是我們這一代工程師必須面對的挑戰。如果第三版能夠在這方面提供更深入的分析和案例,那將會是非常寶貴的資源。此外,我也希望能看到書中對於「微觀熱力學」或者「統計熱力學」的介紹,能夠稍微擴充一些,讓讀者對熱力學的基礎有更深的認識。總而言之,這本書在我心中佔有舉足輕重的地位,我非常期待第三版能為我帶來更多新的知識和啟發,讓我在熱力學領域不斷前進。

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對於《Thermodynamics & ITS Applications 3/e》這本教科書,我的感受可以用「既熟悉又充滿期待」來形容。熟悉,是因為這本書陪伴了我好幾個學期的熱力學課程,從最基礎的概念到複雜的工程應用,它幾乎無所不包。它就像一位嚴謹的老師,一絲不苟地講解著能量、功、熱、熵這些看似抽象卻又無所不在的原理。我記得有一次為了搞懂卡諾循環的效率極限,我在書裡來回看了好幾遍,畫了無數的圖,才終於理解其中的奧妙。書中的範例題目也非常具有代表性,涵蓋了各種不同領域的應用,從機械工程到化學工程,甚至是一些能源相關的產業,都能在書中找到線索。每一次完成一個範例題,都會覺得自己的熱力學功力又精進了一層。這次看到有第三版,我最期待的就是它在內容上的「更新」與「深化」。熱力學的應用範疇其實非常廣泛,而且隨著科技的發展,不斷有新的領域加入。例如,在新能源技術方面,例如太陽能熱發電、地熱能的利用,或者是在材料科學領域,新型態材料的熱力學性質分析,如果第三版能夠加入這些更具前瞻性的內容,那將會大大提升這本書的價值。此外,我也希望能看到書中對於一些現代化的模擬和計算方法,例如使用軟體進行熱力學系統的模擬分析,能有更詳細的介紹,這對於培養我們實際解決問題的能力非常有幫助。畢竟,現代工程師不僅要懂理論,更要能運用工具。總的來說,這本教科書是一本經典,而第三版的出現,則代表著它在不斷的進化,我非常期待它能為我們帶來更多的知識和啟發。

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每次翻開《Thermodynamics & ITS Applications 3/e》,總有一種回到學生時代的感覺。這本書在我求學過程中扮演了非常重要的角色,它是我學習熱力學的啟蒙書。我還記得第一次接觸到「熵」這個概念時,覺得它既神秘又難以捉摸。但透過書中仔細的解釋和圖解,我才逐漸理解了它的意涵,以及它在熱力學第二定律中的核心地位。這本書的優點在於它的邏輯性很強,概念的引入循序漸進,不容易讓人產生混淆。從最基本的熱力學第一定律,到各種能量轉換的原理,再到更複雜的熱力學平衡和相變,它都給予了清晰的闡述。而且,它大量的應用實例,讓我在學習理論的同時,也能夠連結到實際的工程問題。像是鍋爐的效率計算、燃燒過程的分析、或是熱泵的工作原理,書中都有詳細的介紹,這對於我日後在工程實務中遇到類似問題時,提供了非常寶貴的參考。這次看到出了第三版,我心裡最大的好奇點在於,它在「數值方法」和「計算熱力學」方面,是否有所加強。隨著電腦運算的進步,許多複雜的熱力學問題都可以透過數值模擬來解決,如果第三版能加入更多關於這方面的內容,例如介紹一些常用的模擬軟體,或者提供相關的演算法,那對於學習者來說,無疑是如虎添翼。另外,我也希望它能在「非平衡態熱力學」的介紹上,稍微觸及一些皮毛,畢竟現實世界中有太多的系統都處於非平衡狀態。總體而言,這本書是學習熱力學的經典之作,第三版的更新,我期望能看到更多與時俱進的內容,讓它繼續引領我們探索熱力學的奧秘。

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老實說,我第一次接觸到《Thermodynamics & ITS Applications 3/e》這本書,大概是大學一年級的時候,那時候對於熱力學完全是霧裡看花,只知道它好像跟能量有關,但具體的原理和應用卻是一知半解。幸好,我們的教授指定了這本書作為教材。坦白說,剛開始翻閱時,我被它的篇幅給鎮住了,感覺內容相當紮實,彷彿每一頁都蘊含著無窮的知識。書中的講解雖然詳細,但有時候對於初學者來說,可能會覺得有些地方跳躍得比較快,需要花更多時間去消化。不過,隨著課程的推進,我逐漸發現這本書的優點。它循序漸進地引導我們理解熱力學的四大定律,從最基本的功、熱、內能關係,到熵的概念,再到能量的轉換效率。而且,它不只是停留在理論層面,更重要的是,它提供了非常多貼近實際生活的應用例子。像是我們日常生活中接觸到的家電,冰箱如何製冷,冷氣如何運作,汽車引擎如何燃燒產生動力,甚至是火力發電廠如何將燃料的化學能轉化為電能,這些都可以在書中找到相對應的闡述。我尤其欣賞它在解釋一些抽象概念時,會輔以豐富的圖示和表格,讓原本艱澀的內容變得相對容易理解。當然,對於一些高等的應用,例如複雜的熱交換器設計、燃氣輪機的效率分析,或者是一些特殊材料的熱力學性質,我認為如果能再增加一些更為細緻的案例分析,或者提供一些進階的解題技巧,對於進一步提升讀者的應用能力,會有更大的助益。總之,這本書絕對是一本紮實的入門教科書,雖然有時候需要付出更多的努力去鑽研,但絕對物超所值。

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