工程熱力學(xué)教學(xué)大綱

1、工程熱力學(xué)課程教學(xué)大綱課程代碼：080632032課程英文名稱：EngineeringThermodynamics課程總學(xué)時(shí)：40講課：40實(shí)驗(yàn)：0上機(jī)：0適用專業(yè)：安全工程專業(yè)大綱編寫（修訂）時(shí)間：2017.7一、大綱使用說明（一）課程的地位及教學(xué)目標(biāo)工程熱力學(xué)是研究熱能和其他形式能量（特別是機(jī)械能）相互轉(zhuǎn)換規(guī)律以及提高能量利用經(jīng)濟(jì)性的一門學(xué)科。工程熱力學(xué)不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)的專業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本技能，而且也為學(xué)生日后從事熱能利用、熱設(shè)計(jì)、熱管理和熱控制等方面的專業(yè)技術(shù)工作和科學(xué)研究工作打下必要的理論基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將達(dá)到以下要求：1 .掌握熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的規(guī)

2、律，能量轉(zhuǎn)換的條件對能量轉(zhuǎn)換的影響；2 .掌握能夠有效利用能量的原則和途徑，分析熱力過程和循環(huán)的基本方法；3 .清楚常用工質(zhì)的物性，利用公式、圖表正確進(jìn)行各種過程的計(jì)算；4 .著重培養(yǎng)從實(shí)際問題抽象為理論，并運(yùn)用理論進(jìn)行分析和解決實(shí)際問題的能力；5 .通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)熱工參數(shù)的測量方法，加強(qiáng)對熱力學(xué)參數(shù)的感性認(rèn)識(shí)，使學(xué)生得到處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告等能力的訓(xùn)練。（二）知識(shí)、能力及技能方面的基本要求1 .基本知識(shí)：掌握熱力系、平衡態(tài)、狀態(tài)參數(shù)、功與熱量、準(zhǔn)靜態(tài)過程和可逆過程等重要的基本概念。2 .基本理論和方法：掌握熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換遵循的基本定律。掌握熱力過程和熱力循環(huán)的基本分析

3、及計(jì)算方法，以及提高能量利用經(jīng)濟(jì)性的基本原則和主要途徑。掌握工程上常用工質(zhì)的熱力性質(zhì)；能熟練應(yīng)用常用工質(zhì)的物性公式及圖表進(jìn)行物性計(jì)算。3 .基本技能：逐步樹立工程觀點(diǎn)，具有對實(shí)際問題建立熱力學(xué)模型的能力，并能用理論分析解決與熱力學(xué)有關(guān)的實(shí)際問題。（三）實(shí)施說明1 .教學(xué)方法：課堂講授中要重點(diǎn)對基本概念、基本方法和解題思路的講解；采用啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力；引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生通過實(shí)踐和自學(xué)獲取知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；增加討論課，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。講課要聯(lián)系實(shí)際并注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。2 .教學(xué)手段：在教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)，結(jié)合多媒體教學(xué)系統(tǒng)等先進(jìn)教學(xué)手段，

4、確保在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，全面、高質(zhì)量地完成課程教學(xué)任務(wù)。（四）對先修課的要求本課程的教學(xué)必須在完成先修課程之后進(jìn)行。本課程主要的先修課程有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理化學(xué)等。（五）對習(xí)題課、實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求1 .對重點(diǎn)、難點(diǎn)章節(jié)應(yīng)安排習(xí)題課，例題的選擇以培養(yǎng)學(xué)生消化和鞏固所學(xué)知識(shí)，用以解決實(shí)際問題為目的。2 .作業(yè)題內(nèi)容必須包括基本概念、基本理論及設(shè)計(jì)計(jì)算方面的內(nèi)容，作業(yè)要能起到鞏固理論，掌握計(jì)算方法和技巧，提高分析問題、解決問題能力，對作業(yè)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，課上應(yīng)做必要的提示，并適當(dāng)安排課內(nèi)講評作業(yè)。學(xué)生必須獨(dú)立、按時(shí)完成課外習(xí)題和作業(yè)，作業(yè)的完成情況應(yīng)作為評定課程成績的一部分。3 .安排大作業(yè)，大作業(yè)

5、成績作為平時(shí)成績的一部分。（六）課程考核方式1 .考核方式：考查2 .考核目標(biāo)：在考核學(xué)生對工程熱力學(xué)基本知識(shí)、基本原理和方法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)考核學(xué)生運(yùn)用理論進(jìn)行分析和解決實(shí)際問題的能力。3 .成績構(gòu)成：本課程的總成績主要包括作業(yè)情況（40%、出勤及上課情況（40%及大作業(yè)（20%等。（七）參考書目沈維道，童鈞耕編.工程熱力學(xué).北京：高等教育出版社,2016朱明善，劉穎，林兆莊，彭曉峰編.工程熱力學(xué).北京：清華大學(xué)出版社,2011二、中文摘要本課程是一門研究能量轉(zhuǎn)換規(guī)律的學(xué)科。從工程觀點(diǎn)出發(fā)，探討能量有效利用的基本途徑和方法。本課程是以宏觀的研究方法為主，微觀的方法僅用來幫助理解一些宏觀現(xiàn)象。本

6、課程為學(xué)生提供熱能與動(dòng)力工程方面重要的理論基礎(chǔ)，也為從事熱管理和熱設(shè)計(jì)等方面的專業(yè)技術(shù)工作和科學(xué)研究工作提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握熱力學(xué)的基本規(guī)律，并能正確運(yùn)用這些規(guī)律進(jìn)行各種熱現(xiàn)象、熱力過程和熱力循環(huán)的分析。三、課程學(xué)時(shí)分配表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)講課實(shí)驗(yàn)上機(jī)1緒論222基本概念443熱力學(xué)第一定律444理想氣體及其混合物的熱力性質(zhì)445理想氣體的熱力過程226熱力學(xué)第二定律447實(shí)際氣體的性質(zhì)448氣體與蒸汽的流動(dòng)449壓氣機(jī)的熱力過程2210氣體動(dòng)力循環(huán)4411蒸汽動(dòng)力循環(huán)2212制冷循環(huán)44合計(jì)4040四、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第1部分緒論總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）:2講課:2實(shí)

7、驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1） 熱能利用史；2） 熱能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換；3） 工程熱力學(xué)的研究對象、研究方法及發(fā)展史；4） 熱能動(dòng)力裝置舉例。重點(diǎn)：工程熱力學(xué)的研究對象及主要內(nèi)容難點(diǎn)：工程熱力學(xué)的研究方法第2部分基本概念總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1) 熱力系和工質(zhì)；2) 狀態(tài)及平衡狀態(tài)；3) 狀態(tài)參數(shù)及其特性，基本狀態(tài)參數(shù)；4) 狀態(tài)方程；5) 熱力過程、準(zhǔn)靜態(tài)過程和可逆過程；6) 熱力循環(huán)。重點(diǎn)：工質(zhì)的熱力狀態(tài)及其參數(shù)；熱力過程。難點(diǎn)：熱力循環(huán)。第3部分熱力學(xué)第一定律總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：7) 熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)；2) 熱力學(xué)

8、能和始；3) 熱力學(xué)第一定律的基本能量方程式；4) 開口系統(tǒng)能量方程式；5) 能量方程式的應(yīng)用。重點(diǎn)：熱力學(xué)第一定律的基本能量方程式、開口系統(tǒng)能量方程式;難點(diǎn)：開口系統(tǒng)能量方程式第4部分理想氣體及其混合物的熱力性質(zhì)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1) 理想氣體狀態(tài)方程；2) 理想氣體的比熱容；3) 理想氣體的熱力學(xué)能、爛和嫡及其計(jì)算；4) 理想氣體混合物。重點(diǎn)：理想氣體狀態(tài)方程難點(diǎn)：理想氣體的熱力學(xué)能、爛和嫡及其計(jì)算第5部分理想氣體的熱力過程總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):2講課:2實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1) 理想氣體的可逆多變過程；2) 定容過程、定壓過程和定溫過程；3)

9、 絕熱過程；4) 理想氣體熱力過程綜合分析。重點(diǎn)：理想氣體熱力過程的綜合分析難點(diǎn)：各過程給、嫡、熱力學(xué)能、過程功和過程熱量的計(jì)算第6部分熱力學(xué)第二定律總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1) 熱力學(xué)第二定律概述；2) 卡諾循環(huán)和多熱源可逆循環(huán)分析；3) 卡諾定理；4) 嫡、熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式；5) 孤立系統(tǒng)嫡增原理。重點(diǎn)：熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)、卡諾定理、嫡的概念、孤立系的嫡增原理及其應(yīng)用難點(diǎn)：嫡變的計(jì)算第7部分實(shí)際氣體的熱力性質(zhì)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1) 理想氣體狀態(tài)方程用于實(shí)際氣體的偏差；2) 范德瓦爾方程；3) 對應(yīng)態(tài)原理與

10、通用壓縮因子圖；4) 麥克斯韋關(guān)系和熱系數(shù)；5) 熱力學(xué)能、烙和嫡的一般關(guān)系式。重點(diǎn)：實(shí)際氣體的狀態(tài)方程及其分析難點(diǎn)：范德瓦爾方程及其分析第8部分氣體與蒸汽的流動(dòng)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1) 穩(wěn)定流動(dòng)的基本方程式；2) 促使流速改變的條件；3) 噴管的計(jì)算；4) 有摩阻的絕熱流動(dòng)。重點(diǎn)：氣體與蒸氣在噴管中流動(dòng)的基本特性難點(diǎn)：噴管的計(jì)算第9部分壓氣機(jī)的熱力過程總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):2講課:2實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1) 單級活塞式壓氣機(jī)的工作原理和理論耗功量；2) 余隙容積的影響；3) 多級壓縮和級間冷卻；4) 葉輪式壓氣機(jī)的工作原理。重點(diǎn)：單級活塞式壓氣機(jī)的工作原理，定溫、絕熱和多變壓縮時(shí)壓縮機(jī)耗功的計(jì)算難點(diǎn)：壓氣機(jī)的型式及工作原理第10部分氣體動(dòng)力循環(huán)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1) 分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法；2) 活塞式內(nèi)燃機(jī)的理想循環(huán)；3) 燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)；4)提高燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)熱效率的措施。重點(diǎn)：各種氣體動(dòng)力循環(huán)的分析和計(jì)算、提高循環(huán)效率的方法和途徑難點(diǎn)：氣體動(dòng)力循環(huán)的分析和計(jì)算第11部分蒸汽動(dòng)力循環(huán)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):2講課:2實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0具體內(nèi)容：1) 朗肯循環(huán)