工程熱力學(xué)課程教學(xué)大綱

工程熱力學(xué)課程教學(xué)大綱（EngineeringThermodynamics）一、課程概況課程代碼：2303107學(xué)分：3學(xué)時：48（480，上機學(xué)時0）先修課程：適用專業(yè)：工程熱力學(xué)（第五版）.沈維道,童鈞耕.北京:高等教育出版社,2016.工程熱力學(xué).王修彥.北京：機械工業(yè)出版社，2010.課程歸口：課程的性質(zhì)與任務(wù)：本課程是熱能與動力工程專業(yè)、新能源科學(xué)與工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其目的是通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和求解熱能有效利用以及熱能與其它能量轉(zhuǎn)換規(guī)律的能力，使學(xué)生掌握熱力學(xué)的基本規(guī)律，并能正確運用這些規(guī)律進(jìn)行熱工過程和熱力循環(huán)分析，同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)抽象、邏輯思維能力，能初步了解工程熱力學(xué)的基本思路和方新能源開發(fā)利用、建筑環(huán)境與能源利用等相關(guān)的研究、設(shè)計與管理工作打下良好基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)目標(biāo)1：掌握工程熱力學(xué)的基本概念，能源轉(zhuǎn)換基本規(guī)律，即掌握理想氣體的定義、性質(zhì)、狀基本思維方式，形成能源－工質(zhì)－效率的基本知識結(jié)構(gòu)。目標(biāo)2.從應(yīng)用的角度選擇能源轉(zhuǎn)換最合適的循環(huán)方式，將工程熱力學(xué)的知識用于解決能源轉(zhuǎn)換的工程問題；培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力；掌握最基本的能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計理念，針對具體問題提出有效的解決方案，提高開發(fā)新型循環(huán)方式與系統(tǒng)的能力；在能源應(yīng)用學(xué)科中培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高分析、發(fā)現(xiàn)、研究和解決問題的能力。3通過課外導(dǎo)學(xué)的模式，提升自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，形成不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展素質(zhì)。1-28-1,畢業(yè)要求8-3，畢業(yè)要求12-1對應(yīng)關(guān)系如表所示。畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3畢業(yè)要求1-1√畢業(yè)要求2-3√√√畢業(yè)要求4-2√畢業(yè)要求8-1√畢業(yè)要求8-3√畢業(yè)要求12-1√三、課程內(nèi)容及要求（一）緒論教學(xué)內(nèi)容能量和社會發(fā)展熱力學(xué)的研究對象和研究方法熱力學(xué)發(fā)展簡史基本要求了解熱力學(xué)的研究對象和研究方法，掌握熱力學(xué)發(fā)展簡史。重點難點：熱力學(xué)的研究對象和研究方法（二）基本概念及定義工質(zhì)、熱源、系統(tǒng)熱力學(xué)系統(tǒng)描述平衡態(tài)，狀態(tài)方程熱力過程及循環(huán)基本要求等。p、v、T的定義和單位等。掌握熱量和功量過程量的特征，并會用系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)對可逆過程的熱量、功量進(jìn)行計算。了解工程熱力學(xué)分析問題的特點、方法和步驟。重點難點：熱力系、平衡態(tài)、準(zhǔn)平衡過程、可逆過程，熱量和功（三）熱力學(xué)第一定律基本概念閉口系能量方程開口系能量方程，焓穩(wěn)定流動能量方程能量方程的應(yīng)用基本要求靈活地應(yīng)用熱力學(xué)第一定律表達(dá)式來分析計算工程實際中的有關(guān)問題。掌握能量、儲存能、熱力學(xué)能、總能的概念。掌握體積變化功、推動功、軸功和技術(shù)功的要領(lǐng)及計算式。注意焓的引出及其定義式。功、軸功和技術(shù)功的要領(lǐng)及計算式（四）理想氣體的性質(zhì)基本概念常數(shù)換算理想氣體的比熱理想氣體的內(nèi)能、焓的計算理想氣體的熵計算理想氣體混合物基本要求熟練掌握并正確應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程式。重點難點：理想氣體狀態(tài)方程式；比熱容；計算理想氣體熱力學(xué)能、焓和熵的變化（五）理想氣體熱力過程教學(xué)內(nèi)容典型熱力過程分析過程綜述及應(yīng)用基本要求5（p、v、T之間的關(guān)系。5算。p－vT－sp－vT－s圖判斷過程的特點，即△u，△h，q及w等的正負(fù)值。重點難點：5種基本過程和多變過程（六）熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)熱力學(xué)第二定律的幾種表述卡諾循環(huán)，概括性卡諾循環(huán)卡諾定理多熱源的可逆循環(huán)狀態(tài)參數(shù)熵的導(dǎo)出不可逆過程熵變分析熱量的作功能力孤立系統(tǒng)熵增與作功能力的損失熱力學(xué)絕對溫標(biāo)基本要求掌握卡諾定理。掌握熵的意義、計算和應(yīng)用。掌握孤立系統(tǒng)和絕熱系統(tǒng)熵增的計算，從而明確能量損耗的計算方法。了解（可用能、有效能）的要領(lǐng)及其計算。重點難點：熱力學(xué)第二定律實質(zhì)和數(shù)學(xué)表達(dá)式孤立系統(tǒng)和絕熱系統(tǒng)熵增的計算（七）實際氣體性質(zhì)，熱力學(xué)一般關(guān)系式教學(xué)內(nèi)容實際氣體狀態(tài)方程對比態(tài)方程，通用壓縮因子圖熱力學(xué)一般關(guān)系式基本要求量參數(shù)。R（。了解對比態(tài)原理，會計算對比參數(shù)并能利用通用壓縮因子圖進(jìn)行實際氣體的計算。重點難點：熱力學(xué)一般關(guān)系式 對比態(tài)（八）水蒸汽教學(xué)內(nèi)容水的定壓加熱、汽化過程水和水蒸汽的熱力性質(zhì)基本要求液體、飽和溫度、飽和壓力、三相點、臨界點、汽化潛熱等。p－vT－s圖上的一點、二線、三區(qū)、和五態(tài)。了解水蒸氣圖表的結(jié)構(gòu)，并掌握其應(yīng)用。了解蒸氣熱力過程的熱量和功量的計算。重點難點：關(guān)蒸氣的各種術(shù)語及其意義（九）氣體和蒸汽的流動教學(xué)內(nèi)容穩(wěn)定流動的基本方程定熵滯止參數(shù)噴管中氣體的流速和流量有摩擦阻力的絕熱流動基本要求明確滯止焓、臨界截面、臨界參數(shù)及絕熱節(jié)流的概念。重點難點：促使流速改變的力學(xué)條件和幾何條件；噴管中氣體流速、流量的計算（十）氣體的壓縮教學(xué)內(nèi)容壓縮過程熱力學(xué)分析余隙容積的影響多級壓縮和中間冷卻基本要求掌握活塞式壓氣機和葉輪式壓氣機的工作原理。（氣機耗功的計算。了解多級壓縮、級間冷卻的工作情況。了解余隙容積對活塞式壓氣機工作的影響。重點難點：活塞式壓氣機和葉輪式壓氣機的工作原理。（十一）活塞式內(nèi)燃機循環(huán)教學(xué)內(nèi)容汽油機實際工作循環(huán)和理想工作循環(huán)柴油機實際工作循環(huán)和理想工作循環(huán)活塞式內(nèi)燃機各種理想循環(huán)的比較基本要求掌握各種裝置循環(huán)的實施設(shè)備及工作流程。成。掌握各種循環(huán)的吸熱量、放熱量、作功量及熱效率等能量分析和計算的方法。會分析影響各種循環(huán)熱效率的因素。掌握提高各種循環(huán)能量利用經(jīng)濟性的具體方法和途徑。重點難點：活塞式內(nèi)燃機各種理想循環(huán)的比熱力過程和效率計算（十二）燃?xì)廨啓C裝置循環(huán)教學(xué)內(nèi)容定壓加熱理想循環(huán)定壓加熱實際循環(huán)定壓加熱回?zé)嵫h(huán)噴氣式發(fā)動機及其循環(huán)簡介基本要求理解噴氣式發(fā)動機，掌握定壓加熱理想、實際、回?zé)嵫h(huán)。（十三）蒸汽動力循環(huán)簡單朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)的實際應(yīng)用基本要求理解朗肯循環(huán)的實際應(yīng)用，掌握簡單朗肯循環(huán)。重點難點：簡單朗肯循環(huán)的熱力過程（十四）制冷循環(huán)教學(xué)內(nèi)容空氣壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽噴射制冷循環(huán)吸收式制冷循環(huán)基本要求理解蒸汽噴射制冷循環(huán)、吸收式制冷循環(huán)，掌握空氣壓縮制冷循環(huán)、蒸汽壓縮制冷循環(huán)。3重點難點：空氣壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)（十五）濕空氣教學(xué)內(nèi)容及其測定焓濕圖及其應(yīng)用濕空氣的熱力過程分析基本要求理解濕空氣、未飽和空氣和飽和空氣的含義。能用解析法及圖解法計算濕空氣的基本熱力過程。重點難點：濕空氣的參數(shù)的意義及其計算方法教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系及學(xué)時分配如表所示。序號教學(xué)內(nèi)容支撐的課程目標(biāo)支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點講授學(xué)時實驗學(xué)時1緒論目標(biāo)1,31-2,2-3,8-1,8-3,12-1202基本概念及定義目標(biāo)11-2、2-3203熱力學(xué)第一定律目標(biāo)1,21-2、2-3，4-2604理想氣體的性質(zhì)目標(biāo)11-2、2-3405理想氣體熱力過程目標(biāo)1,21-2、2-3，4-2406熱力學(xué)第二定律目標(biāo)1,21-2、2-3，4-2607式目標(biāo)1，21-2,2-3，4-2408水蒸汽目標(biāo)1,21-2,2-3，4-2209氣體和蒸汽的流動目標(biāo)1，21-2、2-3，4-24010氣體的壓縮目標(biāo)1,2,31-2,2-3,4-2,8-1,8-3,12-14011活塞式內(nèi)燃機循環(huán)目標(biāo)1,2,31-2,2-3,4-2,8-1,8-3,12-12012燃?xì)廨啓C裝置循環(huán)目標(biāo)1,2,31-2,2-3,4-2,8-1,8-3,12-12013蒸汽動力裝置循環(huán)目標(biāo)1,2,31-2,2-3,4-2,8-1,8-3,12-12014制冷循環(huán)目標(biāo)1,2,31-2,2-3,4-2,8-1,8-3,12-12015濕空氣目標(biāo)1,2,31-2,2-3,4-2,8-1,8-3,12-120合計480五、課程實施（一）在講授時，講透、講清工程熱力學(xué)課程的精髓。（二）授課安排上既基本遵循教材的思路，又應(yīng)靈活地穿插部分專題講授，做到面中有點。（三）需要安排一定量的習(xí)題課，重點放在基本概念、熱力學(xué)第一定律應(yīng)用和熱力學(xué)第二定律應(yīng)用上，將本課程常用題型分析和解題技巧傳授給學(xué)生，使學(xué)生通過習(xí)題加強對工程熱力學(xué)問題的分析和解決能力。（四）要利用現(xiàn)代計算機技術(shù)，通過靈活多樣的教學(xué)手段，把知識以易于接受的最佳方式傳授給學(xué)生。（五）主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求如表所示。主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求1備課熟悉講授內(nèi)容，準(zhǔn)備PPT2講授3作業(yè)布置與批改（1）鞏固重點難點（2）及時批改，反饋結(jié)果4課外答疑（1）確保學(xué)生的問題能及時得到解答5成績考核評分標(biāo)準(zhǔn)清楚（3）1/31/36第二課堂活動六、課程考核（一）課程考核包括期末考試、平時及作業(yè)考核和實驗（實踐）考核等，期末考試采用閉卷方式。成績組成考核/評價環(huán)節(jié)權(quán)重考核/評價細(xì)則平時成績平時作業(yè)20%課后完成15-20題，要考核學(xué)生對每節(jié)課知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計算全部作業(yè)的平均成績再按20%計入總成績。1-2成績組成考核/評價環(huán)節(jié)權(quán)重考核/評價細(xì)則平時成績平時作業(yè)20%課后完成15-20題，要考核學(xué)生對每節(jié)課知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計算全部作業(yè)的平均成績再按20%計入總成績。1-2，2-3,4-2期中考試15%在課程學(xué)時中期左右，隨堂進(jìn)行一次期中考試，對熱力學(xué)第一定律和第二定律進(jìn)行測試，成績再按15%計入總成績.1-2，2-3調(diào)研報告15%15%1-2,2-3,4-2,12-1期末考試期末考試卷面成績50%根據(jù)試卷評分標(biāo)準(zhǔn)評判，以卷面成績的50%計入課程總成績。1-2,2-3,4-2七、有關(guān)說明（一）持續(xù)改進(jìn)有效地提高“工程熱力學(xué)”的教學(xué)效果，解決學(xué)生難學(xué)、教師難講的問題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，幫助學(xué)生掌握課程相關(guān)知識，是教學(xué)中一直需要反思的問題，應(yīng)努力做到：一、扎實的基礎(chǔ)知識是能力提高的前提。二、突出重點,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。三、注重實踐,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。