《工程热力学》课程教学大纲.docx

工程热力学教学大纲一、课程基本信息课程名称工程热力学Engineering Thermodynamics课程编码CNE210511020开课院部石大山能新能源学院课程团队工程热力学学分2.0课内学时34讲授30实验4上机0实践0课外学时32适用专业油气储运工程授课语言中文先修课程高等数学(2-1).高等数学(2-2).大学物理(27)、大学物理实验(2-1).大学物理(2-2).大学物理实验(2-2)课程简介(必修)工程热力学是油气储运工程专业一门核心学科基础课程，是研究热能与其它能量(特别是机械能)之间相互转换规律、热能高效利 用原理和物质一般热性质的科学。该课程的主要内容包括：工程热力学的基本概念及定义、热力学第一定律、气体和蒸汽的热力性质、气体和蒸汽的基本热力过程、热 力学第定律、气体和蒸汽的流动。本课程预期达到的目的是，使学生了解热力学的宏观研究方法，全面系统地掌握工程热力学的有关物 质热力性质、热能有效利用以及热能与其它能量转换的基本规律，使学生建立正确地用能观；在此基础上能够正确并灵活地运用这些规律 进行各种热力过程和热力循环的分析计算，使学生具有较强的分析问题和解决问题的能力，为后一阶段的专业课学习打下坚实的专业理论 基础。同时通过教学过程中的案例分析强化学生的工程素养，建立正确的工程价值观，激发学生的创新意识。Engineering thermodynamics is a core subject basic course of oil and gas storage and transportation engineering specialty, which studies the mutual conversion law between heat energy and other energy (especially mechanical energy), the Science of the principle of efficient utilization of thermal energy and the general thermal properties of substances.The main contents of this course include: the basic concept and definition of engineering thermodynamics, the first law of thermodynamics, the thermodynamic properties of gas and steam, the basic thermodynamic process of gas and steam, the second law of thermodynamics, the flow of gas and steam. The expected purpose of this course is to enable students to understand the macro research methods of thermodynamics and to comprehensively and systematically master the thermodynamic properties of related substances in Engineering Thermodynamics, the basic laws of Effective Utilization of heat energy and conversion of heat energy and other energy enable students to establish a correct view of energy use; on this basis, students can correctly and flexibly apply these laws to analyze and calculate various thermodynamic processes and thermodynamic cycles, so that students have strong ability to analyze and solve problems, it lays a solidprofessional theoretical foundation for the Study of specialized courses in the latter stage. At the same time, through case analysis in the teaching process, students' engineering literacy is strengthened, correct engineering values are established, and studentsf innovative consciousness is stimulated.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：掌握工程热力学基础知识，能够针对工程问题建立模型，并进行求解和分析。是1.22M2目标2 ：能够基于工程热力学的基本原理和数学模型方法正确表达复杂工程问题是2.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外学时课外环节1绪论绪论本章重点难点：工程热力学的主要研究内容；工程热力学的研 究方法/ /20. 1热能及其利用热能，热能的利用。Ml0.5讲授0.5自学资 料、M00C30.2热力学及其发展简 史热力学的建立，热力学的发展，热力学发展史上的重要事件及 人物。Ml0自主学习0. 5文献查阅40.3能量转换装置的工 作过程能量转换装置的工作过程简介Ml0.5讲授0. 5自学资 料、M00C50.4工程热力学研究的 对象及主要内容研究对象，主要内容，研究方法。Ml0.2讲授0. 5自学资 料、M00C6第一章第一章基本概念本章重点难点：热力系统；平衡状态；状态参数及其特性；准 平衡过程；可逆过程；循环。/71. 1热能和机械能相互 转换过程热能动力装置，工质，热源Ml0.3讲授0.5自学资 料、MOOC81.2热力系统热力系统，环境，界面，闭口系统，开口系统，稳定流动开口Ml0.5讲授0.5自学资系统，绝热系统，孤立系统，简单可压缩系料、M00C91.3工质的热力学状态 及其基本状态参数热力学状态，状态参数，状态参数的特性，热力学第零定律， 压力，温度，比体积。Ml0.5讲授0. 5自学资 料、M00C101.4平衡状态平衡状态的概念；状态公理；状态参数坐标图Ml0.4讲授0.5自学资 料、MOOC111.5工质的状态变化过 程准静态过程，可逆过程，耗散效应Ml0.3讲授0.5自学资 料、MOOC121.6功和热量功，容积变化功，可逆过程容积变化功，热量，燧，可逆过程 热量的计算，过程量，功和热量的异同Ml0.5讲授0.5自学资 料、MOOC131.7热力循环可逆循环，不可逆循环，正向循环，逆向循环，热效率，制冷 系数，供热系数。Ml0.3讲授0.5自学资 料、MOOC14第二章第二章热力学第 一定律本章重点难点：第一定律的实质；热力学能和焰的概念；闭口 系统能量方程，稳定流动能量方程，热力学第一定律应用/152. 1热力学第一定律的 实质热力学第一定律，第一类永动机Ml0.5讲授0. 5自学资 料、MOOC162.2热力学能和总能热力学能的概念，总能，宏观动能，重力位能Ml0.5讲授0. 5自学资 料、MOOC172. .3热力学第一定律基 本表达式闭口系统能量方程式，开口系能量方程，稳定流动能量方程式Ml2讲授2自学资 料、MOOC182.4热力学第一定律的 应用热力学第一定律在典型能量设备的应用M21讲授1自学资 料、MOOC19第三章第三章气体和蒸 气的性质本章重点难点：理想气体的概念，理想气体状态方程式，理想 气体比热容，理想气体热力学能、焰和嫡的计算。水蒸汽的饱 和状态，三相点，饱和温度和饱和压力，定压汽化过程的特 点，临界点，水蒸气状态参数，水蒸气图表。/203. 1理想气体理想气体的概念，理想气体状态方程，气体常数和通用气体常 数。Ml1讲授1自学资 料、MOOC213.2理想气体的比热容比热容定义，理想气体的比热容，比定压热容和比定容热容， 迈耶公式Ml0.5讲授0.5自学资 料、MOOC223.3理想气体的热力学 能、蛤和炳理想气体热力学能、蛤和嫡的计算Ml0.5讲授0.5自学资 料、M00C233.4饱和状态、饱和温 度和饱和压力汽化与液化，饱和状态，相图，三相点，饱和温度和饱和压 力。Ml0.5讲授0.5自学资 料、M00C243.5水的定压加热汽化过程水的定压加热过程中的预热、汽化与过热三个阶段及特点，水 的过冷水，饱和水，饱和蒸汽，湿饱和蒸汽，过热蒸汽五种集 态，临界点。Ml1讲授1自学资 料、M00C253.6水和水蒸气状态参 数零点的规定，过冷水，饱和水，饱和蒸汽，湿饱和蒸汽，过热 蒸汽的状态参数的规定Ml1讲授1自学资 料、M00C263.7水蒸气图和表水蒸气表，T-s图，h-s图Ml0.5讲授0.5自学资 料、M00C273.8理想气体混合物理想气体混合物、理想气体混合物的比热容、热力学能、始和 燧Ml1讲授1自学资 料、M00C28第四章第四章气体和蒸 汽的基本的热力过 程本章重点难点：理想气体四个典型的热力过程及多变过程的计 算，热力过程在状态参数坐标图上的表示。水蒸气的定压过程 和绝热过程。/294. 1研究热力过程的目 的及一般方法研究热力过程的目的，一般的研究方法和计算依据。Ml0.5讲授0.5自学资 料、M00C304.2理想气体的定压、 定容、定温和可逆 绝热过程理想气体的定压、定容和定温过程方程式，各过程中热量和功 的计算，状态参数的计算。在P-v图和T-s图上的表示。Ml1.5讲授1.5自学资 料、M00C314.3理想气体多变过程理想气体多变过程方程式，热量、功及状态参数的计算。在P- v图和T-s图上的表示。Ml1.5讲授1.5自学资 料、M00C324.4水蒸气的基本过程水蒸气的定压过程和绝热过程Ml1讲授1自学资 料、M00C33第五章第五章热力学第 二定律本章重点难点：热力学第二定律的实质；热力学第二定律的数 学表达式；热力学第二定律的应用；燧，熔产与熠流。/345. 1热力学第二定律自然过程的方向性，克劳修斯说法，开尔文说法，两种方法的 等价性，第二类永动机。Ml1讲授1自学资 料、M00C355.2卡诺循环和卡诺定 理卡诺循环及其热效率，逆向卡诺循环，概括性卡诺循环，热源 多于两个的可逆循环。卡诺定理一，卡诺定理二。Ml2讲授2自学资 料、M00C365.3端和热力学第二定 律的数学表达式燧的导出，热力学第二定律表达式，不可逆绝热过程的分析， 炳差的计算。Ml1.5讲授1. 5自学资 料、M00C375.4嫡方程与孤立系统 爆增原理闭口系（控制质量）熠方程，孤立系统崎增原理。Ml1.3讲授1. 3自学资 料、M00C385.5系统的作功能力（娴）及熔产与作 功能力损失烟，热量娴，孤立系统中焙增与斓损失的关系，能量的贬值原 理。Ml1.2讲授1.2自学资 料、M00C39第八早第六早气体与蒸 汽的流动/406. 1稳定流动的基本方 程式连续性方程式，能量方程式，过程方程式；绝热滞止，滞止参 数；音速的概念，计算推导，马赫数。Ml1讲授1自学资 料、M00C416.2促使流速改变的条 件工质参数间的内在关系，工质流动截面变化规律。Ml1讲授1自学资 料、M00C426.3喷管的计算流速计算及其分析、临界压力比，流量的计算，背压的影响， 喷管外形和尺寸，速度系数、能量损失系数和喷管效率。M22讲授2自学资 料、MOOC436.4有摩阻的绝热流动有摩擦的绝热流动流速计算与分析。M20.3讲授0.5自学资 料、MOOC446.5绝热节流节流的特点，实际气体的节流，节流的用途。M20.2讲授0.5自学资 料、MOOC四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1课堂表现1 .根据课堂内容，采用雨课堂进行课堂互动和测试。2 .根据章内容进行统计，成绩采用百分制。3 .考查学生在课堂上对工程热力学基本知识的掌握能力。10%2平时作业1 .每周平均布置2-3道题目，平均每次课1道题以上。2 .成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有作图、分析和计算题。15%3平时测试1 .每章设置在线测试，测试题目为客观题。2 .每次测试成绩采用百分制，平时测试成绩取总测试的平均成绩。3 .考核学生对工程热力学基本知识的掌握能力。15%4实验1 .本课程4个学时实验，共2次实验。2 .成绩采用白分制，根据实验完成情况评分。3 .考核学生对工质热物性、临界参数的测定能力以及热力过程的深入认识。10%5期末考试1 .闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2 .主要考核学生对工程热力学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简 答题、作图题、分析题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml课堂表现15%客观题，依据实际分数2Ml平时作业25%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，解题 思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。C-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤 比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成,，解题思路不清晰，解答潦草。3Ml平时测试25%客观题，线上测试，依据实际分数4Ml期末考试35%（见试卷评分标准）5M2平时作业25%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，解题 思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。C-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤 比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成,，解题思路不清晰，解答潦草。6M2实验25%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实验数据，从技术角度获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格 式正确，步骤叙述比较清楚，正确分析实验数据，从技术角度获得比较有效的结论。C-实验过程中认真完 成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有正确分析实验数据，但 是结合理论分析可以从技术角度获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验 结果，不能从技术角度获得有效的结论。7M2期末考试50%（见试卷评分标准）评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1工程热力学（第五版），沈维道，童钧耕，高等教育出版社，2016.03, ISBN:9787040446326. （*主教材）2图书1工程热力学，王修彦，机械工业出版社，2017. 06, ISBN:9787111223092.3图书工程热力学，傅秦生，机械工业出版社,2017. 11, ISBN:9787111370376.4图书1工程热力学（第五版），严加禄，高等教育出版社，2015. 07, ISBN:9787040429466.5图书1工程热力学（英文影印版原书第7版）Thermodynamics An Engineering Approach,美尤努斯A.切盖尔，美迈克尔A.博尔斯， 机械工业出版社，2016. 03, ISBN:9787111526391.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1空气定压比热的测定空气定压比热实验室工科楼D50962专业基础必做综合性否2二氧化碳P-V-T实验热物性测量实验室工科楼D51262专业基础必做综合性否