工程热力学 第2版 教案大纲.docx

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1、工程热力学课程教学大纲课程编号：课程名称：工程热力学英文名称：Engineering Thermodynamics总学时:72总学分:4.5适用对象：能源与动力工程、建筑环境与能源应用工程、核工程与核技术专业本科生先修课程：高等数学、大学物理一、课程性质、目的和任务使学生学习并掌握能量转换规律及能量有效利用的基本理论；使学生牢固地掌握热力学 定律及其应用方面的基本知识，通过授课及习题练习等方面的训练，使学生具备解决热能工 程方面的理论知识和最基本的技能，为科学发展观提供热力学的理论依据，为学习专业课提 供准备，为以后解决生产实际问题和参加科学研究打下必要的理论基础。二、教学的基本要求.掌握热能

2、和机械能相互转换的规律，能量转换的条件对能量转换的影响；1 .掌握有效利用能量转换的原则和途径以及分析热力过程和循环的基本方法；.掌握常用工质的物性，利用公式、图表正确进行各种热力过程和热力循环的计算；2 .注重培养对工程热力学涉及的热动装置、制冷装置等进行参数设计和计算的能力；.注重培养从实际问题抽象为理论，并运用理论进行分析和解决实际问题的能力；3 .在课程教学过程中突出课程的电力特色，体现出教学内容的基础性和前沿性；.针对能动专业、建环专业、核电专业，在课程教学中体现出各自专业的专业特色，为今 后专业课的学习打下基础；4 .针对创新班和实践班，通过课堂研讨、调查报告、学术论文、自主实验等

3、研究型教学过 程，全面提高学生的创新素质和创新能力；.通过实验学习热工参数的测量方法，加强对热力学参数的感性认识，使学生得到处理实 验数据、分析实验结果和书写实验报告等能力的训练；通过自主实验，提高学生自行设 计实验、自行动手实验、自行分析问题解决问题的能力。三、教学的基本内容（一）绪论热能及其利用：工程热力学的发展简史；工程热力学的研究对象及主要内容；工程热力 学的研究方法及学习方法。讲述我国能源工业（特别是电力）工业的发展历史，体现我国改 革开放给国家带来翻天覆地的变化，增强道路自信。（二）基本概念能量转换装置及其基本过程：工质和热力系统：状态及平衡状态，状态参数及其特性： 基本状态参数：

4、温度、压力、比容，以及工程热力学的常用温度和压力的单位；热力学第零 定律；状态方程，状态参数坐标图；准平衡过程及可逆过程；过程功和热量；热力循环。（三）热力学第一定律热力学第一定律的实质；热力学能、总能、焰、技术功；重点是热力学第一定律的基本 能量方程式，包括闭口系统和开口系统能量方程式；稳定流动能量方程及其应用。（四）理想气体的性质理想气体的基本概念；理想气体状态方程及气体常数；重点是理想气体的比热，包括定 压比热和定容比热；理想气体的热力学能、玲、帽的计算；理解气体混合物的基本概念，分 压力定律，分体积定律，混合气体的成分表示方法及换算，折合摩尔质量及折合气体常数； 理想气体混合物的热力学

5、能、熔、燧和比热的计算。（五）理想气体的热力过程定容、定压、定温和可逆绝热过程；多变过程的定义，多变指数的确定；各种热力过程 焰、端、热力学能、过程功、过程热量、技术功的计算；各种热力过程在P-V图和T-s图上 的表示；多变过程的综合分析；单级活塞式压气机的工作原理；余隙容积对活塞式压气机的 影响；多级压缩和级间冷却；叶轮式压气机的工作过程和叶轮式压气机的绝热效率。（六）热力学第二定律自发过程的方向性；热力学第二定律的本质及两种基本表述；卡诺循环，概括性卡诺循 环，逆向卡诺循环，多热源可逆循环分析；卡诺定理；病的概念及蜡的导出；克劳修斯不等 式及过程懒变分析；孤立系统端增原理与作功能力损失；媚

6、的概念，热量姗和稳定流动工质 端的定义及其计算；简单热力过程的煽分析。探索科学的节能方法，为科学发展观提供热力 学的理论依据。（七）实际气体的性质实际气体的性质，实际气体和理想气体的差别：实际气体的状态方程；对比态原理和对 比态方程；压缩因子和通用压缩因子图：自由能和自由焰，爰克斯韦关系式和热系数；实际 气体牖、比热容的一般关系式。（A）水蒸气饱和温度、饱和压力与三相点的概念；水的定压汽化过程，水和水蒸气的热力状态，水 蒸气的p-v图和T-s图；水蒸气参数零点的规定，不同状态水蒸气状态参数的确定；水蒸气 的热力性质表，水蒸气的h-s图及其应用；水蒸气的焰燃图。讲述水的特性，为什么古人提 “上善

7、若水”。（九）湿空气湿空气的概念：露点温度，绝对湿度，相对湿度，含湿量的概念；干球温度和湿球温度 的概念；湿空气的焰；湿空气的h-d图及其应用。（+）气体和蒸汽的流动声速，马赫数，滞止参数的概念，稳定流动的基本方程；促使工质流动改变的力学条件 和儿何条件；喷管和扩压管中流速、流量、温度、声速、压力、临界压力比、临界流速、最 大流量的确定；理想气体和蒸汽在喷管中流动的分析和计算；有摩擦阻力的绝热流动；绝热 节流及其应用；绝热节流的温度效应分析。（十一）制冷循环制冷技术的特点和分类；逆向卡诺循环及性能指标；压缩空气制冷循环和回热式压缩空 气制冷循环；压缩蒸汽制冷循环；热泵的特点和工作过程。（十二）

8、蒸汽动力装置循环以水蒸气为工质的卡诺循环，朗肯循环，朗肯循环的热效率；汽耗率，热耗率，标准煤 耗率；蒸汽参数对朗肯循环效率的影响；汽轮机的相对内效率，有摩擦阻力的实际循环；再 热循环及其特点；抽汽回热循环及其特点；热电联产循环及其特点。探索我国火电的发展之 道，为什么它已经是世界环保节能超低排放的典范。（十三）气体动力装置循环重点是燃气轮机装置循环，包括工作原理，燃气轮机装置理想循环，燃气轮机装置实际 循环，带回热的燃气轮机装置循环；燃气蒸汽联合循环及其特点；了解提高燃气轮机装置循 环热效率的措施；了解内燃机实际循环的描述和简化，内燃机的定容加热循环、定压加热循 环、混合加热循环及其分析。研讨

9、燃气轮机在世界范围内的应用情况，探索我国未来燃气轮 机工业必要性，让同学们有世界眼光。（十四）化学热力学基础热力学第一定律在化学反应中的应用；热效应、生成焰、反应焰、热值，盖斯定律，理 论燃烧温度等概念；热力学第二定律在化学反应中的应用：化学平衡的判据，平衡常数，平 衡移动的原理。（十五）工程热力学实验气体定压比热容实验、二氧化碳综合实验、空气在喷管内流动性能测定实验。在现有的 试验台上还能开哪些实验？培养学生求实创新的精神。四、各教学环节学时分配课程内容讲课（包括习题 课、讨论课）实验上机课外合计绪论224基本概念6612热力学第一定律448理想气体的性质448理想气体的热力过程8816热力

10、学第二定律8816实际气体的性质42410水蒸气52512湿空气42410气体和蒸汽的流动522514制冷循环42410蒸汽动力装置循环6612气体动力装置循环448化学热力学基础224合计668466144五、考核方式普通班：平日成绩（作业、出勤）15%,实验成绩5%,期中考试成绩105 期末考试成 绩 70%。六、对学生能力培养的体现1）教学过程中突出课程的电力特色，体现内容的基础性和前沿性，实践教学中体现内 容的全面性和互通性，不断提高课堂教学质量，提升学生的创新能力和综合能力。2）在课堂教学中，积极引入能源与动力工程领域前沿探讨和研究型课程内容，对学生 进行研究创新意识与科研创新基本素

11、质和基本能力的培养；3）针对创新实践班课程，将研究型教学的精髓体现在课程中，通过课堂研讨、调查报 告、学术论文、自主实验等研究型教学过程，全面提高学生的创新素质和创新能力，提升学 生主动发现问题、分析问题和解决问题的素质和能力。七、推荐教材和教学参考书教 材：工程热力学，王修彦，机械工业出版社，2022年，第二版水和水蒸气热力性质图表，严家琳，高等教育出版社，2004年，第二版参考书：工程热力学，沈维道，高等教育出版社，2007年，第四版工程热力学，朱明善，清华大学出版社，2011年，第二版工程热力学学习辅导与习题解答，童钧耕，高等教育出版社，2008年，第二版工程热力学精要与题解，吴晓敏，清华大学出版社，2012年，第一版八、补充说明针对普通班进行了基础教学中教学方法改革，体现精讲多练、体现电力特色、体现专业 特色的教学思路：针对创新实验班进行了创新教学中教学方法改革，体现课内外结合、学研双驱的培养模 式，课堂教学以学生为中心，老师为主导；引入课堂分组报告、课堂研讨课、翻转课堂、大 作业、小论文、自主实验等研究型教学过程；同时考核方式也进行了改革，重视过程考核。 教学改革的目的是鼓励学生个性化发展，提高学生的学术素养和创新能力。大纲执笔者：大纲校对者：大纲审核者：制定日期： 年 月