工程热力学教学大纲.docx

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1、“工程热力学”课程教学大纲英文名称：EngineeringThermodynamics课程编号：ENPO2405学时：66（理论学时：56,实验学时：0,上机学时：10）；课外学时:56（课外学时不计入总学时）学分：3.5适用对象：能源动力系统及自动化、建筑环境与设备工程、核工程与核技术、过程装备与控制工程等专业先修课程：高等数学，大学物理使用教材及参考书：1. 沈维道，童钧耕主编.工程热力学（第四版）.北京：高等教育出版社,2010.2. 陶文铨等主编，何雅玲等参编.工程热力学.武汉：武汉理工大学出版社,2001.3. 刘桂玉，刘志刚，阴建民，何雅玲.工程热力学.北京：高等教育出版社,199

2、8.4. 曾丹苓，熬越，张新铭，刘朝.工程热力学.北京：高等教育出版社,2002.5. 朱明善，刘颖，林兆庄，彭晓峰编.工程热力学.北京：清华大学出版社,2000.6. 何雅玲.工程热力学精要分析典型题解（新版）.西安：西安交通大学出版社,2008.7. YuanACengel,MichaelA.Boles.Thermodynamics-AnEngineeringApproach.7thedition.McGrawHill.,2011.8. YuanACengel,MichaelA.Boles.何雅玲缩编.Thermodynamics-AnEngineeringApproach.6thEdit

3、ion.北京：电子工业出版社，2009.一、课程性质和目的性质：基础理论目的：通过本课程的学习，应使学生掌握工程热力学的基本理论和基本知识，受到较强的基本技能训练，能正确进行热工过程和热力循环的分析和计算。针对工程热力学课程特点，在教学过程中应注意培养学生辩证思维和逻辑思维的能力，训练学生建立热力学模型的能力，培养他们对有关热工问题的判断、估计和综合分析的能力。二、课程内容简介工程热力学是研究热能与其他形式能量（特别是机械能）相互之间转换规律和方法，以及提高能量转换效率途径的一门学科，是能源动力系统及自动化、建筑环境与设备工程、核工程与核技术、过程装备与控制工程等专业的一门必修基础课程。工程热

4、力学不仅为学生学习专业课程提供基础理论知识，培养学生的工程素质，而且也为日后从事有关热能利用、热设计、热管理和热控制等方面的工程技术工作奠定基础。课程的主要内容有：基本概念，基本定律（热力学第一定律和第二定律），工质的热力性质，热力过程及热力循环，化学热力学等。三、教学基本要求1. 掌握热力系、平衡态、状态参数、功与热量、准静态过程和可逆过程等重要的基本概念。2. 掌握热能与机械能相互转换遵循的基本定律。3. 掌握热力过程和热力循环的基本分析及计算方法，以及提高能量利用经济性的基本原则和主要途径。4. 掌握工程上常用工质的热力性质计算和应用；能熟练应用常用工质的物性公式及图表进行物性计算。5.

5、 树立工程观点，具有对实际问题建立热力学模型的能力，并能用理论分析解决与热力学有关的实际问题。四、教学内容及安排绪论能源与热能的利用。热能与机械能及其它能的转换。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。第一章基本概念热力系和工质。状态及平衡状态。状态参数及其特性，基本状态参数（温度、压力和比体积）。状态公理及状态方程。热力过程、准静态过程和可逆过程。热力循环。第二章热力学第一定律热力学第一定律的实质。储存能与迁移能，热力学能，通过热力系边界的能量交换：功和热量。热力学第一定律基本表达式。稳定流动能量方程，焓，技术功，稳定流动能量方程应用举例。一般开口系能量方程。第三章气

6、体和蒸气的性质理想气体状态方程。理想气体的比热容。理想气体的热力学能、焓和嫡及其计算。水蒸气的饱和状态和相图。水的汽化过程和临界点水和水蒸气的状态参数。水蒸气表和图。第四章气体和蒸气的基本热力过程分析气体热力过程的目的、方法与步骤。定容、定压、定温和绝热过程。多变过程。水蒸汽的基本过程。第五章热力学第二定律自发过程的方向性、不可逆性。热力学第二定律及其表述。卡诺循环和卡诺定律。嫡和嫡方程，温嫡图。孤立系嫡增原理与作功能力的损失。能量的品质，热量的可用能。火周简介。第六章实际气体性质和热力学一般关系式理想气体状态方程应用于实际气体的偏差，压缩因子。实际气体状态方程，范德瓦尔方程及其分析，维里方程

7、及其分析。热力学基本关系式。特征函数。麦克斯韦关系式。嫡、热力学能、焓的一般表达式。比热容的一般表达式。热系数。第七章气体与蒸气的流动一维稳定流动的基本方程，声速与马赫数。气体与蒸汽在喷管和扩压管中流动的基本特性。喷管的计算。有摩阻的绝热流动。绝热节流及其在工程上的应用。第八章压气机热力过程压气机的型式及其工作原理。活塞式压气机工作原理。活塞式压气机余隙容积的影响。多级压缩和中间冷却。叶轮式压气机工作原理。第九章气体动力循环循环导论，分析循环的目的、任务及一般方法，分析循环的热效率法，分析循环中不可逆损失的嫡方法。活塞式内燃机的工作原理及热力学分析的方法。内燃机的理想循环及分析计算。燃气轮机装

8、置循环。循环功和效率的分析计算。提高循环热效率的方法。第十章蒸汽动力循环朗肯循环及其热效率分析。提高循环热效率的方法及途径（改变蒸汽参数，再热循环，回热循环）。热电联产循环。燃气-蒸汽联合循环。第十一章制冷循环逆向卡诺循环。空气压缩制冷循环。蒸气压缩制冷循环。热泵循环。第十二章理想气体混合物及湿空气理想气体混合物性质计算。湿空气的状态参数，露点、相对湿度、含湿量、干湿球温度、湿空气的焓。湿空气的焓-湿图及其应用。湿空气过程及其应用。第十三章化学热力学基础1基本概念。热力学第一定律在化学反应中的应用，反应热、燃烧热、盖斯定律。基尔霍夫定律。理论燃烧温度。热力学第二定律在化学反应中的应用。热力学第

9、三定律及绝对嫡。绪论（4学时）1. 热能及其利用2. 工程热力学研究对象3. 工程热力学研究内容及研究4. 与工程热力学结合的科研案例5. 研究性学习的启发与讨论教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打寸）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他0.1110.20.50.50.30.520.50.4110.5121第一章：基本概念（4学时）1. 热力系统2. 状态及状态参数3. 平衡状态及状态方程式4. 工质的状态变化过程1可酌情在热力学第一定律、第二定律中讲授5. 过程功和热量6. 热力循环教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大

10、作业其他1.10.50.51.2111.30.50.51.40.50.51.5111.60.50.5第二章：热力学第一定律（4学时）1. 热力学第一定律的实质2. 闭口系能量方程式3. 稳定流动系能量方程式4. 开口系统能量方程5. 能量方程的实际应用6. 热力学第一定律的习题练习教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他2.10.50.52.20.50.52.3112.40.50.52.50.50.52.611第三章：气体和蒸气的性质（6学时）2. 理想气体的比热容3. 理想气体的热力学能、焓及嫡4. 水蒸气的饱和状态和相图5. 水的汽

11、化过程和临界点6. 水和水蒸气的状态参数7. 水蒸气表和图8. 气体和蒸气的性质习题练习教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他3.10.50.53.2113.30.50.53.4113.5113.60.50.53.70.50.53.811第四章：气体和蒸气的基本热力过程（4学时）1. 研究热力过程的目的及一般方法2. 基本热力过程3. 多变过程4. 水蒸气的基本过程5. 热力过程习题课教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合其他大作业4.10.50.54.2114.30.50.54.40

12、.50.54.51.51.5第五章：热力学第二定律（6学时）1. 热力学第二定律2. 卡诺循环3. 卡诺定理4. 热力学第二定律数学表达式5. 孤立系统嫡增原理6. 嫡方程7. 习题练习教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他5.1115.20.50.55.30.50.55.4115.50.50.55.60.50.55.722第六章：实际气体的性质及热力学一般关系式（4学时）1. 理想气体方程用于实际气体的偏差2. 实际气体状态方程式3. 对应态原理及通用压缩因子图4. 热力学能、焓、嫡、比热容的一般关系式教学安排及教学方式教学环节学时

13、分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他6.1116.2116.3116.411第七章：气体和蒸气的流动（4学时）1. 稳定流动基本方程式2. 促使流速改变的条件3. 喷管的计算4. 有摩阻的绝热流动5. 绝热节流与混合流动6. 习题练习教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他7.10.50.57.20.50.57.31.51.57.40.250.257.50.250.257.6121第八章：压气机热力过程（2学时）1. 单级活塞式压气机的工作原理和耗功2. 余隙容积的影响3. 多级压缩和级间冷却4. 叶轮式

14、压气机的工作原理教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他8.10.50.58.20.50.58.30.50.58.40.520.5第九章：气体动力循环（4学时）1. 循环概述2. 柴油机和汽油机实际工作循环和理想循环3. 理想循环4. 活塞式内燃机各种理想循环的比较5. 燃气轮机装置循环6. 燃气轮机定压加热实际循环7. 提高燃气轮机装置循环热效率的措施教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他9.10.250.259.20.250.259.3119.40.50.59.5119.6

15、0.50.59.70.50.5第十章：蒸汽动力装置循环（4学时）1. 简单蒸汽动力循环一一朗肯循环2. 再热循环3. 回热循环4. 习题练习教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他10.11110.21110.31110.40.50.510.50.50.5第十一章：制冷循环（2学时）1. 概述2. 压缩空气制冷循环3. 压缩蒸气制冷循环4. 制冷剂5. 热泵循环教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他11.10.250.2511.20.50.511.30.50.511.40.50

16、.511.50.25100.25第十二章：理想气体混合物及湿空气（4学时）1. 想气体混合物2. 理想气体混合物的热力性质3. 湿空气的状态参数4. 湿空气的焓-湿图5. 湿空气过程及其应用教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他12.10.50.512.20.50.512.31112.41112.511第十三章：化学热力学基础（4学时）1. 概述2. 热力学第一定律解析式3. 赫斯定律和基尔霍夫定律4. 巨热理论燃烧温度5. 化学平衡和平衡常数6. 平衡移动原理7. 化学反应方向判据及平衡条件8. 等温等压反应的平衡常数教学安排及教学

17、方式教学环节学时分配课后环节（请打句”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他13.10.50.513.20.50.513.30.50.513.40.50.513.50.50.513.60.50.513.70.50.513.80.50.5五、实践环节上机训练，10学时六、课外学时分配章内容参考学时1绪论42基本概念43热力学第一定律44气体和蒸气的性质65气体和蒸气的基本热力过程46热力学第二定律67实际气体性质和热力学一般关系式48气体与蒸气的流动49压气机热力过程210气体动力循环411蒸汽动力循环412制冷循环213理想气体混合物及湿空气414化学热力学基础4七、考核方式课程考核采取平时考核与期末考试相结合的方式。平时考核包括出勤、课堂提问、作业、上机、小测验、综合论文等，占课程总评成绩的20%；期末考试占80%。总成绩=平时成绩20%+期末考试成绩80%.大纲制定者：何雅玲何茂刚陶于兵大纲审核者：何雅玲