工程熱力學(xué)教案

1、上海海事大學(xué)課程教案課程名稱： 工程熱力學(xué) 課程編號： 12100520 承擔(dān)課程的二級學(xué)院（部）: 商船學(xué)院 系（教研室） 熱能與動力工程教案編寫教師： 章學(xué)來 授課對象： 熱能與動力工程091、2 編制時間： 2011年1月7日 總學(xué)時數(shù)64總學(xué)時數(shù)分配總學(xué)分 3.5課堂教學(xué)實驗（上機）討論參觀考核方式考試5446教學(xué)活動設(shè)計的總體思路：工程熱力學(xué)是熱能與動力工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，根據(jù)該專業(yè)對熱力學(xué)的要求，本課程的講解分為三部分，即基本概念與基本定律、工質(zhì)的熱力性質(zhì)、熱力過程與熱力循環(huán)，為了更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程，整個課程以啟發(fā)式教學(xué)為主，并穿插討論、習(xí)題分析等其它形式。為使學(xué)生對每章內(nèi)

2、容予以深入理解，每章結(jié)束時進行適當(dāng)小結(jié)，并對一部分思考題進行探討。整個課程結(jié)束時予以總復(fù)習(xí)，使學(xué)生對整門課程能進一步理解。課程將安排兩個實驗，以使學(xué)生對課程中的難點部分有一感性認(rèn)識。教學(xué)手段選擇及其說明（包括所需要的教學(xué)資源）：教學(xué)手段：板書-需安排一70人的教室 實驗-噴管實驗-在輔機實驗室的熱工室進行 壓氣機性能實驗-在輔機實驗室的熱工室進行 討論-在每章的結(jié)束-原教室進行參考書籍與文獻(xiàn) 序號書籍（文獻(xiàn)）名稱作者出版社（雜志）出版時間1工程熱力學(xué)章學(xué)來人民交通出版社2011.32工程熱力學(xué)吳孟余上海交通大學(xué)出版社2000.73工程熱力學(xué)沈維道高等教育出版社2007.64工程熱力學(xué)精要分析及

3、典型題解何雅玲西安交通大學(xué)出版社2000.12工程熱力學(xué)題型分析朱明善清華大學(xué)出版社1989.9編寫負(fù)責(zé)人 系（教研室）主任（簽字） （簽字） 第 1 章： 基本概念 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排第一節(jié)：熱力系統(tǒng)教學(xué)重點：閉口系統(tǒng)、開口系統(tǒng)、絕熱系統(tǒng)、孤立系統(tǒng)教學(xué)難點：由于熱力系統(tǒng)是人為分割出來的用于熱力學(xué)研究的系統(tǒng)，對其理解相對較為困難1課堂教學(xué)第二節(jié)：工質(zhì)的熱力狀態(tài)及其基本狀態(tài)參數(shù)教學(xué)重點：狀態(tài)參數(shù)的性質(zhì) 溫度、壓力概念教學(xué)難點：溫度的熱力學(xué)描述 狀態(tài)參數(shù)的性質(zhì)1課堂教學(xué)第三節(jié)：平衡狀態(tài)及狀態(tài)方程式教學(xué)重點：平衡狀態(tài)概念教學(xué)難點：平衡與均勻間的關(guān)系1課堂教

4、學(xué)第四節(jié)：準(zhǔn)平衡過程和可逆過程教學(xué)重點：準(zhǔn)平衡過程和可逆過程概念教學(xué)難點：準(zhǔn)平衡過程體現(xiàn)了平衡與過程的統(tǒng)一，可逆過程與準(zhǔn)平衡過程之間的關(guān)系2課堂教學(xué)討論本章討論題（思考題、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第19頁1、2，4、5作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第20頁1、2，4、6第 2 章： 熱力學(xué)第一定律 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排第一節(jié)：熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)教學(xué)重點：熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)教學(xué)難點：熱力學(xué)第一定律的不同表述及第一類永動機的概念。1課堂教學(xué)第二節(jié)：能量的傳遞與轉(zhuǎn)換教學(xué)重點：功和熱量的概念及其表述教學(xué)難點：體積功、技術(shù)功、流動功、內(nèi)部功及其相互關(guān)系。2課堂教學(xué)第

5、三節(jié)：熱力學(xué)能及焓教學(xué)重點：熱力學(xué)能、焓教學(xué)難點：熱力學(xué)能概念、焓的概念1課堂教學(xué)第四節(jié)：熱力學(xué)第一定律能量方程教學(xué)重點：閉口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律能量方程、開口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律能量方程教學(xué)難點：閉口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律能量方程的意義、開口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律能量方程的意義1課堂教學(xué)第五節(jié)：穩(wěn)定流動能量方程的應(yīng)用教學(xué)重點：掌握熱力學(xué)第一定律能量方程的靈活應(yīng)用教學(xué)難點：熱力學(xué)系統(tǒng)的分析2課堂教學(xué)討論本章討論題（思考題、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第38頁1、4、6、7、8作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第38頁1、2、4、7第 3 章： 熱力學(xué)第二定律 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排

6、第一節(jié)：循環(huán)教學(xué)重點：熱機循環(huán)、制冷循環(huán)教學(xué)難點：循環(huán)必要補充條件的理解；不可逆循環(huán)1課堂教學(xué)第二節(jié)：熱力學(xué)第二定律教學(xué)重點：熱力學(xué)第二定律的兩種說法教學(xué)難點：兩種說法的等效性1課堂教學(xué)第三節(jié)：卡諾定理和卡諾循環(huán)教學(xué)重點：卡諾定理和卡諾循環(huán)教學(xué)難點：定理的證明1課堂教學(xué)第四節(jié)：克勞修斯不等式教學(xué)重點：兩熱源及無窮多個熱源間的克勞修斯不等式教學(xué)難點：克勞修斯不等式的證明1課堂教學(xué)第五節(jié)：熵教學(xué)重點：熵是一個狀態(tài)參數(shù)教學(xué)難點：熵的導(dǎo)出1課堂教學(xué)第六節(jié)：孤立系統(tǒng)熵增原理教學(xué)重點：孤立系統(tǒng)熵增原理教學(xué)難點：熵增原理的證明2課堂教學(xué)討論本章討論題（思考題、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第63頁1、6、7、

7、8、9作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第64頁1、2、3、8、9、10第 4 章： 理想氣體的性質(zhì) 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排第一節(jié)：理想氣體狀態(tài)方程教學(xué)重點：各種形式的理想氣體狀態(tài)方程教學(xué)難點：理想氣體概念的理解、兩個氣體常數(shù)的關(guān)系1課堂教學(xué)第二節(jié)：理想氣體的比熱容教學(xué)重點：理想氣體的比熱容的計算教學(xué)難點：理想氣體比熱容概念的理解及不同比熱容間的關(guān)系1課堂教學(xué)第三節(jié)：理想氣體的熱力學(xué)能、焓、熵教學(xué)重點：理想氣體的熱力學(xué)能、焓、熵的計算教學(xué)難點：理想氣體熱力學(xué)能、焓是溫度的單函數(shù)、而理想氣體的熵是由兩個獨立狀態(tài)參數(shù)決定2課堂教學(xué)討論第四節(jié)：理想氣體混合物教學(xué)重點：混合物成

8、分、分壓力定律、分體積定律、理想氣體混合物的比熱容、熱力學(xué)能、焓、熵的計算教學(xué)難點：對于分壓力定律、分體積定律是否適合于非理想氣體混合物的理解。對于理想氣體混合物組分的熵、其表達(dá)式中應(yīng)代入的是組分的分壓力、而非混合物的總壓力2課堂教學(xué)本章討論題（思考題、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第82頁2、3、4、5、8作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第82頁1、4、5、6、7第 5 章：實際氣體的性質(zhì)及熱力學(xué)一般關(guān)系式 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排第一節(jié)：理想氣體狀態(tài)方程用于實際氣體的偏差教學(xué)重點：找出理想氣體狀態(tài)方程用于實際氣體的偏差1課堂教學(xué)第二節(jié)：實際氣體的狀態(tài)方程教學(xué)重點：范德

9、瓦爾斯方程、對比態(tài)方程教學(xué)難點：實際氣體的概念、實際氣體狀態(tài)方程的得出、對比態(tài)參數(shù)1課堂教學(xué)第三節(jié)：對應(yīng)態(tài)原理與通用壓縮因子圖教學(xué)重點與難點：對應(yīng)態(tài)原理與通用壓縮因子圖1課堂教學(xué)第四節(jié)：維里方程教學(xué)重點：理解維里方程的變化1課堂教學(xué)討論第三節(jié)：麥克斯韋關(guān)系和熱系數(shù)教學(xué)重點：理解麥克斯韋關(guān)系和熱系數(shù)1課堂教學(xué)第四節(jié)：比熱容、熱力學(xué)能、焓和熵的一般關(guān)系式教學(xué)重點：理解比熱容、熱力學(xué)能、焓和熵的一般關(guān)系式的得出1課堂教學(xué)本章討論題（思考題、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第92頁1、4、5作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第93頁1、3、4第 6 章： 水蒸氣與濕蒸汽 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配

10、教學(xué)組織安排第一節(jié)：水蒸汽的發(fā)生過程教學(xué)重點：P-v圖、T-s圖（一點、兩線、三區(qū)、五態(tài)）教學(xué)難點：濕蒸汽狀態(tài)的確定 1課堂教學(xué)第二節(jié)：水蒸氣的表和圖教學(xué)重點與難點：水蒸氣的表和圖的查閱1課堂教學(xué)第三節(jié)：水蒸氣的基本熱力過程教學(xué)重點：定容、定壓、定溫、絕熱過程教學(xué)難點：定溫過程中，由于實際氣體，其熱力學(xué)能會發(fā)生變化 1課堂教學(xué)討論第四節(jié)：濕空氣及其狀態(tài)參數(shù)教學(xué)重點：對濕空氣及其狀態(tài)參數(shù)概念的理解 教學(xué)難點：理解濕空氣視為理想氣體的原因 2課堂教學(xué)第五節(jié)：焓濕圖教學(xué)重點：焓濕圖的查閱教學(xué)難點：理解焓濕圖的構(gòu)成1課堂教學(xué)第六節(jié)：濕空氣的基本熱力過程教學(xué)重點：混合過程、加熱過程、加濕過程、冷卻過程教

11、學(xué)難點：每一過程在焓濕圖上的變化（包括溫度、焓、相對濕度、含濕量等）2課堂教學(xué)討論本章討論題（思考題、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第115頁1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、13、15作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第115頁1、3、9第 7 章： 理想氣體的熱力過程 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排第一節(jié)：基本熱力過程教學(xué)重點：定容過程、定壓過程、定溫過程、絕熱過程教學(xué)難點：每一過程狀態(tài)及能量的變化2課堂教學(xué)第二節(jié)：多變過程教學(xué)重點：多變過程的狀態(tài)變化及能量變化教學(xué)難點：在P-v圖、T-s圖上表示四種基本熱力過程的狀態(tài)變化及能量變化 2課堂教學(xué)討論本章討論題（思考題

12、、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第127頁5、6、10作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第128頁1、2、3、5、7第 8 章： 氣體和蒸汽的流動 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排第一節(jié)：一維穩(wěn)定流動的基本方程式教學(xué)重點：連續(xù)性方程、能量方程、過程方程教學(xué)難點：對一元定熵穩(wěn)態(tài)流動的理解1課堂教學(xué)第二節(jié)：噴管和擴壓管的流動特性及其截面變化規(guī)律教學(xué)重點：噴管和擴壓管的流動特性及其截面變化規(guī)律、噴管的流速與流量計算分析教學(xué)難點：對馬赫數(shù)大于1截面變化規(guī)律的理解、不同噴管流速、流量變化規(guī)律的理解3課堂教學(xué)第三節(jié)：噴管的設(shè)計計算教學(xué)重點：噴管的設(shè)計計算教學(xué)難點：噴管外形選擇1課堂教學(xué)討論本章

13、討論題（思考題、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第152頁1、2、3作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第153頁1、2、5第 9 章： 壓氣機的熱力過程 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排第一節(jié)：活塞式壓氣機的壓氣過程教學(xué)重點與難點：壓氣機的工作原理1課堂教學(xué)第二節(jié)：單級活塞式壓氣機的工作原理教學(xué)重點：說明氣體在壓氣機中應(yīng)如何被壓縮最為有利，用熱力學(xué)原理加以分析，且這種分析方法對于各種類型的壓氣機具有普適性。教學(xué)難點：余隙容積、容積效率1課堂教學(xué)第三節(jié)：多級壓縮和級間冷卻教學(xué)重點：采用多級壓縮和級間冷卻的原因及中間最佳壓力的選擇原則和方法。教學(xué)難點：采用多級壓縮、級間冷卻的好處及用p-

14、v及T-s圖表示。3課堂教學(xué)實驗第四節(jié)：葉輪式壓氣機工作原理教學(xué)重點與難點：葉輪式壓氣機的工作原理及特點。1課堂教學(xué)討論本章討論題（思考題、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第169頁1、2、3、4、5、6、7作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第170頁1、2、6第 10 章： 氣體動力循環(huán) 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排第一節(jié)：活塞式內(nèi)燃機的理想循環(huán)教學(xué)重點：內(nèi)燃機的理想循環(huán)教學(xué)難點：以內(nèi)燃機為典型，將不可逆的實際過程概括、抽象為可逆過程的具體方法，以及其對于分析循環(huán)的重要意義。1課堂教學(xué)第二節(jié)：活塞式內(nèi)燃機理想循環(huán)的熱效率教學(xué)重點：內(nèi)燃機的理想循環(huán)熱效率與其特性參數(shù)的關(guān)系，兩種不

15、同工況下活塞式內(nèi)燃機三種不同理想循環(huán)的比較教學(xué)難點：以P-v圖、T-s圖加以分析。2課堂教學(xué)第三節(jié)：燃?xì)廨啓C循環(huán)教學(xué)重點：燃?xì)廨啓C裝置熱機熱效率與其特性參數(shù)關(guān)系教學(xué)難點：將燃?xì)廨啓C裝置實際循環(huán)抽象成理想循環(huán)1課堂教學(xué)本章討論題（思考題、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第185頁1、2、3作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第185頁1、2、3、9第 11 章： 蒸汽動力裝置循環(huán) 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排第一節(jié)：概述教學(xué)重點和難點：蒸汽動力裝置循環(huán)與氣體動力循環(huán)的區(qū)別1課堂教學(xué)第二節(jié)：基本蒸汽動力循環(huán)教學(xué)重點：朗肯循環(huán)的熱效率及其影響因素教學(xué)難點：朗肯循環(huán)的得出1課堂教學(xué)討論本章討論題（思考題、作業(yè)）：思考題：參考文獻(xiàn)1，第195頁1、2作業(yè)：參考文獻(xiàn)1，第196頁1、2第 12 章： 制冷循環(huán) 本章答疑時數(shù)： 1 每節(jié)題目教學(xué)重點和難點課時分配教學(xué)組織安排第一節(jié)：理想制冷循環(huán)教