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(shí)：48（480，上機(jī)學(xué)時(shí)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(jī)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(dòng)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(yùn)用這些規(guī)律進(jìn)行熱工過程和熱力循環(huán)分析，同時(shí)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(jì)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(shí)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(shí)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(jì)理念，針對(duì)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(shí)，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(shí)，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(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)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(huì)發(fā)展熱力學(xué)的研究對(duì)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(duì)象和研究方法，掌握熱力學(xué)發(fā)展簡史。重點(diǎn)難點(diǎn)：熱力學(xué)的研究對(duì)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(huì)用系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)對(duì)可逆過程的熱量、功量進(jìn)行計(jì)算。了解工程熱力學(xué)分析問題的特點(diǎn)、方法和步驟。重點(diǎn)難點(diǎn)：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(dòng)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(jì)算工程實(shí)際中的有關(guān)問題。掌握能量、儲(chǔ)存能、熱力學(xué)能、總能的概念。掌握體積變化功、推動(dòng)功、軸功和技術(shù)功的要領(lǐng)及計(jì)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(jì)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(jì)算理想氣體的熵計(jì)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(diǎn)難點(diǎn)：理想氣體狀態(tài)方程式；比熱容；計(jì)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(diǎn)，即△u，△h，q及w等的正負(fù)值。重點(diǎn)難點(diǎn)：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(shí)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(duì)溫標(biāo)基本要求掌握卡諾定理。掌握熵的意義、計(jì)算和應(yīng)用。掌握孤立系統(tǒng)和絕熱系統(tǒng)熵增的計(jì)算，從而明確能量損耗的計(jì)算方法。了解（可用能、有效能）的要領(lǐng)及其計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)：熱力學(xué)第二定律實(shí)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(jì)算（七）實(shí)際氣體性質(zhì)，熱力學(xué)一般關(guān)系式教學(xué)內(nèi)容實(shí)際氣體狀態(tài)方程對(duì)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(duì)比態(tài)原理，會(huì)計(jì)算對(duì)比參數(shù)并能利用通用壓縮因子圖進(jìn)行實(shí)際氣體的計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)：熱力學(xué)一般關(guān)系式 對(duì)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(diǎn)、臨界點(diǎn)、汽化潛熱等。p－vT－s圖上的一點(diǎn)、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(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)：關(guān)蒸氣的各種術(shù)語及其意義（九）氣體和蒸汽的流動(dòng)教學(xué)內(nèi)容穩(wěn)定流動(dòng)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(dòng)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(diǎn)難點(diǎn)：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(jì)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(jí)壓縮和中間冷卻基本要求掌握活塞式壓氣機(jī)和葉輪式壓氣機(jī)的工作原理。（氣機(jī)耗功的計(jì)算。了解多級(jí)壓縮、級(jí)間冷卻的工作情況。了解余隙容積對(duì)活塞式壓氣機(jī)工作的影響。重點(diǎn)難點(diǎn)：活塞式壓氣機(jī)和葉輪式壓氣機(jī)的工作原理。（十一）活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)教學(xué)內(nèi)容汽油機(jī)實(shí)際工作循環(huán)和理想工作循環(huán)柴油機(jī)實(shí)際工作循環(huán)和理想工作循環(huán)活塞式內(nèi)燃機(jī)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(shí)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(jì)算的方法。會(huì)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(jì)性的具體方法和途徑。重點(diǎn)難點(diǎn)：活塞式內(nèi)燃機(jī)各種理想循環(huán)的比熱力過程和效率計(jì)算（十二）燃?xì)廨啓C(jī)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(shí)際循環(huán)定壓加熱回?zé)嵫h(huán)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)及其循環(huán)簡介基本要求理解噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，掌握定壓加熱理想、實(shí)際、回?zé)嵫h(huán)。（十三）蒸汽動(dòng)力循環(huán)簡單朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)的實(shí)際應(yīng)用基本要求理解朗肯循環(huán)的實(shí)際應(yīng)用，掌握簡單朗肯循環(huán)。重點(diǎn)難點(diǎn)：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(diǎn)難點(diǎn)：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(jì)算濕空氣的基本熱力過程。重點(diǎn)難點(diǎn)：濕空氣的參數(shù)的意義及其計(jì)算方法教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系及學(xué)時(shí)分配如表所示。序號(hào)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(diǎn)講授學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)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(dòng)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(jī)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(jī)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(dòng)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(jì)480五、課程實(shí)施（一）在講授時(shí)，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(diǎn)。（三）需要安排一定量的習(xí)題課，重點(diǎn)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(qiáng)對(duì)工程熱力學(xué)問題的分析和解決能力。（四）要利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過靈活多樣的教學(xué)手段，把知識(shí)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(diǎn)難點(diǎn)（2）及時(shí)批改，反饋結(jié)果4課外答疑（1）確保學(xué)生的問題能及時(shí)得到解答5成績考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)清楚（3）1/31/36第二課堂活動(dòng)六、課程考核（一）課程考核包括期末考試、平時(shí)及作業(yè)考核和實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）考核等，期末考試采用閉卷方式。成績組成考核/評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)權(quán)重考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績平時(shí)作業(yè)20%課后完成15-20題，要考核學(xué)生對(duì)每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計(jì)算全部作業(yè)的平均成績?cè)侔?0%計(jì)入總成績。1-2成績組成考核/評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)權(quán)重考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績平時(shí)作業(yè)20%課后完成15-20題，要考核學(xué)生對(duì)每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計(jì)算全部作業(yè)的平均成績?cè)侔?0%計(jì)入總成績。1-2，2-3,4-2期中考試15%在課程學(xué)時(shí)中期左右，隨堂進(jìn)行一次期中考試，對(duì)熱力學(xué)第一定律和第二定律進(jìn)行測試，成績?cè)侔?5%計(jì)入總成績.1-2，2-3調(diào)研報(bào)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判，以卷面成績的50%計(jì)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(shí)，是教學(xué)中一直需要反思的問題，應(yīng)努力做到：一、扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)是能力提高的前提。二、突出重點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。三、注重實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。