工程熱力學(xué)考核大綱

工程熱力學(xué)考核大綱（EngineeringThermodynamicsExaminationSyllabus）課程基本信息課程編號(hào)：04021201h課程學(xué)時(shí)：56課程學(xué)分：3.5一、課程的性質(zhì)和地位《工程熱力學(xué)》是農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)的必修課和核心課程，使學(xué)生了解并掌握關(guān)于能量轉(zhuǎn)換規(guī)律及能量有效利用的基本理論、樹立合理用能思想，并能應(yīng)用這些理論對(duì)熱力過程及熱力循環(huán)進(jìn)行正確的分析、計(jì)算，為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課提供充分的理論準(zhǔn)備，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程中有關(guān)熱工問題的判斷、估算和綜合分析的能力，為將來解決生產(chǎn)實(shí)際問題和參加科學(xué)研究打下必要的理論基礎(chǔ)。二、理論教學(xué)部分的考核目標(biāo)本課程的考試目標(biāo)為學(xué)生應(yīng)掌握工程熱力學(xué)的基本理論知識(shí)，并能應(yīng)用相關(guān)理論進(jìn)行熱力過程中熱功轉(zhuǎn)換的計(jì)算，分析能量利用的效率，并能分析熱力過程的可行性，通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到以下基本要求：掌握熱力學(xué)第一和第二定律的含義、數(shù)學(xué)表達(dá)及應(yīng)用；熟練掌握熱力學(xué)過程的分析方法和計(jì)算過程；熟練掌握熱力過程中工質(zhì)熱力學(xué)特性的分析和計(jì)算；熟練掌握動(dòng)力循環(huán)、制冷循環(huán)和濕空氣熱力過程的分析和計(jì)算；理解熱力學(xué)微分關(guān)系式和實(shí)際氣體的熱力學(xué)特性；了解化學(xué)熱力學(xué)的基本概念和分析問題的方法。第一章緒論（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：工程熱力學(xué)在工程應(yīng)用中的重要作用。2.一般掌握：能量轉(zhuǎn)換裝置的基本工作過程。3.熟練掌握：工程熱力學(xué)常用的計(jì)量單位。（二）考核內(nèi)容能量轉(zhuǎn)換裝置的基本工作過程，工程熱力學(xué)常用的計(jì)量單位。（三）考核要求1.識(shí)記：熱力學(xué)物理量基本量綱；2.領(lǐng)會(huì)：熱力裝置和熱力循環(huán)分析計(jì)算第二章基本概念及定義一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：狀態(tài)公理和獨(dú)立狀態(tài)參數(shù)的確定。2.一般掌握：熱力循環(huán)的概念及計(jì)算，熱力學(xué)系統(tǒng)的各種狀態(tài)及其相互之間的關(guān)系。3.熟練掌握：熱力學(xué)系統(tǒng)劃分的基本原則，描述和計(jì)算熱力學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)的方法，狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖的應(yīng)用，準(zhǔn)靜態(tài)過程的物理意義及工程應(yīng)用的價(jià)值，準(zhǔn)靜態(tài)過程功量和熱量的本質(zhì)。二、考核內(nèi)容狀態(tài)參數(shù)數(shù)學(xué)特性。三、考核要求1.識(shí)記：狀態(tài)公理和獨(dú)立狀態(tài)參數(shù)的確定。2.領(lǐng)會(huì)：熱力循環(huán)的概念及計(jì)算，熱力學(xué)系統(tǒng)的各種狀態(tài)及其相互之間的關(guān)系。3.應(yīng)用：熱力學(xué)系統(tǒng)劃分的基本原則，描述和計(jì)算熱力學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)的方法，狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖的應(yīng)用，準(zhǔn)靜態(tài)過程的物理意義及工程應(yīng)用的價(jià)值，準(zhǔn)靜態(tài)過程功量和熱量的本質(zhì)。4.分析：平衡狀態(tài)的特性、狀態(tài)參數(shù)數(shù)學(xué)特性辨析、狀態(tài)參數(shù)和過程參數(shù)辨析。5.綜合：示功圖、示熱圖。第三章熱力學(xué)第一定律一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：閉口系統(tǒng)能量方程式的微分表達(dá)式。2.一般掌握：熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)，軸功、技術(shù)功、膨脹功以及流動(dòng)之間的關(guān)系，焓的物理意義。3.熟練掌握：閉口系統(tǒng)能量方程式、開口系統(tǒng)能量方程式（穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式）的推導(dǎo)和應(yīng)用。二、考核內(nèi)容閉口系統(tǒng)能量方程式、開口系統(tǒng)能量方程式（穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式）的推導(dǎo)和應(yīng)用。三、考核要求1.識(shí)記：閉口系統(tǒng)能量方程式的微分表達(dá)式。2.領(lǐng)會(huì)：熱力學(xué)第一定律的本質(zhì)，軸功、技術(shù)功、膨脹功以及流動(dòng)功之間的關(guān)系，焓的物理意義。3.應(yīng)用：穩(wěn)定流動(dòng)閉口系能量方程式的應(yīng)用。4.分析：開口系統(tǒng)能量方程式微分表達(dá)式的應(yīng)用。5、綜合：穩(wěn)定流動(dòng)開口系統(tǒng)中軸功、技術(shù)功、流動(dòng)功和熱量交換的分析計(jì)算。第四章工質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：理性氣體的定義和真實(shí)氣體與理性氣體間的差別。2.一般掌握：理想氣體的比熱容計(jì)算方法。3.熟練掌握：理想氣體熱力學(xué)能、焓、熵的計(jì)算。二、考核內(nèi)容理想氣體熱力學(xué)能、焓、熵變化量的計(jì)算。三、考核要求1.識(shí)記：理想氣體的定義、概念，比熱容的定義、理想氣體狀態(tài)方程式。2.領(lǐng)會(huì)：理想氣體比熱容的不同計(jì)算方法和計(jì)算精度。3.應(yīng)用：理想氣體平均比熱容和真實(shí)比熱容的分析和計(jì)算。4.綜合：理想氣體熱力學(xué)能、焓、熵變化量的分析和計(jì)算。第五章基本熱力過程和多變熱力過程一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：多變熱力過程多變指數(shù)與過程的能量交換方向。2.一般掌握：四個(gè)基本熱力過程的狀態(tài)參數(shù)變化量、功和熱量變化量的分析和計(jì)算公式。3.熟練掌握：四個(gè)基本熱力過程的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖；簡(jiǎn)單多變熱力過程狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖；熱力過程引起的狀態(tài)參數(shù)變化量和功、熱量的交換量。二、考核內(nèi)容四個(gè)基本熱力過程的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖；簡(jiǎn)單多變熱力過程狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖；熱力過程引起的狀態(tài)參數(shù)變化量和功、熱量的交換量。三、考核要求1.識(shí)記：基本熱力過程過程方程、能量交換量計(jì)算公式、狀態(tài)參數(shù)變化量計(jì)算公式、多變熱力過程隨多變指數(shù)變化在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上的表達(dá)。2.領(lǐng)會(huì)：多變熱力過程狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖與功量和熱量交換間的定性關(guān)系。3.應(yīng)用：四個(gè)基本熱力過程的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖；簡(jiǎn)單多變熱力過程狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖。4.分析：基本熱力過程曲線和多變熱力過程曲線的繪制。5、綜合：包含基本熱力過程的熱力循環(huán)狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖、每個(gè)熱力過程引起的狀態(tài)參數(shù)變化量和功、熱量的交換量。第六章熱力學(xué)第二定律一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：熱力學(xué)第二定律的文字表述及其含義。2.一般掌握：熵方程的應(yīng)用，熱量火用和冷量火用的簡(jiǎn)單計(jì)算。3.熟練掌握：卡諾循環(huán)、卡諾定理、克勞修斯積分不等式、孤立系統(tǒng)熵增原理在熱力過程分析中的應(yīng)用。二、考核內(nèi)容卡諾循環(huán)、卡諾定理、克勞修斯積分不等式、孤立系統(tǒng)熵增原理在熱力過程分析中的應(yīng)用。三、考核要求1.識(shí)記：熵方程的應(yīng)用，熵變化量的計(jì)算公式、熱機(jī)效率、卡諾效率、克勞修斯積分不等式、孤立系統(tǒng)熵增原理公式、做功能力損失公式、熱量火用和冷量火用的計(jì)算公式。2.領(lǐng)會(huì)：熱力學(xué)第二定律的文字表述及其含義。3.應(yīng)用：卡諾循環(huán)、卡諾定理、克勞修斯積分不等式、孤立系統(tǒng)熵增原理在熱力過程分析中的應(yīng)用；做功能力損失和火用方程分析能量利用效率。4.分析：利用卡諾定理、克勞修斯積分不等式、孤立系統(tǒng)熵增原理分析熱力過程能否發(fā)生5.綜合：熵方程的應(yīng)用，卡諾循環(huán)、卡諾定理、克勞修斯積分不等式、孤立系統(tǒng)熵增原理在熱力過程分析中的應(yīng)用。6.評(píng)價(jià)：利用做功能力損失或火用方程分析有效能利用效率。第七章熱力學(xué)微分關(guān)系式及真實(shí)氣體一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：真實(shí)氣體的壓縮因子圖、對(duì)應(yīng)態(tài)原理、比熱容的一般關(guān)系是、維里方程。2.一般掌握：用來描述真實(shí)氣體的經(jīng)驗(yàn)狀態(tài)方程式。3.熟練掌握：對(duì)應(yīng)態(tài)原理，熱力學(xué)能、焓和熵一般微分關(guān)系式的簡(jiǎn)單應(yīng)用。二、考核內(nèi)容對(duì)應(yīng)態(tài)原理，熱力學(xué)能、焓和熵一般微分關(guān)系式的概念掌握。三、考核要求1、領(lǐng)會(huì)：真實(shí)氣體的壓縮因子圖、對(duì)應(yīng)態(tài)原理、熱力學(xué)微分關(guān)系式、維里方程。2、應(yīng)用：真實(shí)氣體壓縮因子圖、真實(shí)氣體對(duì)理想氣體的偏離。第八章氣體和蒸汽的流動(dòng)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：氣體流動(dòng)的基本方程式。2.一般掌握：氣體流動(dòng)的流速與壓力、體積、流道截面積之間的函數(shù)關(guān)系式，噴管內(nèi)氣流流速和流量計(jì)算。3.熟練掌握：噴管內(nèi)氣流流動(dòng)特性，噴管設(shè)計(jì)計(jì)算步驟。二、考核內(nèi)容氣體流動(dòng)的流速與壓力、體積、流道截面積之間的函數(shù)關(guān)系式，噴管內(nèi)氣流流速和流量計(jì)算，噴管內(nèi)氣流流動(dòng)特性，噴管設(shè)計(jì)計(jì)算步驟。三、考核要求1.識(shí)記：氣體流動(dòng)的基本方程式，噴管、擴(kuò)壓管、音速、馬赫數(shù)、超音速流和亞音速流。2.領(lǐng)會(huì)：氣體流動(dòng)的流速與壓力、體積、流道截面積之間的函數(shù)關(guān)系式，噴管內(nèi)氣流流速和流量計(jì)算。3.應(yīng)用：噴管內(nèi)氣流流動(dòng)特性。4.分析：臨界壓力比對(duì)噴管設(shè)計(jì)的影響；背壓不同對(duì)噴管出口壓力造成的影響。5.綜合：噴管設(shè)計(jì)計(jì)算步驟。6.評(píng)價(jià)：噴管阻力損失造成噴管出口實(shí)際流速降低和能量損耗。第九章壓氣機(jī)的熱力過程一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：葉輪式壓氣機(jī)工作過程。2.一般掌握：余隙容積的影響，實(shí)際壓氣機(jī)耗功量的分析和計(jì)算。3.熟練掌握：壓氣機(jī)理論耗功量的分析和計(jì)算，壓氣機(jī)壓氣過程在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上的表達(dá)，多級(jí)壓縮壓縮比的確定和每級(jí)耗功量的計(jì)算。二、考核內(nèi)容壓氣機(jī)理論耗功量的分析和計(jì)算，壓氣機(jī)壓氣過程在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上的表達(dá)，多級(jí)壓縮壓縮比的確定和每級(jí)耗功量的計(jì)算。三、考核要求1.識(shí)記：活塞式壓氣機(jī)壓氣過程、多級(jí)壓縮極間冷卻作用和壓氣過程、葉輪式壓氣機(jī)壓氣過程。2.領(lǐng)會(huì)：余隙容積對(duì)壓氣機(jī)的影響，實(shí)際壓氣機(jī)耗功量的分析和計(jì)算。3.應(yīng)用：?jiǎn)渭?jí)和多級(jí)壓氣機(jī)理論耗功量的分析和計(jì)算，壓氣機(jī)壓氣過程在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上的表達(dá)。4.綜合：活塞式壓氣機(jī)多級(jí)壓縮壓縮比的確定和每級(jí)耗功量的計(jì)算；葉輪式壓氣機(jī)實(shí)際壓縮耗功量的分析計(jì)算。第十章氣體動(dòng)力循環(huán)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：活塞式內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際循環(huán)，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)熱力過程。2.一般掌握：活塞式內(nèi)燃機(jī)三種理想循環(huán)熱效率的比較、提高燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)效率的方法和措施、實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)和內(nèi)燃機(jī)循環(huán)的分析和計(jì)算。3.熟練掌握：活塞式內(nèi)燃機(jī)三種理想循環(huán)及燃?xì)廨啓C(jī)裝置理想循環(huán)的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖、熱效率的分析和計(jì)算、工質(zhì)在循環(huán)中狀態(tài)的確定。二、考核內(nèi)容活塞式內(nèi)燃機(jī)三種理想循環(huán)及燃?xì)廨啓C(jī)裝置理想循環(huán)的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖、熱效率的分析和計(jì)算、工質(zhì)在循環(huán)中狀態(tài)的確定。三、考核要求1.識(shí)記：活塞式內(nèi)燃機(jī)的理想循環(huán)和燃?xì)廨啓C(jī)理想循環(huán)過程及其在P-v、T-s圖上的表達(dá)。2.領(lǐng)會(huì)：活塞式內(nèi)燃機(jī)三種理想循環(huán)熱效率的比較、提高燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)效率的方法和措施、實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)和內(nèi)燃機(jī)循環(huán)的分析和計(jì)算。3.應(yīng)用：活塞式內(nèi)燃機(jī)三種理想循環(huán)及燃?xì)廨啓C(jī)裝置理想循環(huán)的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖、熱效率的分析和計(jì)算、工質(zhì)在循環(huán)中狀態(tài)的變化。4.分析：內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)過程中，工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)變化情況。5.綜合：活塞式內(nèi)燃機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)裝置新型熱力循環(huán)的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖分析、熱效率的分析和計(jì)算、工質(zhì)在循環(huán)中狀態(tài)參數(shù)變化量計(jì)算。第十一章蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：蒸汽動(dòng)力循環(huán)的實(shí)際循環(huán)過程在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上的表達(dá)、熱電合供循環(huán)、蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)、蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)的火用分析。2.一般掌握：提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)的方法：回?zé)岷驮贌嵫h(huán)的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖、循環(huán)效率的計(jì)算。3.熟練掌握：水蒸氣的定壓發(fā)生過程、濕蒸汽狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算、簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力循環(huán)朗肯循環(huán)的P-v、T-s圖、循環(huán)熱效率的計(jì)算、影響循環(huán)熱效率的因素、提高循環(huán)熱效率的方法和措施。二、考核內(nèi)容水蒸氣的定壓發(fā)生過程、濕蒸汽狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算、簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力循環(huán)朗肯循環(huán)的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖、循環(huán)熱效率的計(jì)算、影響循環(huán)熱效率的因素、提高循環(huán)熱效率的方法和措施。提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)的方法：回?zé)岷驮贌嵫h(huán)的P-v、T-s圖、循環(huán)效率的計(jì)算。三、考核要求1.識(shí)記：蒸汽動(dòng)力循環(huán)的實(shí)際循環(huán)過程P-v、T-s圖。2.領(lǐng)會(huì)：提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)的方法：回?zé)岷驮贌嵫h(huán)的P-v、T-s圖、循環(huán)效率的計(jì)算。3.應(yīng)用：水蒸氣的定壓發(fā)生過程、濕蒸汽狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算、朗肯循環(huán)的P-v、T-s圖、循環(huán)熱效率的計(jì)算、影響循環(huán)熱效率的因素、提高循環(huán)熱效率的方法和措施。4.分析：蒸汽動(dòng)力循環(huán)過程中蒸汽流過每個(gè)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的變化情況。5.綜合：水蒸氣的熱力學(xué)性質(zhì)圖表、實(shí)際蒸汽動(dòng)力循環(huán)的P-v、T-s圖、循環(huán)熱效率的計(jì)算、影響循環(huán)熱效率的因素、提高循環(huán)熱效率的方法和措施。第十二章制冷循環(huán)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：制冷熱力過程和制冷裝置的發(fā)展歷史、制冷劑的特性、壓縮空氣制冷循環(huán)的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖、熱效率的計(jì)算。2.一般掌握：蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)和吸收式制冷系統(tǒng)的工作原理和發(fā)展?fàn)顩r。3.熟練掌握：簡(jiǎn)單蒸汽壓縮式制冷循環(huán)和熱泵循環(huán)的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖、循環(huán)熱效率的計(jì)算、影響循環(huán)熱效率的因素、提高循環(huán)熱效率的方法和措施。二、考核內(nèi)容蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)和吸收式制冷系統(tǒng)的工作原理、簡(jiǎn)單蒸汽壓縮式制冷循環(huán)和熱泵循環(huán)的狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖、循環(huán)熱效率的計(jì)算、影響循環(huán)熱效率的因素、提高循環(huán)熱效率的方法和措施。三、考核要求1.識(shí)記：制冷熱力過程和制冷裝置的發(fā)展歷史、制冷劑的特性、蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的P-v、T-s和lgp-h圖、熱效率的計(jì)算。2.領(lǐng)會(huì)：蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)和吸收式制冷系統(tǒng)的工作原理和發(fā)展?fàn)顩r。3.應(yīng)用：簡(jiǎn)單蒸汽壓縮式制冷循環(huán)和熱泵循環(huán)的P-v、T-s和lgp-h圖；制冷系數(shù)、供熱系數(shù)和制冷劑流量的計(jì)算。4.綜合：制冷劑蒸汽熱力學(xué)性質(zhì)圖表的應(yīng)用、提高蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的措施和相應(yīng)的P-v、T-s和lgp-h圖。第十三章理想氣體混合物及濕空氣一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：理想氣體混合物的分體積、分壓定律，熱力學(xué)能、焓、熵、比熱容的計(jì)算。2.一般掌握：濕空氣的基本概念的掌握。3.熟練掌握：濕空氣焓-濕圖的應(yīng)用、濕空氣干燥過程和濕空氣調(diào)節(jié)過程的分析和計(jì)算；飽和濕空氣、濕空氣的含濕量、絕對(duì)濕度、焓、相對(duì)濕度等概念。二、考核內(nèi)容濕空氣的基本概念的掌握、濕空氣焓-濕圖的應(yīng)用、濕空氣的各種濕度的含義、濕空氣干燥過程和濕空氣調(diào)節(jié)過程的分析和計(jì)算。三、考核要求1.識(shí)記：理想氣體混合物的分體積、分壓定律，熱力學(xué)能、焓、熵、比熱容的計(jì)算。2.領(lǐng)會(huì)：濕空氣焓-濕圖制作的理論基礎(chǔ)。3.應(yīng)用：濕空氣基本概念的考核。4.綜合：濕空氣焓-濕圖的應(yīng)用、濕空氣的各種濕度的含義、濕空氣干燥過程和濕空氣調(diào)節(jié)過程的分析和計(jì)算。三、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)教學(xué)部分的考核要求（1）必須自己動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)過程，進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、處理，實(shí)驗(yàn)過程實(shí)名制；（2）必須上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求報(bào)告中包含實(shí)驗(yàn)測(cè)試原理、原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理公式、數(shù)據(jù)處理結(jié)果和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。四、考核方式期末考試采用閉卷形式；過程考核方式由線上提交測(cè)驗(yàn)、作業(yè)、視頻學(xué)習(xí)情況、線下課堂中討論參與情況、實(shí)驗(yàn)完成情況及期中考試閉卷考試六部分組成。線上測(cè)驗(yàn)由每次線上學(xué)習(xí)測(cè)驗(yàn)、每章測(cè)驗(yàn)兩部分內(nèi)容，作業(yè)為每章布置的作業(yè)題，由