工程热力学课程教学大纲

1、工程热力学课程教学大纲（总学时数：32，学分数：2）一、课程的性质、任务和目的工程热力学是车辆工程专业的一门专业课。本课程的教学任务和目的：通过本课程的学习，使学生了解并掌握关于能量转换规律及能量有效利用的基本理论、树立合理用能思想，并能应用这些理论对工程实际中的热力过程及热力循环进行正确的分析、计算，为学生学习专业课提供充分的理论准备，同时培养学生对工程中有关热工问题的判断、计算和综合分析的能力，为将来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、课程基本内容和要求（一）概述（0.5学时） 了解工程热力学的研究对象及研究方法、经典热力学理论体系的逻辑结构及其主要特点。 (二)基本概

2、念及定义（2.5学时） 重点：掌握热力学的基本概念。 1、热力学系统：了解并掌握热力学系统、边界、外界等概念。 2、热力学系统的状态及基本状态参数：了解并理解状态和基本状态参数。 3、平衡状态和状态参数坐标图：理解平衡状态、稳定状态、均匀状态等基本概念。 4、状态方程式：掌握并运用理想气体状态方程式。 5、热力过程和准静态过程：理解自发过程、准静态过程和可逆过程等概念。 6、准静态过程的功：掌握准静态过程功量的计算方法。 7、热量：掌握准静态过程热量的计算方法。 8、热力循环：掌握热力循环的分析方法。 （三）热力学第一定律 （4学时） 重点：闭口系统和开口系统的能量方程式。难点：开口系统能量方

3、程式的分析。1、热力学第一定律：理解热力学第一定律的实质。 2、闭口系统能量方程式：了解并掌握系统的热力学能、比热力学能、系统的能容量等概念，掌握闭口系统能量方程式。 3、开口系统能量方程式：理解开口系统能量方程式。 4、稳定状态稳定流动能量方程式：掌握稳定流动能量方程式和焓的物理意义。 5、轴功：理解各种功量之间的关系。 6、稳定流动能量方程式应用举例：掌握能量方程的应用。 （四）理想气体的热力学能、焓、比热容和熵的计算 （3学时） 重点：理想气体的状态参数的计算方法。难点：理想气体熵的计算。 1、理想气体的热力学能和焓：理解理想气体的热力学能及焓仅是温度的函数的性质。 2、理想气体的比热容

4、：掌握理想气体比热容的计算方法。 3、理想气体的熵：掌握理想气体熵的计算方法。 4、理想气体混合物：理解理想气体混合物的概念，分压力定律和分容积定律，掌握理想气体混合物的状态参数计算方法。 （五）理想气体的热力过程 （2学时） 重点：理想气体四种基本热力过程的能量分析和参数计算。难点：多变过程的分析。 要求了解定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程四种典型过程及多变过程的特点，掌握各过程的定性分析与计算。 （六）热力学第二定律 （4学时） 重点：热力学第二定律的实质和卡诺定理。难点：克劳修斯不等式。 1、热机循环和制冷循环：理解热机循环和制冷循环的原理。 2、热力学第二定律：掌握热力学第二定律

5、的实质及典型的表述方法。 3、可逆过程和不可逆过程：理解可逆过程和不可逆过程的概念。 4、卡诺循环：掌握卡诺循环的理论及其结论。 5、卡诺定理：掌握卡诺定理，并能够运用卡诺定理分析工程实际问题。 6、克劳修斯不等式：掌握克劳修斯不等式及其分析方法。 7、状态参数熵及孤立系统熵增原理：掌握孤立系统熵增原理，并能够分析过程进行的方向。 （七）气体的流动 （4学时） 重点：理想气体在喷管内稳定流动时的参数计算及喷管的设计计算。难点：不同背压时喷管内气体的流动规律分析。 1、稳定流动时气流的基本方程式：理解喷管内稳定定熵流动的假定条件、连续方程、能量方程。 2、管内定熵流动的基本特性：掌握定熵流动的参

6、数关系。 3、气体的流速及临界流速：了解滞止状态、滞止参数、临界状态、临界参数；理解并掌握背压对喷管气流特性的影响；掌握渐缩喷管、缩放喷管中的流动特性。 4、气体的流量和喷管计算：理解并掌握喷管中气体的流量计算，并能够进行喷管设计。 5、喷管效率：了解速度系数及喷管效率的计算。 （八）压气机的压气过程 （2学时） 重点：活塞式压气机压气过程的分析和计算。难点：多级压缩过程的能量分析。 1、压气机的压气过程：了解压气机压气过程的特点，掌握定温、定熵及多变压气过程轴功的计算方法。 2、活塞式压气机的压气过程：理解活塞式压气机压气过程的分析方法。 3、多级压缩：理解多级压缩过程的分析，掌握两级压缩过

7、程的参数确定及计算。 4、压气机效率：了解压气机的定温效率和绝热效率。 （九）气体动力循环 （2学时） 重点：活塞式内燃机循环的参数计算。 活塞式内燃机的理想循环：了解活塞式内燃机实际工作循环的理想化思路；掌握内燃机理想循环的参数分析、能量分析的方法与计算；了解并掌握比较理想循环性能的方法；理解平均温度、等效卡诺效率等概念并能熟练应用；掌握内燃机理想循环性能的比较方法。 （十）水蒸气及蒸汽动力循环（2学时） 重点：水蒸气的发生过程和参数分析。 1、水蒸气的发生过程，难点是三种典型循环的分析了解水蒸气的定压产生过程；重点掌握水蒸气的p-v图及T-s图。 2、水蒸气热力性质表和图，难点是三种典型循

8、环的分析了解水蒸气的热力学能的基准状态；了解并熟悉水蒸气的热力性质表与水蒸气的焓熵图，并能熟练应用。 3、水蒸气的热力过程，难点是三种典型循环的分析了解并掌握水蒸气热力过程的特点、图示表示，并能进行相应计算。 4、郎肯循环，难点是三种典型循环的分析了解简单蒸汽动力装置的原理，能对郎肯循环进行理论计算与分析。 （十一）制冷循环 （2学时） 重点：蒸汽压缩制冷循环的分析及计算。难点：蒸汽压缩制冷循环压焓图的分析方法。 1、逆向卡诺循环：了解逆向卡诺循环的分析方法。 2、空气压缩制冷循环：理解空气压缩制冷循环分析，掌握能量分析和制冷系数的计算。 3、蒸汽压缩制冷循环：掌握蒸汽压缩制冷循环的分析，压焓

9、图的分析，及参数的计算方法。 （十二）湿空气 （2学时） 重点：研究湿空气的性质，并能够分析湿空气的热力过程。难点：焓含湿量图的理解和分析。 1、湿空气的一般概念：理解饱和湿空气和未饱和湿空气的概念，掌握露点温度的概念。 2、绝对湿度、相对湿度、和含湿量：掌握湿空气的绝对湿度、相对湿度和含湿量的概念和计算方法，了解干湿球温度计。 3、湿空气的焓含湿量图：理解湿空气焓的组成，掌握焓含湿量图的分析和计算。 4、湿空气的热力过程：掌握不同的热力过程在焓含湿量图上的表示及热力过程的参数计算。 （十三）热力学专题研讨、考核或机动（2学时）。三、学时分配表序号内 容讲授课内实践小计1概述0.50.52基本概念及定义2.52.53热力学第一定律444理想气体的热力学能、焓、比热容和熵的计算335理想气体的热力过程226热力学第二定律447气体的流动448压气机的压气过程229气体动力循环2210水蒸气及蒸汽动力循环2211制冷循环2212湿空气2213热力学专题研讨、考核或机动22合 计3232四、有关说明（一）先修课程本课程的先修课程为大学物理和高等数学。（二）教学建议学生最好具有车辆工程专业的一般常识，在讲授时，注意结合工程实际；认真指导学生做好作业，提高分析问题和解决问题的实际能力。（三）教学参考书1沈维道,蒋