工程热力学 教学大纲

1、“工程热力学”课程教学大纲英文名称： Engineering Thermodynamics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, HYPERLINK /prd/1293582412974250_prd.html l # t _blank 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.

2、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, 1998.4. 曾丹芩, 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. Yuan A Cengel, Michael A. Boles. Thermodynamics-An Engineering Approach. 7th edi

3、tion. McGraw Hill., 2011.8. Yuan A Cengel, Michael A. Boles. 何雅玲缩编. Thermodynamics-An Engineering Approach. 6th Edition. 北京: 电子工业出版社, 2009.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。

4、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。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

5、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. 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。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

6、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、焓和熵及其计算。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

7、述。卡诺循环和卡诺定律。熵和熵方程，温熵图。孤立系熵增原理与作功能力的损失。能量的品质，热量的可用能。火用的简介。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，维里方程及其分析。热力学基本关系式。特征函数。麦克斯韦关系式。熵、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

8、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熵方法。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

9、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 可酌情在热力学第一定律、第二定律中讲授 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。热力学第三定律及绝对熵。绪论（4学时）热能及其利用工程热力学研究对象工程热力学研究内容及研究与工程热力学结合的科研案例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“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他0.10.30.520.50.4110.5121第一

10、章：基本概念（4学时）热力系统状态及状态参数平衡状态及状态方程式工质的状态变化过程过程功和热量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“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他1.10.50.51.2111.30.50.51.5111.60.50.5第二章：热力学第一定律（4学时）热力学第一定律的实质闭口系能量方程式稳定流动系能量方程式开口系统能量方程能量方程的实际应用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“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他2.10.50.52.3112.40.50.52.611第三章：气体和蒸气

11、的性质（6学时）理想气体的概念理想气体的比热容理想气体的热力学能、焓及熵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“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他3.10.50.53.2113.30.50.53.4113.5113.60.50.53.811第四章：气体和蒸气的基本热力过程（4学时）研究热力过程的目的及一般方法基本热力过程多变过程水蒸气的基本过程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“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他4.10.5

12、0.54.2114.30.51.5第五章：热力学第二定律（6学时）热力学第二定律卡诺循环卡诺定理热力学第二定律数学表达式孤立系统熵增原理熵方程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“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他5.1115.20.50.55.4115.50.50.55.722第六章：实际气体的性质及热力学一般关系式（4学时）理想气体方程用于实际气体的偏差实际气体状态方程式对应态原理及通用压缩因子图热力学能、焓、熵、比热容的一般关系式教学安排及教学方式 教学环节学时分配 课后环节（请打“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他6.1116.211

13、6.3116.411第七章：气体和蒸气的流动（4学时）稳定流动基本方程式促使流速改变的条件喷管的计算有摩阻的绝热流动绝热节流与混合流动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“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他7.10.550.257.50.250.257.6121第八章：压气机热力过程（2学时）单级活塞式压气机的工作原理和耗功余隙容积的影响多级压缩和级间冷却叶轮式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“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他8.10.520.5第九章：气体动力循环（4学时）循环概述柴油机和汽油机实际工作

14、循环和理想循环理想循环活塞式内燃机各种理想循环的比较燃气轮机装置循环燃气轮机定压加热实际循环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“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他9.10.250.259.20.250.259.3119.40.50.59.5119.60.50.5第十章：蒸汽动力装置循环（4学时）简单蒸汽动力循环朗肯循环再热循环回热循环习题练习 教学安排及教学方式 教学环节学时分配 课后环节（请打“”）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

15、冷循环（2学时）概述压缩空气制冷循环压缩蒸气制冷循环制冷剂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“”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他11.10.250.2511.20.50.511.30.50.511.40.50.511.50.25100.25第十二章：理想气体混合物及湿空气（4学时）想气体混合物理想气体混合物的热力性质湿空气的状态参数湿空气的焓-湿图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“”）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）概述热力学第一定律解析式赫斯定律和基尔霍夫定律巨热理论燃烧温度化学平衡和平衡常数平衡移动原理化学反应方向判据及平衡条件等温等压反应的平衡常数教学安排及教学方式 教学环节学时分配 课后环节（请打“”）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实践环节上机训练，10学时课外学时分配章内容参考学时1绪论42基本概念43热力