《工程热力学2》课程教学大纲

《工程热力学2》教学大纲一、课程基本信息课程名称工程热力学EngineeringThermodynamics课程编码CNE210711030开课院部石大山能新能源学院课程团队（未设置）学分3.0课内学时50讲授46实验4上机0实践0课外学时46适用专业过程装备与控制工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、高等数学（2-2）、大学物理（2-1）、大学物理（2-2）课程简介（必修）工程热力学是研究热能与其它能量之间相互转换规律、热能高效利用原理和物质一般热性质的科学。通过本课程的学习，应使学生掌握热能和其它能量（尤其是机械能）之间的转换规律，初步掌握热能高效利用原理和能量有效利用的原则，能够正确运用热力学的基本原理和基本定律进行热力过程和热力循环的分析和计算，为学生学习专业课程提供扎实的基础理论知识，并为今后从事能源管理和热设计方面的技术及科学研究工作提供重要的理论基础；同时在教学中还将结合课程特点，提高学生的逻辑思维能力，培养学生严谨求实的学风。Engineeringthermodynamicsisascientificsubjecttoinvestigatetheconversionruleofthermalenergyandotherenergy.Studentswilllearnmacroscopicinvestigationmethodofthermodynamics;understandbasicconceptsandmasterfundamentallawsofthermodynamics.Theycanalsoanalyzeandresolvepracticalthermodynamicprocessbyproperlyusinglawofenergyconversionandmethodsofefficientutilizationofenergy.Aconceptofusingenergysourcesrationallyandefficientlyisestablished.Agoodfoundationforpracticalutilizationandmanagementofthermalenergyislaidbylearningthissubject.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：掌握工程热力学基础知识，并能用于分析和解决能源动力领域的复杂工程问题。是2M2目标2：能够运用工程热力学的知识，采用科学方法对能源动力装置进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过综合分析得到合理、有效和可靠的结论。是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节10-1绪论-1-热能及其利用；绪论-2热力学及其发展简史热能，热能的利用。热力学的建立，热力学的发展，热力学发展史上的重要事件及人物。M11讲授1自学20-2绪论-3-能量转换装置的工作过程；绪论-4工程热力学研究的对象及主要内容能量转换装置的工作过程简介；研究对象，主要内容，研究方法。M11讲授1自学31.11.21.1热能和机械能相互转换过程；1.2 热力系统热能动力装置，工质，热源；热力系统，环境，界面，闭口系统，开口系统，稳定流动开口系统，绝热系统，孤立系统，简单可压缩系M11讲授1作业、自学41.31.3工质的热力学状态及其基本状态参数热力学状态，状态参数，状态参数的特性，热力学第零定律，压力，温度，比体积。M11讲授1作业、自学51.41.51.4平衡状态；1.5工质的状态变化过程平衡状态的概念；状态公理；状态参数坐标图；准静态过程，可逆过程，耗散效应M12讲授2作业、自学61.61.6功和热量；1.7热力循环功，容积变化功，可逆过程容积变化功，热量，熵，可逆过程热量的计算，过程量，功和热量的异同；可逆循环，不可逆循环，正向循环，逆向循环，热效率，制冷系数，供热系数。M12讲授2作业、自学72.12.22.1热力学第一定律的实质2.2热力学能和总能热力学第一定律，第一类永动机、；热力学能的概念，总能，宏观动能，重力位能M11讲授1作业、自学82.32.3热力学第一定律基本表达式闭口系统能量方程式，开口系能量方程，稳定流动能量方程式M12讲授2作业92.42.4热力学第一定律的应用热力学第一定律在典型能量设备的应用M12讲授2作业103.13.1理想气体理想气体的概念，理想气体状态方程，气体常数和通用气体常数。M11讲授1作业113.23.2理想气体的比热容比热容定义，理想气体的比热容，比定压热容和比定容热容，迈耶公式M11讲授1作业123.33.3理想气体的热力学能、焓和熵理想气体热力学能、焓和熵的计算M11讲授1作业133.43.4饱和状态、饱和温度和饱和压力汽化与液化，饱和状态，相图，三相点，饱和温度和饱和压力。M11讲授1作业143.53.5水的定压加热汽化过程水的定压加热过程中的预热、汽化与过热三个阶段及特点，水的过冷水，饱和水，饱和蒸汽，湿饱和蒸汽，过热蒸汽五种集态，临界点。M11讲授1作业153.63.73.6水和水蒸气状态参数3.7水蒸气图和表零点的规定，过冷水，饱和水，饱和蒸汽，湿饱和蒸汽，过热蒸汽的状态参数的规定；水蒸气表，T-s图，h-s图M12讲授2作业164.14.24.1研究热力过程的目的及一般方法4.2理想气体的定压、定容、定温和可逆绝热过程研究热力过程的目的，一般的研究方法和计算依据；理想气体的定压、定容和定温过程方程式，各过程中热量和功的计算，状态参数的计算。在P-v图和T-s图上的表示。M12讲授2作业174.34.3理想气体多变过程理想气体多变过程方程式，热量、功及状态参数的计算。在P-v图和T-s图上的表示。M22讲授2作业184.44.4水蒸气的基本过程水蒸气的定压过程和绝热过程M11讲授1作业195.15.1热力学第二定律自然过程的方向性，克劳修斯说法，开尔文说法，两种方法的等价性，第二类永动机。M11讲授1作业205.25.2卡诺循环和卡诺定理卡诺循环及其热效率，逆向卡诺循环，概括性卡诺循环，热源多于两个的可逆循环。卡诺定理一，卡诺定理二。M11讲授1作业215.35.45.3熵和热力学第二定律的数学表达式；5.4熵方程与孤立系统熵增原理熵的导出，热力学第二定律表达式，不可逆绝热过程的分析，熵差的计算；闭口系（控制质量）熵方程，开口系（控制体积）熵方程，孤立系统熵增原理。M22讲授2作业225.5系统的作功能力（㶲）及熵产与作功能力损失㶲，热量㶲和冷量㶲，孤立系统中熵增与㶲损失的关系，能量的贬值原理M22讲授2作业237.17.1稳定流动的基本方程式连续性方程式，能量方程式，过程方程。绝热滞止，滞止参数。音速的概念，计算推导，马赫数。M21讲授1作业247.27.2促使流速改变的条件工质参数间的内在关系，工质流动截面变化规律。M22讲授2作业257.37.47.57.3喷管计算7.4有摩擦的绝热流动7.5绝热节流流速计算及其分析、临界压力比，流量的计算，背压的影响，喷管外形和尺寸；速度系数、能量损失系数和喷管效率，有摩擦的绝热流动流速计算与分析；节流的特点，实际气体的节流，节流的用途。M22讲授2作业268.18.28.38.48.1单级活塞式压气机工作原理和理论耗功量8.2余隙容积的影响8.3多级压缩和级间冷却8.4叶轮式压气机工作原理压缩过程中工质的p.V图，过程分析，耗功计算，压气机耗功在图上的表示；余隙容积，余隙容积的影响，容积效率；单级压缩的不足，多级压缩与级间冷却的基本工作原理，耗功分析与计算，定温效率；叶轮式压气机，叶轮式压气机的能量转换，叶轮式压气机的特点，绝热效M23讲授3作业2712.112.1理性气体混合物理想气体混合物，分压力定律与分容积定律，混合物的成分、摩尔质量及气体常数；理想气体混合物的热力学能、焓、比热容和熵的计算M11讲授1作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、每周布置3~4道题目，平均每次课1道题以上。2、成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3、考核学生对工程热力学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答、作图和计算题。30%2实验1、本课程4个学时实验，共2次实验。2、成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3、考核学生对工程热力学知识的应用能力。5%3单元在线测试利用云课堂在每章结束后，进行在线测试，测试成绩采用百分制，以此考核学生对每章内容的掌握情况。15%4期末考试1、闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。3、主要考核学生对工程热力学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答题、作图题、分析题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业35%A：独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B：独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C：独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确D:作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱2M1单元在线测试35%A:90-100分B:75-89分C:60-74分D:0-59分3M1期末考试30%A:90-100分B:75-89分C:60-74分D:0-59分4M2实验50%A:实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实验数据，从技术角度获得有效结论。B:实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确分析实验数据，从技术角度获得比较有效的结论。C:实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有正确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度获得有效的结论。D:实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度获得有效的结论。5M2期末考试50%A:90-100分B:75-89分C:60-74分D:0-59分评分等级说明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100