湖南工院工程热力学教案

教案2007～2008学年第二学期教学系（院）建筑工程系教研室建筑环境与设备工程课程名称工程热力学专业班级建筑环境与设备工程0601/0602授课教师李文菁职称工程热力学教案课程名称工程热力学课程编号总课时数：64讲授课时：60学分4类别通识基础课（）学科基础课（Ö）限选课（）任选课（）任课教师李文菁职称授课对象专业班级：建筑环境与设备工程0601/0602共2个班基本教材和主要参考资料序号教材（参考资料）名称主编出版社出版时间1工程热力学廉乐明等中国建筑工业出版社2007.12工程热力学刘宝兴中国机械工业出版社2004本课程教学目的和要求目的：使学生掌握有关物质的热力性质；热能与其它能量之间的互相转换的关系，热量传递过程的特点，基本规律，并能正确运用这些规律进行各种热工过程与热力循环的分析和计算。要求：理解热力系统、热力平衡状态、状态参数等基本概念，并能运用这些基本概念，选取适当的热力系统，进行热工分析和计算。掌握热力学第一定律，能根据不同的系统准确地列出方程，并且对理想气体的热力过程中与外界的能量交换进行准确分析，并能熟练地在P—V，T—S图上将其过程表示出来。理解热力学第二定律的实质，掌握卡诺循环及卡诺定理的结论及其热力学意义。能熟练地应用空气、水蒸气、湿空气等热力性质图表及公式，进行热力工程的分析计算。本课程教学重点和难点授课题目（教学章节或主题）：绪论课次1课时安排2教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究发方法理解热能利用的两种主要方式及其特点了解我国能源利用现状和面临的主要问题教学重点与难点：重点：热能利用的方向性以及能量的两种属性。难点：使学生认识到学习本课程的重要性，激发学生的学习兴趣和学习积极性。教学基本内容方法及手段能源的地位与作用以及我国能源面临的主要问题什么是工程热力学工程热力学的主要研究方法课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论能源与环境，节能的重要性课后小结：授课题目（教学章节或主题）：第一章基本概念课次2课时安排3教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）掌握热力系统、外界、热平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念；掌握温度、压力、比容的物理意义；理解状态参数的特点。教学重点与难点：重点：取热力系统，对工质状态的描述，状态与状态参数的关系，状态参数，平衡状态，状态方程，可逆过程。难点：平衡状态、稳定状态与均匀的关系，如何判断一个热力过程是否为可逆过程，相对压力的计算教学基本内容方法及手段热力系统工质的热力状态与状态参数平衡状态、状态公理及状态方程准静态过程与可逆过程热力循环课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论：课后思考题思考：平衡状态、稳定状态与均匀的关系；准静态过程与可逆过程的异同；如何判断一个热力过程是否为可逆过程。作业：课后习题1-1、1-2、1-5、1-8课后小结：授课题目（教学章节或主题）：第二章理想气体的性质课次2课时安排3教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）掌握理想气体状态方程的各种表述形式，并应用理想气体状态方程及理想气体定值比热进行各种热力计算，掌握理想气体平均比热的概念和计算方法，掌握混合气体分压力、分容积的概念。了解混合气体性质。教学重点与难点：重点：气体的热力性质，状态参数间的关系及热物性参数，状态参数（压力、温度、比容、内能、焓）的计算。难点：系统各种状态下的热力参数的确定；其他状态和标准状态下热力参数的换算。教学基本内容方法及手段理想气体的状态方程理想气体的比热混合气体的性质四、实际气体状态方程五、对比态定律和压缩因子图课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论：课后思考题思考：1.与分别适用于何种条件？2.用定值比热、真实比热与平均比热计算的结果有何区别？作业：课后习题2-5、2-8、2-13、2-14课后小结：授课题目（教学章节或主题）：第三章热力学第一定律课次3课时安排5教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）掌握理解热量、总储能、功的概念；掌握内能、焓的物理意义；掌握开口系和闭口系能量方程的应用；理解膨胀功、轴功、技术功、流动功的联系与区别。教学重点与难点：重点：深入理解热力学第一定律得实质，并掌握其者共表达式（能量方程）的应用条件；学会热力学系能量的念掌握各种系统中能量增量的具体含义。难点：应用热力学第一定律进行解题的方法；膨胀功、轴功、技术功、流动功的联系与区别。教学基本内容方法及手段热力学能和总能系统与外界传递的能量闭口系统能量方航程开口系统能量方程开口系统稳态稳流能量方程稳态稳流能量方程的应用课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论：课后思考题作业：课后习题3-4，3-7，3-9，3-11，3-17课后小结：授课题目（教学章节或主题）：第四章理想气体的热力学过程及气体压缩课次3课时安排6教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）熟练掌握定容、定压、定温、绝热和多变过程中各状态参数和热量、功、热力学能和焓的计算，以及上述过程在P-V，T-S图中的表示；掌握气体压缩过程中热量、功和相关状态参数的变化；理解余隙容积等对压缩轴功德影响。教学重点与难点：重点：结合热力学第一定律，计算四个基本热力过程、多变过程中的状态参数和过程参数及在P-V，T-S图中的表示；多级压缩中压缩轴功的计算。难点：多变过程中的状态参数和过程参数的计算。教学基本内容方法及手段分析热力学过程的目的及一般方法绝热过程多变过程的综合分析压气机的理论压缩轴功活塞式压气机的余隙影响多级压缩及中间冷却课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论：课后思考题思考：结合P-V，T-S图中四种基本热力过程线，分析不同多变过程线的Q、W、U、H的变化情况作业：课后习题4-4，4-5，4-6，4-18课后小结：授课题目（教学章节或主题）：第五章热力学第二定律课次4课时安排8教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）理解热力学第二定律得实质，卡诺循环，卡诺定理，孤立系统熵增原理；理解熵的定义式及其物理意义；掌握熵方程的应用，计算任意过程的熵的变化以及做功能力损失的计算；了解火用与火无的概念教学重点与难点：重点：深入理解热力学第二定律的实质和作用；掌握卡诺循环和卡诺定理；理解熵参数，系统熵变的构成，熵产的意义，熟练掌握熵变的计算方法。难点：熵变的计算方法；能量的可用性，作功能力损失的计算方法。教学基本内容方法及手段热力学第二定律得实质与表述卡诺循环与卡诺定理状态方程熵及熵方程孤立系统熵增原理与作功能力损失火用与火无火用分析与火用方程课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论：课后思考题思考：熵增原理，作功能力损失，不可逆性分析作业：课后习题5-5，5-105-14，5-16课后小结：授课题目（教学章节或主题）：第六章热力学微分课次2课时安排4教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）了解简单可压缩系统的四个基本关系式；了解熵、焓及热力学能的微分方程式；了解对比态定律和压缩因子图；理解克拉贝龙方程和实际气体状态方程以。教学重点与难点：重点：克拉贝龙方程和实际气体状态方程难点：范德瓦尔方程的应用教学基本内容方法及手段主要数学方程式简单可压缩气体的基本关系式熵、焓及热力学能的微分方程式比热容的微分关系式克拉贝龙方程课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论：课后思考题作业：课后习题6-2，6-4，6-12课后小结：授课题目（教学章节或主题）：第七章水蒸气课次2课时安排4教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）了解水蒸气的产生过程；掌握水蒸气状态参数的确定、水蒸气图表的应用；掌握水蒸气在热力过程中功量和热量的计算。教学重点与难点：重点：学会使用水蒸气图表，能利用水蒸气图表进行水蒸气在热力过程中功量和热量的计算。难点：掌握水蒸气图表的结构和熟练使用教学基本内容方法及手段水的相变及相图水蒸气的定压发生过程水蒸气表和焓熵图水蒸气的基本热力过程课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论：课后思考题思考：水的相变过程，水的饱和压力与饱和温度的关系作业：课后习题7-4，7-10，7-12课后小结：授课题目（教学章节或主题）：第八章湿空气课次2课时安排4教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）理解湿空气、绝对湿度、相对湿度、含湿量、干球温度、湿球温度、露点温度、热湿比等的概念和定义式；掌握湿空气的焓湿图，并熟练使用；掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。教学重点与难点：重点：湿空气的基本概念，湿空气的焓湿图，湿空气的基本热力过程的计算和分析。难点：湿空气基本热湿工程中焓值和含湿量的变化情况。教学基本内容方法及手段湿空气性质湿空气的焓湿图湿空气的基本热力过程课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论：课后思考题思考：湿球温度和露点温度在空气冷却过程中的作用作业：课后习题8-8，8-14，8-16课后小结：

授课题目（教学章节或主题）：第九章气体和蒸汽的流动课次2课时安排4教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）理解喷管和扩压管流动中的基本关系式和滞止参数的物理意义；掌握渐缩、渐缩渐扩喷管的选择和出口参数、流量的计算；理解具有摩擦流动的计算公式，能进行喷管热力计算；掌握绝热流动的特点和参数变化规律。教学重点与难点：重点：喷管和扩压管截面变化与速度、压力变化的关系；喷管选型与临界参数的关系；有摩擦流动时，喷管的流动特点及热力参数的计算。难点：如何根据进口参数和背压确定喷管类型。教学基本内容方法及手段绝热流动的基本方程定熵流动的基本特性喷管计算背压变化对喷管内流动的影响具有摩擦得绝热流动绝热节流课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论：课后思考题思考：为什么渐缩喷管最多只能膨胀到临界状态，喷管的临界状态有哪些特性作业：课后习题9-4，9-7，9-11，9-13课后小结：授课题目（教学章节或主题）：第十章动力循环课次3课时安排6教学目的与要求：（分掌握、理解、了解三个层次）掌握水蒸气基本朗肯循环、回热循环、再热循环、以及热电循环的组成；掌握热效率的计算以及提高热效率的方法和途径；了解蒸汽动力循环和燃气动力循环。教学重点与难点：重点：水蒸气基本朗肯循环、回热循环过程以及相关热效率的计算；再热循环、以及热电循环的组成。难点：水蒸气基本朗肯循环、回热循环相关热效率的计算教学基本内容方法及手段蒸汽动力基本循环——朗肯循环回热循环与再热循环热电循环内燃机循环燃气轮机循环课堂讲解思考题、讨论题、作业：讨论：课后思考题思考：汽轮机出口处干度对朗肯循环的影响；如何确定汽轮机出口处焓值。作业：课后习题课后小结：授课题目（教学章节或主题）：第十一章制冷循环课次3课时安排6教学目的与要求：（分掌