西安交通大学的工程热力学本科教学大纲.doc

“工程热力学”课程教学大纲
一、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[1]
    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）
1．  热能及其利用
2．  工程热力学研究对象
3．  工程热力学研究内容及研究
4．  与工程热力学结合的科研案例
5．  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
0.1
1

1

0.2
0.5

0.5

0.3
0.5
2

0.5

0.4
1

1

0.5
1
2

1

第一章：基本概念（4学时）
1．  热力系统
2．  状态及状态参数
3．  平衡状态及状态方程式
4．  工质的状态变化过程
5．  过程功和热量
6．  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
1.1
0.5

√
0.5

1.2
1

√
1

1.3
0.5

√
0.5

1.4
0.5

√
0.5

1.5
1

√
1

1.6
0.5

√
0.5

第二章：热力学第一定律（4学时）
1．  热力学第一定律的实质
2．  闭口系能量方程式
3．  稳定流动系能量方程式
4．  开口系统能量方程
5．  能量方程的实际应用
6．  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
2.1
0.5

√
0.5

2.2
0.5

√
0.5

2.3
1

√
1

2.4
0.5

√
0.5

2.5
0.5

√
0.5

2.6
1

√
1

第三章：气体和蒸气的性质（6学时）
1．  理想气体的概念
2．  理想气体的比热容
3．  理想气体的热力学能、焓及熵
4．  水蒸气的饱和状态和相图
5．  水的汽化过程和临界点
6．  水和水蒸气的状态参数
7．  水蒸气表和图
8．  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
3.1
0.5

√
0.5

3.2
1

√
1

3.3
0.5

√
0.5

3.4
1

√
1

3.5
1

√
1

3.6
0.5

√
0.5

3.7
0.5

√
0.5

3.8
1

√
1

第四章：气体和蒸气的基本热力过程（4学时）
1．  研究热力过程的目的及一般方法
2．  基本热力过程
3．  多变过程
4．  水蒸气的基本过程
5．  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
4.1
0.5

√
0.5

4.2
1

√
1

4.3
0.5

√
0.5

4.4
0.5

√
0.5

4.5
1.5

√
1.5

第五章：热力学第二定律（6学时）
1．  热力学第二定律
2．  卡诺循环
3．  卡诺定理
4．  热力学第二定律数学表达式
5．  孤立系统熵增原理
6．  熵方程
7．  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
5.1
1

√
1

5.2
0.5

√
0.5

5.3
0.5

√
0.5

5.4
1

√
1

5.5
0.5

√
0.5

5.6
0.5

√
0.5

5.7
2

√
2

第六章：实际气体的性质及热力学一般关系式（4学时）
1．  理想气体方程用于实际气体的偏差
2．  实际气体状态方程式
3．  对应态原理及通用压缩因子图
4．  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
6.1
1

√
1

6.2
1

√
1

6.3
1

√
1

6.4
1

√
1

第七章：气体和蒸气的流动（6学时）
1．  稳定流动基本方程式
2．  促使流速改变的条件
3．  喷管的计算
4．  有摩阻的绝热流动
5．  绝热节流与混合流动
6．  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
7.1
1

√
1

7.2
1

√
1

7.3
1.5

√
1.5

7.4
0.25

√
0.25

7.5
0.25

√
0.25

7.6
2
2

√
2

第八章：压气机热力过程（2学时）
1．  单级活塞式压气机的工作原理和耗功
2．  余隙容积的影响
3．  多级压缩和级间冷却
4．  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
8.1
0.5

√
0.5

8.2
0.5

√
0.5

8.3
0.5

√
0.5

8.4
0.5
2

√
0.5

第九章：气体动力循环（4学时）
1．  循环概述
2．  柴油机和汽油机实际工作循环和理想循环
3．  理想循环
4．  活塞式内燃机各种理想循环的比较
5．  燃气轮机装置循环
6．  燃气轮机定压加热实际循环
7．  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
9.1
0.25

√
0.25

9.2
0.25

√
0.25

9.3
1

√
1

9.4
0.5

√
0.5

9.5
1

√
1

9.6
0.5

√
0.5

9.7
0.5

√
0.5

第十章：蒸汽动力装置循环（2学时）
1．  简单蒸汽动力循环——朗肯循环
2．  再热循环
3．  回热循环
4．  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
10.1
0.5

√
0.5

10.2
0.5

√
0.5

10.3
0.5

√
0.5

10.4
0.5

√
0.5

第十一章：制冷循环（2学时）
1．  概述
2．  压缩空气制冷循环
3．  压缩蒸气制冷循环
4．  制冷剂
5．  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
11.1
0.25

√
0.25

11.2
0.5

√
0.5

11.3
0.5

√
0.5

11.4
0.5

√
0.5

11.5
0.25

10

√
0.25

第十二章：理想气体混合物及湿空气（4学时）
1．  想气体混合物
2．  理想气体混合物的热力性质
3．  湿空气的状态参数
4．  湿空气的焓-湿图
5．  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
12.1
0.5

√
0.5

12.2
0.5

√
0.5

12.3
1

√
1

12.4
1

√
1

12.5
1

√
1

第十三章：化学热力学基础（4学时）
1．  概述
2．  热力学第一定律解析式
3．  赫斯定律和基尔霍夫定律
4．  巨热理论燃烧温度
5．  化学平衡和平衡常数
6．  平衡移动原理
7．  化学反应方向判据及平衡条件
8．  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
13.1
0.5

√
0.5

13.2
0.5

√
0.5

13.3
0.5

√
0.5

13.4
0.5

√
0.5

13.5
0.5

√
0.5

13.6
0.5

√
0.5

13.7
0.5

√
0.5

13.8
0.5

√
0.5

二、   实践环节
上机训练，10学时

三、   课外学时分配
章
内容
参考学时
1
绪论
4
2
基本概念
4
3
热力学第一定律
6
4
气体和蒸气的性质
6
5
气体和蒸气的基本热力过程
4
6
热力学第二定律
6
7
实际气体性质和热力学一般关系式
4
8
气体与蒸气的流动
6
9
压气机热力过程
2
10
气体动力循环
4
11
蒸汽动力循环
4
12
制冷循环
2
13
理想气体混合物及湿空气
4
14
化学热力学基础
4

四、   考核方式
课程考核采取平时考核与期末考试相结合的方式。
平时考核包括出勤、课堂提问、作业、上机、小测验、综合论文等，占课程总评成绩的20%；期末考试占80%。
总成绩＝平时成绩×20%+期末考试成绩×80%.

大纲制定者：何雅玲 何茂刚 陶于兵
大纲审核者：何雅玲