《工程热力学》课程教学大纲 Engineering Thermodynamics

《工程热力学》课程教学大纲英文名称：EngineeringThermodynamics课程编号：62000205学时数：56其中实验学时数：6课外学时：0学分数：6适用专业：能源类、动力机械类以及过程控制类各专业一、课程的性质、目的和任务本课程是研究物质的热力性质、热能与其他能量之间相互转换的一门工程基础理论学科，是能源类、动力机械类以及过程控制类各专业的一门专业基础课，主要用于提高学生热工基础理论水平，培养学生具备分析和处理热工问题的抽象能力和逻辑思维能力。为学生今后的专业学习储备必要的基础知识，同时训练学生在实际工程中的理论联系实际的能力。通过对本课程的学习，使学生掌握有关物质热力性质、热能有效利用以及热能与其它能量转换的基本规律，并能正确运用这些规律进行各种热工过程和热力循环的分析计算。此外本课程在有关计算技能和实践技能方面也使学生得到一定的训练。二、本课程与其它课程的关系进入本课程学习前，应具有高等数学，大学物理学课程基础。本课程学习结束后可为能源动力、过程控制、动力机械类学生学习专业课程打下良好的基础。三、课程教学内容的基本要求、重点和难点绪论了解热力学的发展简史、本课程的基本内容第1章基本概念

《工程热力学》课程教学大纲 英文名称：Engineering Thermodynamics 课程编号：62000205 学时数：56 其中实验学时数：6 课外学时：0 学分数：6 适用专业： 能源类、动力机械类以及过程控制类各专业 一、课程的性质、目的和任务 本课程是研究物质的热力性质、热能与其他能量之间相互转换的一门工程基 础理论学科，是能源类、动力机械类以及过程控制类各专业的一门专业基础课， 主要用于提高学生热工基础理论水平，培养学生具备分析和处理热工问题的抽象 能力和逻辑思维能力。为学生今后的专业学习储备必要的基础知识，同时训练学 生在实际工程中的理论联系实际的能力。 通过对本课程的学习，使学生掌握有关物质热力性质、热能有效利用以及热 能与其它能量转换的基本规律，并能正确运用这些规律进行各种热工过程和热力 循环的分析计算。此外本课程在有关计算技能和实践技能方面也使学生得到一定 的训练。 二、本课程与其它课程的关系 进入本课程学习前，应具有高等数学，大学物理学课程基础。本课程学习结束后 可为能源动力、过程控制、动力机械类学生学习专业课程打下良好的基础。 三、课程教学内容的基本要求、重点和难点 绪论 了解热力学的发展简史、本课程的基本内容 第 1 章 基本概念

重点：热力系统的选取，状态参数，平衡状态，准静态过程，可逆过程，热力循环难点：平衡状态，准静态过程1.1热力系统掌握闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统的概念1.2工质的热力状态及及其基本状态参数掌握温度、压力的计算、强度性参数与广延性参数的区别1.3平衡状态、状态公理及状态方程掌握平衡状态的概念1.4准静态过程与可逆过程掌握准静态过程与可逆过程的概念与区别、可逆过程的实现条件1.5热力循环掌握正循环和逆循环的经济性指标计算第2章气体的热力性质重点：理想气体状态方程、理想气体比热及计算难点：理想气体比热及计算2.1理想气体和实际气体掌握理想气体和实际气体特点、理想气体状态方程2.2理想气体比热掌握理想气体比热概念及计算2.3混合气体的性质了解道尔顿定律、阿密盖特分容积定律2.4实际气体状态方程

重点：热力系统的选取，状态参数，平衡状态，准静态过程，可逆过程， 热力循环 难点：平衡状态，准静态过程 1.1 热力系统 掌握闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统的概念 1.2 工质的热力状态及及其基本状态参数 掌握温度、压力的计算、强度性参数与广延性参数的区别 1.3 平衡状态、状态公理及状态方程 掌握平衡状态的概念 1.4 准静态过程与可逆过程 掌握准静态过程与可逆过程的概念与区别、可逆过程的实现条件 1.5 热力循环 掌握正循环和逆循环的经济性指标计算 第 2 章 气体的热力性质 重点：理想气体状态方程、理想气体比热及计算 难点：理想气体比热及计算 2.1 理想气体和实际气体 掌握理想气体和实际气体特点、理想气体状态方程 2.2 理想气体比热 掌握理想气体比热概念及计算 2.3 混合气体的性质 了解道尔顿定律、阿密盖特分容积定律 2.4 实际气体状态方程

了解实际状态方程第3章热力学第一定律重点：热力学第一定律，稳定流动能量方程、开口系统能量方程，技术功，烩及烩变计算，应用热力学第一定律解决具体问题难点：恰及恰变计算，开口方程能量方程3.1系统储存能了解系统储存能的构成掌握热力学第一定律的内容3.2系统与外界传递的能量掌握恰的概念与物理意义3.3闭口系统能量方程掌握热力学第一定律在闭口系统中的应用3.4开口系统能量方程掌握开口系统能量方程3.5开口系统稳态稳流能量方程掌握技术功与理想气体恰变的计算3.6稳态稳流能量方程的应用掌握稳态稳流能量方程在实际中的应用第4章理想气体的热力过程及气体压缩重点：定容、定压、定温、绝热、多变过程中状态参数p、V、T、U、h、S的计算，过程量Q、W的计算，在p-V、T-S图上的表示，单级活塞式压气机的工作原理难点：多变过程的分析，压气机理论压缩轴功、余隙影响4.1分析热力过程的目的及一般方法

了解实际状态方程 第 3 章 热力学第一定律 重点：热力学第一定律，稳定流动能量方程、开口系统能量方程，技术功， 焓及焓变计算,应用热力学第一定律解决具体问题 难点：焓及焓变计算，开口方程能量方程 3.1 系统储存能 了解系统储存能的构成 掌握热力学第一定律的内容 3.2 系统与外界传递的能量 掌握焓的概念与物理意义 3.3 闭口系统能量方程 掌握热力学第一定律在闭口系统中的应用 3.4 开口系统能量方程 掌握开口系统能量方程 3.5 开口系统稳态稳流能量方程 掌握技术功与理想气体焓变的计算 3.6 稳态稳流能量方程的应用 掌握稳态稳流能量方程在实际中的应用 第 4 章 理想气体的热力过程及气体压缩 重点：定容、定压、定温、绝热、多变过程中状态参数 p、v、T、u、h、s 的计算，过程量 Q、W 的计算，在 p-v 、T-s 图上的表示，单级活塞 式压气机的工作原理 难点：多变过程的分析，压气机理论压缩轴功、余隙影响 4.1 分析热力过程的目的及一般方法

了解分析热力过程的目的及一般步骤4.2绝热过程掌握绝热过程的过程方程式、能量转换、在p-v图和T-s图上分析4.3多变过程的综合分析掌握多变过程的过程方程式、能量转换、在p-v图和T-s图上分析4.4压气机的理论压缩轴功掌握单级活塞式压气机的工作原理、理论压缩轴功的计算4.5活塞式压气机的余隙影响掌握余隙对排气量和理论压缩轴功的影响4.6多级压缩及中间冷却了解多级活塞式压气机采取多级压缩及中间冷却的原因、掌握级间压力的确定第5章热力学第二定律重点：热力学第二定律，卡诺循环与卡诺定理，焰及变的计算，方程，孤立系统的熵增原理及作功能力损失分析难点：及摘变的计算，方程，孤立系统的摘增原理及作功能力损失分析5.1热力学第二定律的实质及表述掌握热力学第二定律的实质及经典表述方式5.2卡诺循环与卡诺定理掌握卡诺定理的内容及其应用5.3摘与焰方程掌握熵与熵方程及其应用

了解分析热力过程的目的及一般步骤 4.2 绝热过程 掌握绝热过程的过程方程式、能量转换、在 p-v 图和 T-s 图上分析 4.3 多变过程的综合分析 掌握多变过程的过程方程式、能量转换、在 p-v 图和 T-s 图上分析 4.4 压气机的理论压缩轴功 掌握单级活塞式压气机的工作原理、理论压缩轴功的计算 4.5 活塞式压气机的余隙影响 掌握余隙对排气量和理论压缩轴功的影响 4.6 多级压缩及中间冷却 了解多级活塞式压气机采取多级压缩及中间冷却的原因、掌握级间压力 的确定 第 5 章 热力学第二定律 重点：热力学第二定律，卡诺循环与卡诺定理，熵及熵变的计算，熵方程， 孤立系统的熵增原理及作功能力损失分析 难点：熵及熵变的计算，熵方程，孤立系统的熵增原理及作功能力损失分 析 5.1 热力学第二定律的实质及表述 掌握热力学第二定律的实质及经典表述方式 5.2 卡诺循环与卡诺定理 掌握卡诺定理的内容及其应用 5.3 熵与熵方程 掌握熵与熵方程及其应用

5.4孤立系统熵增原理与作功能力损失掌握孤立系统增原理与作功能力损失5.5火用与火无了解火用与火无的概念及应用第6章水蒸气重点：水蒸气的定压发生过程，水蒸气表和烩-焰图，水蒸气的基本热力过程难点：利用水蒸气表和烩-熵图进行水蒸气参数计算6.1水的相变及相图了解水的相变过程及其p-t图6.2水蒸气的定压发生过程了解水蒸气的定压发生过程、掌握干度的概念6.3水蒸气表和烩-腐图掌握用水蒸气表和一焰图进行水蒸气参数计算6.4水蒸气的基本热力过程掌握分析水蒸气的四种基本热力过程第7章湿空气重点：绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点温度，湿空气的恰湿图，湿空气的基本热力过程的计算和分析难点：湿球温度、湿空气的基本热力过程的计算和分析7.1湿空气性质掌握绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、干球温度、湿球温度的概念

5.4 孤立系统熵增原理与作功能力损失 掌握孤立系统熵增原理与作功能力损失 5.5 火用与火无 了解火用与火无的概念及应用 第 6 章 水蒸气 重点：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 难点：利用水蒸气表和焓-熵图进行水蒸气参数计算 6.1 水的相变及相图 了解水的相变过程及其 p-t 图 6.2 水蒸气的定压发生过程 了解水蒸气的定压发生过程、掌握干度的概念 6.3 水蒸气表和焓-熵图 掌握用水蒸气表和焓-熵图进行水蒸气参数计算 6.4 水蒸气的基本热力过程 掌握分析水蒸气的四种基本热力过程 第 7 章 湿空气 重点：绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、 湿球温度、露点温度，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：湿球温度、湿空气的基本热力过程的计算和分析 7.1 湿空气性质 掌握绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、干球温度、湿球温度的概 念

7.2湿空气的湿图掌握湿空气的湿图的应用7.3湿空气的基本热力过程掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析、冷却塔中的热湿交换过程第8章气体和蒸汽的流动重点：稳定流动方程，音速与马赫数、绝热节流难点：定熵滞止、喷管中流速与流量的计算8.1绝热流动的基本方程掌握绝热流动的基本方程及音速与马赫数的概念8.2定摘流动的基本特性了解喷管和扩压管的工作特性8.3喷管中流速及流量计算了解定焰滞止参数的含义和喷管中流速与流量的计算8.4绝热节流掌握绝热节流前后状态参数的变化第9章动力循环重点：朗肯循环的工作原理，能量方程及热效率难点：提高朗肯循环热效率的基本途径9.1蒸汽动力基本循环-朗肯循环掌握朗肯循环的基本工作流程和提高朗肯循环热效率的基本途径9.2回热和再热循环了解回热和再热循环的工作原理和组成设备

7.2 湿空气的焓湿图 掌握湿空气的焓湿图的应用 7.3 湿空气的基本热力过程 掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析、冷却塔中的热湿交换过程 第 8 章 气体和蒸汽的流动 重点：稳定流动方程，音速与马赫数、绝热节流 难点：定熵滞止、喷管中流速与流量的计算 8.1 绝热流动的基本方程 掌握绝热流动的基本方程及音速与马赫数的概念 8.2 定熵流动的基本特性 了解喷管和扩压管的工作特性 8.3 喷管中流速及流量计算 了解定熵滞止参数的含义和喷管中流速与流量的计算 8.4 绝热节流 掌握绝热节流前后状态参数的变化 第 9 章 动力循环 重点：朗肯循环的工作原理，能量方程及热效率 难点：提高朗肯循环热效率的基本途径 9.1 蒸汽动力基本循环-朗肯循环 掌握朗肯循环的基本工作流程和提高朗肯循环热效率的基本途径 9.2 回热和再热循环 了解回热和再热循环的工作原理和组成设备

9.3热电循环了解背压式和调节抽气式热电循环的工作原理和组成设备第10章制冷循环重点：蒸汽压缩制冷循环的工作原理和制冷系数的计算，吸收式制冷循环的工作原理，热泵的工作原理难点：蒸汽压缩制冷循环的工作原理和影响制冷系数的因素10.1空气压缩制冷循环了解空气压缩制冷循环的工作原理和制冷系数的计算10.2蒸汽压缩制冷循环掌握蒸汽压缩制冷循环的工作原理和影响制冷系数的因素10.3吸收式制冷循环掌握吸收式制冷循环的工作原理10.4热泵掌握热泵的工作原理四、教学方式及学时分配序号主要内容学时分主要教学方式辅导答疑比例配21绪论讲授2讲授第1章基本概念63:13讲授和自学4:1第2章理想气体性质44讲授84: 1第3章热力学第一定律5第4章理想气体的热力讲授83:1过程及气体压缩63:1第5章热力学第二定律讲授和自学67讲授第6章水蒸气44:18讲授63: 1第7章湿空气94:1第8章气体和蒸汽的流讲授和自学4动10第9章动力循环讲授和自学2: 12

9.3 热电循环 了解背压式和调节抽气式热电循环的工作原理和组成设备 第 10 章 制冷循环 重点：蒸汽压缩制冷循环的工作原理和制冷系数的计算，吸收式制冷循环 的工作原理，热泵的工作原理 难点：蒸汽压缩制冷循环的工作原理和影响制冷系数的因素 10.1 空气压缩制冷循环 了解空气压缩制冷循环的工作原理和制冷系数的计算 10.2 蒸汽压缩制冷循环 掌握蒸汽压缩制冷循环的工作原理和影响制冷系数的因素 10.3 吸收式制冷循环 掌握吸收式制冷循环的工作原理 10.4 热泵 掌握热泵的工作原理 四、教学方式及学时分配 序号 主要内容 主要教学方式 学时分 配 辅导答疑比例 1 绪论 讲授 2 2 第 1 章基本概念 讲授 6 3：1 3 第 2 章理想气体性质 讲授和自学 4 4：1 4 第 3 章热力学第一定律 讲授 8 4：1 5 第 4 章理想气体的热力 过程及气体压缩 讲授 8 3：1 6 第 5 章热力学第二定律 讲授和自学 6 3：1 7 第 6 章水蒸气 讲授 4 4：1 8 第 7 章湿空气 讲授 6 3：1 9 第 8 章气体和蒸汽的流 动 讲授和自学 4 4：1 10 第 9 章动力循环 讲授和自学 2 2：1

讲授11第10章制冷循环1414:1五、课程各教学环节的要求根据《实验指导书》的要求准备实验、完成实验内容、书写实验报告；独立完成作业。学时序号实验名称实验内容2实验一空气定压比热的测定干湿球温、压力、温度、流量的测量实验二2饱和蒸汽压力与温度的关系在密闭条件下，测定不同压力下饱和实验蒸汽的温度实验三CO2P-V-T关系CO2找出P-V-T的关系，测量温度和压2力六、本课程与其它课程的联系在学习本课程前，要求学生具有高等数学、大学物理、物理实验、计算机基础及应用等基础课程的知识。后续课程，包括《供热工程》、《制冷技术》、《空调工程》、《锅炉及锅炉房设备》等主要专业必修课。七、考核方式本课程是考试课。总评成绩包括平时成绩30%、实验成绩10%和结课考试成绩60%。根据学生课堂表现、出勤及作业情况给出平时成绩。八、教学参考书目1、《工程热力学》第五版，廉乐明等，中国建筑工业出版社，20072、《工程热力学》，刘宝兴，机械工业出版社，20073、《工程热力学习题详解》，刘宝兴，机械工业出版社，20074、《工程热力学精要分析及典型题精解》，何雅玲，西安交通大学出版社2000执笔：顾洁审核：金光课程负责人：吴

11 第 10 章制冷循环 讲授 4 4：1 五、课程各教学环节的要求 根据《实验指导书》的要求准备实验、完成实验内容、书写实验报告；独立 完成作业。 序号 实验名称 实验内容 学时 实验一 空气定压比热的测定 干湿球温、压力、温度、流量的测量 2 实验二 饱和蒸汽压力与温度的关系 实验 在密闭条件下，测定不同压力下饱和 蒸汽的温度 2 实验三 CO2 P-V-T 关系 CO2找出 P-V-T 的关系，测量温度和压 力 2 六、本课程与其它课程的联系 在学习本课程前，要求学生具有高等数学、大学物理、物理实验、计算机基 础及应用等基础课程的知识。后续课程，包括《供热工程》、《制冷技术》、《空 调工程》、《锅炉及锅炉房设备》等主要专业必修课。 七、考核方式 本课程是考试课。总评成绩包括平时成绩 30%、实验成绩 10%和结课考试成 绩 60%。根据学生课堂表现、出勤及作业情况给出平时成绩。 八、教学参考书目 1、《工程热力学》第五版，廉乐明等，中国建筑工业出版社，2007 2、《工程热力学》，刘宝兴，机械工业出版社，2007 3、《工程热力学习题详解》，刘宝兴，机械工业出版社，2007 4、《工程热力学精要分析及典型题精解》, 何雅玲，西安交通大学出版社 2000 课程负责人：吴晅 执笔：顾洁 审核：金光