工程热力学教案

1、上海海事大学课程教案课程名称： 工程热力学 课程编号： 12100520 承担课程的二级学院（部）: 商船学院 系（教研室） 热能与动力工程教案编写教师： 章学来 授课对象： 热能与动力工程091、2 编制时间： 2011年1月7日 总学时数64总学时数分配总学分 3.5课堂教学实验（上机）讨论参观考核方式考试5446教学活动设计的总体思路：工程热力学是热能与动力工程专业的专业基础课，根据该专业对热力学的要求，本课程的讲解分为三部分，即基本概念与基本定律、工质的热力性质、热力过程与热力循环，为了更好地引导学生学习本课程，整个课程以启发式教学为主，并穿插讨论、习题分析等其它形式。为使学生对每章内

2、容予以深入理解，每章结束时进行适当小结，并对一部分思考题进行探讨。整个课程结束时予以总复习，使学生对整门课程能进一步理解。课程将安排两个实验，以使学生对课程中的难点部分有一感性认识。教学手段选择及其说明（包括所需要的教学资源）：教学手段：板书-需安排一70人的教室 实验-喷管实验-在辅机实验室的热工室进行 压气机性能实验-在辅机实验室的热工室进行 讨论-在每章的结束-原教室进行参考书籍与文献 序号书籍（文献）名称作者出版社（杂志）出版时间1工程热力学章学来人民交通出版社2011.32工程热力学吴孟余上海交通大学出版社2000.73工程热力学沈维道高等教育出版社2007.64工程热力学精要分析及

3、典型题解何雅玲西安交通大学出版社2000.12工程热力学题型分析朱明善清华大学出版社1989.9编写负责人 系（教研室）主任（签字） （签字） 第 1 章： 基本概念 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排第一节：热力系统教学重点：闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统教学难点：由于热力系统是人为分割出来的用于热力学研究的系统，对其理解相对较为困难1课堂教学第二节：工质的热力状态及其基本状态参数教学重点：状态参数的性质 温度、压力概念教学难点：温度的热力学描述 状态参数的性质1课堂教学第三节：平衡状态及状态方程式教学重点：平衡状态概念教学难点：平衡与均匀间的关系1课堂教

4、学第四节：准平衡过程和可逆过程教学重点：准平衡过程和可逆过程概念教学难点：准平衡过程体现了平衡与过程的统一，可逆过程与准平衡过程之间的关系2课堂教学讨论本章讨论题（思考题、作业）：思考题：参考文献1，第19页1、2，4、5作业：参考文献1，第20页1、2，4、6第 2 章： 热力学第一定律 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排第一节：热力学第一定律的实质教学重点：热力学第一定律的实质教学难点：热力学第一定律的不同表述及第一类永动机的概念。1课堂教学第二节：能量的传递与转换教学重点：功和热量的概念及其表述教学难点：体积功、技术功、流动功、内部功及其相互关系。2课堂教学第

5、三节：热力学能及焓教学重点：热力学能、焓教学难点：热力学能概念、焓的概念1课堂教学第四节：热力学第一定律能量方程教学重点：闭口系统热力学第一定律能量方程、开口系统热力学第一定律能量方程教学难点：闭口系统热力学第一定律能量方程的意义、开口系统热力学第一定律能量方程的意义1课堂教学第五节：稳定流动能量方程的应用教学重点：掌握热力学第一定律能量方程的灵活应用教学难点：热力学系统的分析2课堂教学讨论本章讨论题（思考题、作业）：思考题：参考文献1，第38页1、4、6、7、8作业：参考文献1，第38页1、2、4、7第 3 章： 热力学第二定律 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排

6、第一节：循环教学重点：热机循环、制冷循环教学难点：循环必要补充条件的理解；不可逆循环1课堂教学第二节：热力学第二定律教学重点：热力学第二定律的两种说法教学难点：两种说法的等效性1课堂教学第三节：卡诺定理和卡诺循环教学重点：卡诺定理和卡诺循环教学难点：定理的证明1课堂教学第四节：克劳修斯不等式教学重点：两热源及无穷多个热源间的克劳修斯不等式教学难点：克劳修斯不等式的证明1课堂教学第五节：熵教学重点：熵是一个状态参数教学难点：熵的导出1课堂教学第六节：孤立系统熵增原理教学重点：孤立系统熵增原理教学难点：熵增原理的证明2课堂教学讨论本章讨论题（思考题、作业）：思考题：参考文献1，第63页1、6、7、

7、8、9作业：参考文献1，第64页1、2、3、8、9、10第 4 章： 理想气体的性质 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排第一节：理想气体状态方程教学重点：各种形式的理想气体状态方程教学难点：理想气体概念的理解、两个气体常数的关系1课堂教学第二节：理想气体的比热容教学重点：理想气体的比热容的计算教学难点：理想气体比热容概念的理解及不同比热容间的关系1课堂教学第三节：理想气体的热力学能、焓、熵教学重点：理想气体的热力学能、焓、熵的计算教学难点：理想气体热力学能、焓是温度的单函数、而理想气体的熵是由两个独立状态参数决定2课堂教学讨论第四节：理想气体混合物教学重点：混合物成

8、分、分压力定律、分体积定律、理想气体混合物的比热容、热力学能、焓、熵的计算教学难点：对于分压力定律、分体积定律是否适合于非理想气体混合物的理解。对于理想气体混合物组分的熵、其表达式中应代入的是组分的分压力、而非混合物的总压力2课堂教学本章讨论题（思考题、作业）：思考题：参考文献1，第82页2、3、4、5、8作业：参考文献1，第82页1、4、5、6、7第 5 章：实际气体的性质及热力学一般关系式 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排第一节：理想气体状态方程用于实际气体的偏差教学重点：找出理想气体状态方程用于实际气体的偏差1课堂教学第二节：实际气体的状态方程教学重点：范德

9、瓦尔斯方程、对比态方程教学难点：实际气体的概念、实际气体状态方程的得出、对比态参数1课堂教学第三节：对应态原理与通用压缩因子图教学重点与难点：对应态原理与通用压缩因子图1课堂教学第四节：维里方程教学重点：理解维里方程的变化1课堂教学讨论第三节：麦克斯韦关系和热系数教学重点：理解麦克斯韦关系和热系数1课堂教学第四节：比热容、热力学能、焓和熵的一般关系式教学重点：理解比热容、热力学能、焓和熵的一般关系式的得出1课堂教学本章讨论题（思考题、作业）：思考题：参考文献1，第92页1、4、5作业：参考文献1，第93页1、3、4第 6 章： 水蒸气与湿蒸汽 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配

10、教学组织安排第一节：水蒸汽的发生过程教学重点：P-v图、T-s图（一点、两线、三区、五态）教学难点：湿蒸汽状态的确定 1课堂教学第二节：水蒸气的表和图教学重点与难点：水蒸气的表和图的查阅1课堂教学第三节：水蒸气的基本热力过程教学重点：定容、定压、定温、绝热过程教学难点：定温过程中，由于实际气体，其热力学能会发生变化 1课堂教学讨论第四节：湿空气及其状态参数教学重点：对湿空气及其状态参数概念的理解 教学难点：理解湿空气视为理想气体的原因 2课堂教学第五节：焓湿图教学重点：焓湿图的查阅教学难点：理解焓湿图的构成1课堂教学第六节：湿空气的基本热力过程教学重点：混合过程、加热过程、加湿过程、冷却过程教

11、学难点：每一过程在焓湿图上的变化（包括温度、焓、相对湿度、含湿量等）2课堂教学讨论本章讨论题（思考题、作业）：思考题：参考文献1，第115页1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、13、15作业：参考文献1，第115页1、3、9第 7 章： 理想气体的热力过程 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排第一节：基本热力过程教学重点：定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程教学难点：每一过程状态及能量的变化2课堂教学第二节：多变过程教学重点：多变过程的状态变化及能量变化教学难点：在P-v图、T-s图上表示四种基本热力过程的状态变化及能量变化 2课堂教学讨论本章讨论题（思考题

12、、作业）：思考题：参考文献1，第127页5、6、10作业：参考文献1，第128页1、2、3、5、7第 8 章： 气体和蒸汽的流动 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排第一节：一维稳定流动的基本方程式教学重点：连续性方程、能量方程、过程方程教学难点：对一元定熵稳态流动的理解1课堂教学第二节：喷管和扩压管的流动特性及其截面变化规律教学重点：喷管和扩压管的流动特性及其截面变化规律、喷管的流速与流量计算分析教学难点：对马赫数大于1截面变化规律的理解、不同喷管流速、流量变化规律的理解3课堂教学第三节：喷管的设计计算教学重点：喷管的设计计算教学难点：喷管外形选择1课堂教学讨论本章

13、讨论题（思考题、作业）：思考题：参考文献1，第152页1、2、3作业：参考文献1，第153页1、2、5第 9 章： 压气机的热力过程 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排第一节：活塞式压气机的压气过程教学重点与难点：压气机的工作原理1课堂教学第二节：单级活塞式压气机的工作原理教学重点：说明气体在压气机中应如何被压缩最为有利，用热力学原理加以分析，且这种分析方法对于各种类型的压气机具有普适性。教学难点：余隙容积、容积效率1课堂教学第三节：多级压缩和级间冷却教学重点：采用多级压缩和级间冷却的原因及中间最佳压力的选择原则和方法。教学难点：采用多级压缩、级间冷却的好处及用p-

14、v及T-s图表示。3课堂教学实验第四节：叶轮式压气机工作原理教学重点与难点：叶轮式压气机的工作原理及特点。1课堂教学讨论本章讨论题（思考题、作业）：思考题：参考文献1，第169页1、2、3、4、5、6、7作业：参考文献1，第170页1、2、6第 10 章： 气体动力循环 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排第一节：活塞式内燃机的理想循环教学重点：内燃机的理想循环教学难点：以内燃机为典型，将不可逆的实际过程概括、抽象为可逆过程的具体方法，以及其对于分析循环的重要意义。1课堂教学第二节：活塞式内燃机理想循环的热效率教学重点：内燃机的理想循环热效率与其特性参数的关系，两种不

15、同工况下活塞式内燃机三种不同理想循环的比较教学难点：以P-v图、T-s图加以分析。2课堂教学第三节：燃气轮机循环教学重点：燃气轮机装置热机热效率与其特性参数关系教学难点：将燃气轮机装置实际循环抽象成理想循环1课堂教学本章讨论题（思考题、作业）：思考题：参考文献1，第185页1、2、3作业：参考文献1，第185页1、2、3、9第 11 章： 蒸汽动力装置循环 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排第一节：概述教学重点和难点：蒸汽动力装置循环与气体动力循环的区别1课堂教学第二节：基本蒸汽动力循环教学重点：朗肯循环的热效率及其影响因素教学难点：朗肯循环的得出1课堂教学讨论本章讨论题（思考题、作业）：思考题：参考文献1，第195页1、2作业：参考文献1，第196页1、2第 12 章： 制冷循环 本章答疑时数： 1 每节题目教学重点和难点课时分配教学组织安排第一节：理想制冷循环教