《工程热力学》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 课程代码 课程性颜 专业必修课程 授课对象 能源与动力工程专业 学分 40 学 主讲教师 吴玺 修订日期 2021年1月18日 指定教材 沈维道等合编。（工程热力学）第五敏。高等教有出版社，2016年3月 二、课程目标 (一)总体目标 《工程热力学》是能源与动力工程专业的一门专业必修课都。课程行在使学生李振热力学的装本概念、基本原理和基本计算。培养学生遗行热力学分析和计算的能 问时注意培养学生的工程素养、创新意识，增强团队合作能力和沟通表达能力， (二)课程目标： 换规律亚 量有效 的基本知识 士授课及习塑 的别练。 课程目标1：通过系线学习，熟练掌程热力学基础理论与基础知识. 1.1掌程热力学规律、各类循环机理及影响因素： 1.2掌做功和效率计算的基本公式。可进行各种循环热工计算 1.3掌报增强做功或提高效幸的方法。 课程目标2：了解工程热力学在工程技术领城的广泛应用及其对环境和社会可持候发的影明滑强社会责任感。 2、1通过了解工程热力学在耗能行业的广泛应用，且与尖端科技发展密切相关。使学生建立“节能优先”的基本观点，增强社会责任感和使命感： 2,2通过对减缓“温室效应”问愿的讨论，使学生了解工程热力学应用对环境和社会可持续发展的影响，增强生态文明意识： 热能有效利用、热力设备效率的提高、节能降耗技术等问题从工热力学角度进行思考、分析问题，并提出白己 用的家用电热水器《但不包搭电加粘 3.2通过深程小论文“国内外动力循环效率提升的最新研究进展”，使学生了解学科研究现状与未来的发展趋势。 课程目标4：利用雨深堂等找上学习平台将课前、课上、课后三个环节有机结合，提升学习效果。合理设置教学环节，培养学生的自主学习意识、团队 合作能力、口头和书而表达能力. 4.1在雨课堂平台上发布课前预习资料和课后习题，提升学生的白主学习能力： 42通过课外文献调研并写程报告，提升文献查阅能力和书面表达能力： 4,3通过课堂分组讨论等方式培养团队合作意识、沟通交流能力和对工程间题进行清清晰表达的能力
《工程热力学》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Engineering thermodynamics 课程代码 BEEE2013 课程性质 专业必修课程 授课对象 能源与动力工程专业 学 分 4.0 学 时 68 主讲教师 吴玺 修订日期 2021年1月18日 指定教材 沈维道 等合编，《工程热力学》第五版，高等教育出版社，2016年3月 二、课程目标 （一）总体目标： 《工程热力学》是能源与动力工程专业的一门专业必修课程。课程旨在使学生掌握热力学的基本概念、基本原理和基本计算。培养学生进行热力学分析和计算的能 力，包括对热力学系统的热平衡、功和热的计算，熵变和熵生成的分析，以及对热力学过程和热力学循环的性能评估等。工程热力学广泛应用于各种科学技术和工程技 术领域，其应用与发展关系到国家节能降耗、经济社会可持续发展目标的实现。在课程教学中首先应使学生建立“节能优先”的基本观点，提高社会责任感和使命感， 同时注意培养学生的工程素养、创新意识，增强团队合作能力和沟通表达能力。 （二）课程目标： 本课程旨在使学生学习并掌握能量转换规律及能量有效利用的基本理论；使学生牢固地掌握热力学定律及其应用方面的基本知识，通过授课及习题练习等 方面的训练，使学生具备解决热能工程方面的理论知识和最基本的技能，它不仅为学习专业课提供准备，而且也为以后解决生产实际问题和参加科学研究打 下必要的理论基础。并通过实验学习热工参数的测量方法，加强对热力学参数的感性认识，使学生得到处理实验数据、分析实验结果和书写实验报告等能力 的训练。 课程目标1：通过系统学习，熟练掌握热力学基础理论与基础知识。 1．1 掌握热力学规律、各类循环机理及影响因素； 1．2 掌握做功和效率计算的基本公式，可进行各种循环热工计算； 1．3 掌握增强做功或提高效率的方法。 课程目标2：了解工程热力学在工程技术领域的广泛应用及其对环境和社会可持续发展的影响，增强社会责任感。 2．1 通过了解工程热力学在耗能行业的广泛应用，且与尖端科技发展密切相关，使学生建立“节能优先”的基本观点，增强社会责任感和使命感； 2．2 通过对减缓“温室效应”问题的讨论，使学生了解工程热力学应用对环境和社会可持续发展的影响，增强生态文明意识； 课程目标3：应用工程热力学知识，对热能有效利用、热力设备效率的提高、节能降耗技术等问题从工程热力学角度进行思考、分析问题，并提出自己 的见解，在不同专业领域、不同学科上有所创新和发展。 3．1 通过讨论“温度计测温的基本原理是什么？”、“气体流入真空容器，是否需要推动功？”、“取正在使用的家用电热水器（但不包括电加热 器）为控制体，这是什么系统？”等实际工程问题，培养学生应用工程热力学知识分析、解决实际问题的能力和创新意识； 3．2 通过课程小论文“国内外动力循环效率提升的最新研究进展”，使学生了解学科研究现状与未来的发展趋势。 课程目标4：利用雨课堂等线上学习平台将课前、课上、课后三个环节有机结合，提升学习效果。合理设置教学环节，培养学生的自主学习意识、团队 合作能力、口头和书面表达能力。 4．1 在雨课堂平台上发布课前预习资料和课后习题，提升学生的自主学习能力； 4．2 通过课外文献调研并撰写课程报告，提升文献查阅能力和书面表达能力； 4．3 通过课堂分组讨论等方式培养团队合作意识、沟通交流能力和对工程问题进行清清晰表达的能力
(三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表1：课程目标与课程内容、半业婴求的对应关系表 课程目标 误程子日标 对应课程内容 对应毕业要求 毕业要求1： 第一章1.11.7：第二章2.22.51第三 1通过系统学习，熟掌捏热工基础理论 1,1苹报热力学规律、各类循 章31广36：第四章41广43：第六 与基知识。 环机理及影响因素， 章61广62第七章71广7，第十 章11.111.6：第十二章12.1`12.7 毕业要求1：11适过系统学习，熟练潭捏热 课程目标1通过系 1,2掌炭做功和效率计算的基 工基瑞谭论与基础知识。 统学习，然统掌 本公式，可进行各种循环热工 第五章五2产点8：第八章81广84：第九 热力学垂陆理 章9.19.5：第十章10.1`10.4. 十算 论与基础知识。 毕业更求8：81了解专业工程实践对环境和 社会可持续发展的影响。 13学损增强敏功或提高效率 第四章44理是气体热力过程综合分析 的方法 2.1通过了解工程热力 毕业要求8：81了解专业工程实践对环境和 与尖端科技发展密切相关， 计合可精链发烟的影验： 绪论工程热力学的发展、地位及前尽 毕业要求9：-1具有人文社会科学素养和肚 程目2了解 会责任感 和计会可持地罗 2.2通过对减摆“温 毕业要求8：81了解专业工程实践对环境和 展的影响，增强 效应”题的讨诊，使学生 社会责任感。 社会可持续发展的影响： 解工程热力学应用对环境和社 一定律的实质：第五 9：9」具有人文社会科学素养和肚 会可持续发展的影响。增强生 会责任感 方文明意识。 课程目标3应用工 3,1通过讨论“湿度计测温 程热力学知识， 基本原理是什么？ “气 对热能有效利 用、热力设备效 流入真空容器是否需要推动 率的提品、节 取正在使用的家用 毕业要求4：41且有针对的源系统提出.分 析及解决问题的能力： 降耗技术等问园 设置在多个教学环节的误坐分组时论 毕到业要求：11能够就工程实践中出现的 问题做出书面和口头的清表达. 析问题，并提出 学生应用工程热力学知识分 白己的见解，在 桥、解决实际的能力和创 不同专曼领歧 新意识： 不同学科上有所 创新和发展
（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程目标 课程子目标 对应课程内容 对应毕业要求 课程目标1通过系 统学习，熟练掌 握热力学基础理 论与基础知识。 1.1掌握热力学规律、各类循 环机理及影响因素。 第一章 1.1~1.7；第二章2.2~2.5；第三 章 3.1~3.6；第四章 4.1~4.3；第六 章 6.1~6.2；第七章 7.1~7.5；第十一 章 11.1~11.6；第十二章 12.1~12.7。 毕业要求1： 1-1通过系统学习，熟练掌握热工基础理论 与基础知识。 1.2掌握做功和效率计算的基 本公式，可进行各种循环热工 计算。 第五章 5.2~5.8；第八章 8.1~8.4;第九 章 9.1~9.5；第十章 10.1~10.4。 毕业要求1：1-1通过系统学习，熟练掌握热 工基础理论与基础知识。 1.3掌握增强做功或提高效率 的方法。 第四章 4.4理想气体热力过程综合分析； 毕业要求8：8-1 了解专业工程实践对环境和 社会可持续发展的影响。 课程目标2了解工 程热力学在工程 技术领域的广泛 应用及其对环境 和社会可持续发 展的影响，增强 社会责任感。 2.1通过了解工程热力 学在耗能行业的广泛应用，且 与尖端科技发展密切相关，使 学生建立“节能优先”的基本 观点，增强社会责任感和使命 感。 绪论 工程热力学的发展、地位及前景 毕业要求8：8-1 了解专业工程实践对环境和 社会可持续发展的影响； 毕业要求9：9-1 具有人文社会科学素养和社 会责任感。 2.2通过对减缓“温室 效应”问题的讨论，使学生了 解工程热力学应用对环境和社 会可持续发展的影响，增强生 态文明意识。 第二章 2.1第一节热力学第一定律的实质；第五 章 5.1热力学第二定律概述 毕业要求8：8-1 了解专业工程实践对环境和 社会可持续发展的影响； 毕业要求9：9-1 具有人文社会科学素养和社 会责任感。 课程目标3应用工 程热力学知识， 对热能有效利 用、热力设备效 率的提高、节能 降耗技术等问题 从工程热力学角 度进行思考、分 析问题，并提出 自己的见解，在 不同专业领域、 不同学科上有所 创新和发展。 3．1通过讨论“温度计测温的 基本原理是什么？”、“气体 流入真空容器，是否需要推动 功？”、“取正在使用的家用 电热水器（但不包括电加热 器）为控制体，这是什么系 统？”等实际工程问题，培养 学生应用工程热力学知识分 析、解决实际问题的能力和创 新意识； 设置在多个教学环节的课堂分组讨论 毕业要求4：4-1 具有针对能源系统提出、分 析及解决问题的能力； 毕业要求11：11-1 能够就工程实践中出现的 问题做出书面和口头的清晰表达
3.2通过课程小论文“国内 业要：91具有人文社会科学素养和 外动力循环效率提升的最新到 查阅文献进行归纳总结，并提写课程小论文，了解 究进展”，使学生了解学科 学科研究现状与未来的发展趋势，培养学科意识和 毕业要求12：121具有白主学习的痕识 究现状与未来的发展趋势。 创新能力。 在雨课空平台上发布 每次课前和课后在雨误堂平台发布预习资料和课后 到业要求12：12.1月有自主学习的意识 课程目标4：利 习题 用雨谋堂等线上 学习平台将 前、上、 三个环节有机 毕业要求1：11能够就工程实践中出现的 课程结束的雷受通过查阅文献进行自的总结，并蚕 问随做出书面和口头的清瑞表达： 和书面表达能力】 毕业要求12：12-1具有自主学习的意识 程小论文 生的白主学习 设、团队合作能 业要求10：101只有团队合作神或 力、口头和书面 4.3通过课堂分组讨论等力 表达能力。 式培养团队合作意识、沟适 0-2能够在团队中承担相应角色】 设置在多个教学环节的谋堂分组讨论 毕业要求11：11能够就工程实践中出现的 问题做出书面和口头的清表达。 三、敦学内容 第一章基本概念及定义 教学目标 (1)了解工程热力学课程学习的目的、内容和方法：微观方法和宏戏方法的区别： 《2)介绍常见动力装置中热能和机城能相互转换的过程。分析其共性： 《3)介绍热力系的概念和分类 (4)了解平衡状态和稳定状态。可逆循环和不可循环、正向环和逆向葡环的区别 2.教学重难点 重点/难点：平衡我态和稳定状态、可逆循环和不可逆循环，正向循环和逆向箭环的区别。 3教学内容 1,1热能和机城能相互转换的过程 1.2热力系统 1.3工质的热力状老及其基本状态参数 1.4平衡状态、状志方程式、坐标图 1,5工质的状态变化过程 1.6过程功和热量 1.7热力循环 教学方法 自主学习：利用雨课空平台预习课程内容并完成误后作业： 讲授法：相关念和物理原理：
3．2 通过课程小论文“国内 外动力循环效率提升的最新研 究进展”，使学生了解学科研 究现状与未来的发展趋势。 查阅文献进行归纳总结，并撰写课程小论文，了解 学科研究现状与未来的发展趋势，培养学科意识和 创新能力。 毕业要求9：9-1 具有人文社会科学素养和社 会责任感。 毕业要求12：12-1 具有自主学习的意识。 课程目标4：利 用雨课堂等线上 学习平台将课 前、课上、课后 三个环节有机结 合，提升学习效 果。合理设置教 学环节，培养学 生的自主学习意 识、团队合作能 力、口头和书面 表达能力。 4．1 在雨课堂平台上发布课 前预习资料和课后习题，提升 学生的自主学习能力。 每次课前和课后在雨课堂平台发布预习资料和课后 习题 毕业要求12：12-1 具有自主学习的意识。 4．2 通过课外文献调研并撰 写课程报告，提升文献查阅能 力和书面表达能力。 课程结束前需要通过查阅文献进行归纳总结，并撰 写课程小论文 毕业要求11：11-1 能够就工程实践中出现的 问题做出书面和口头的清晰表达； 毕业要求12：12-1 具有自主学习的意识。 4．3 通过课堂分组讨论等方 式培养团队合作意识、沟通交 流能力和对工程问题进行清清 晰表达的能力。 设置在多个教学环节的课堂分组讨论 毕业要求10：10-1 具有团队合作精神或意 识； 10-2能够在团队中承担相应角色。 毕业要求11：11-1 能够就工程实践中出现的 问题做出书面和口头的清晰表达。 三、教学内容 第一章 基本概念及定义 教学目标 （1）了解工程热力学课程学习的目的、内容和方法；微观方法和宏观方法的区别； （2）介绍常见动力装置中热能和机械能相互转换的过程，分析其共性； （3）介绍热力系的概念和分类； （4）了解平衡状态和稳定状态、可逆循环和不可逆循环、正向循环和逆向循环的区别。 2.教学重难点 重点/难点：平衡状态和稳定状态、可逆循环和不可逆循环、正向循环和逆向循环的区别。 3.教学内容 1.1 热能和机械能相互转换的过程 1.2 热力系统 1.3 工质的热力状态及其基本状态参数 1.4 平衡状态、状态方程式、坐标图 1.5 工质的状态变化过程 1.6 过程功和热量 1.7 热力循环 教学方法 自主学习：利用雨课堂平台预习课程内容并完成课后作业； 讲授法：相关概念和物理原理；
案例法：通过大量的工程案例介绍工程热力学的广泛应用 讨论法：堂绕“身边的热工现象”进行讨论。 5.教学评价 回答以下何思： ()系统内顺量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗 (2)开口系可以是绝热系吗 (3)平衡状态与稳定状态有何联系与区别？ (4)经历一个不可逆过程后，系统能否恢复原来的状态？包括系绕和外界的整个系统能否恢复原来状态？ 完成计算圈：1-12、1-13、1-16、1-21. 第二章热力学第一定律 1.教学目标 (1)了解热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象中的应用 (2)热力学能、总能、推动功和流动功、烙的概念 (3)掌握开口系统能量方程式。 2教学重难点 (1)重点：热力学能、总能、推动功和流动功、烙的版念 (2)难点：开口系统能量方程式。 3教学内容 2.】热力学第一定律的实质 2.2热力学能和培 2.3热力学第一定律的基本能量方程式 2.4开口系统能量方程式 2.5能量方程式的应用 教学方法 (1)自主学习：利用雨课蒙平台预习课程内容并完成课后作业。 (2)讲授法：相关定律和数学推导 5.教学评价 回答以下问题： ()热力学能就是热量吗 (2)能否由基本能量方程式得出功、热量和热力学能是相同性质的参数的结论： (3)为什么推动功出现在开口系能量方程中，而不出现在闭口系能量方程中？ (4)为什么稳定流动开口系内不部位工质的比热力学能、比给、比等都会改变，整个系统的热力学能增量、给端量、箱增量不变？ 完成计算题：2-4、2-5、2-6。 第三章气体和蒸汽的性质 1.教学目标 (1)掌握理想气体状态方程式： (2)举握理气体热力学能、始、、比热的计算方法 (3)草报水蒸气的恢和状药和相图
案例法：通过大量的工程案例介绍工程热力学的广泛应用； 讨论法：课堂围绕“身边的热工现象”进行讨论。 5.教学评价 回答以下问题： （1）系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？ （2）开口系可以是绝热系吗？ （3）平衡状态与稳定状态有何联系与区别？ （4）经历一个不可逆过程后，系统能否恢复原来的状态？包括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态？ 完成计算题：1-12、1-13、1-16、1-21。 第二章 热力学第一定律 1.教学目标 （1）了解热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象中的应用； （2）热力学能、总能、推动功和流动功、焓的概念； （3）掌握开口系统能量方程式。 2.教学重难点 （1）重点：热力学能、总能、推动功和流动功、焓的概念； （2）难点：开口系统能量方程式。 3.教学内容 2.1 热力学第一定律的实质 2.2 热力学能和焓 2.3 热力学第一定律的基本能量方程式 2.4 开口系统能量方程式 2.5 能量方程式的应用 教学方法 （1）自主学习：利用雨课堂平台预习课程内容并完成课后作业； （2）讲授法：相关定律和数学推导； 5.教学评价 回答以下问题： （1）热力学能就是热量吗？ （2）能否由基本能量方程式得出功、热量和热力学能是相同性质的参数的结论？ （3）为什么推动功出现在开口系能量方程中，而不出现在闭口系能量方程中？ （4）为什么稳定流动开口系内不同部位工质的比热力学能、比焓、比熵等都会改变，而整个系统的热力学能增量、焓增量、熵增量不变？ 完成计算题：2-4、2-5、2-6。 第三章 气体和蒸汽的性质 1.教学目标 （1）掌握理想气体状态方程式； （2）掌握理想气体热力学能、焓、熵、比热的计算方法； （3）掌握水蒸气的饱和状态和相图；
(4)水的定压汽化过程及其在相图上的表示：水蒸气相图上的“一点、两线、三区、五态” 2教学重难 (1)重点：理想气体热力学能、格、熵、比热的计算方法. (2)难点：水的定压汽化过程及其在相图上的表示， 3教学内容 3.1理架气体的感之 3.2理想气体的此热 3.3理想气体的热力学能、和 3.4水蒸气的饱和软态和相图 35水的汽化过程和临界点 36水和水蒸气的状态参数及热力性质图表 4。教学方法 (1)自主学习：利用雨课堂平台预习课程内容并完成课后作业。 (2)讲授法：相关定律和理论的数学推导： 5.教学评价 回答以下间： (1)怎样正确看特“理塑气体”这个履含？在进行实际计算时如何决定是否可采用理想气体的一些公式： (2)如果某种工质的状态方程式为，这种工质的比热容、热力学能、给都仅仪是温度的角数吗？ (3)理气体变计算式是由可逆过程导出的，这些计算式是否可用于不可逆过程韧、终态的变？为什么？ (4)有人根据水在定压汽化过程中温度和压力维持不变，因此过程中热力学能保持不变。于是由认为过程中热量等于膨账功，即。这一观点是否正确？为 什么？ 完成计算题：3-9、3-10、3-11、3-12、3-13、3-16。 第四章气体和蒸汽的基本热力过程 1.教学目标 (1)掌握四个基本热力过程：定容、定温、定压和绝热过程： (2)定容、定压、定温、绝热过程的过程方程式。在印及TS图上的表示方法。过程初、终状态参数的关系以及过程功与热量的计算： (3)举据理组气体热力过程综合分析。 2教学重难点 重点/难点：定容、定压、定温、绝热过程的过程方程式、在v及TS图上的表示方法。 3.教学内容 41理型气体的可逆多变过程 4.2定存过程、定压过程和定温过程 43绝热过程 44理想气体热力过程缘合分析 45水蒸气的基本过程 4.教学方法 ()自主学习：利用雨课堂平台预习课程内容并完成课后作业 (2)讲授法：湘关定律和数学推导，。 点教学评价
（4）水的定压汽化过程及其在相图上的表示；水蒸气相图上的“一点、两线、三区、五态”。 2.教学重难点 （1）重点：理想气体热力学能、焓、熵、比热的计算方法。 （2）难点：水的定压汽化过程及其在相图上的表示。 3.教学内容 3.1 理想气体的概念 3.2 理想气体的比热 3.3 理想气体的热力学能、焓和熵 3.4 水蒸气的饱和状态和相图 3.5 水的汽化过程和临界点 3.6 水和水蒸气的状态参数及热力性质图表 4. 教学方法 （1）自主学习：利用雨课堂平台预习课程内容并完成课后作业； （2）讲授法：相关定律和理论的数学推导； 5.教学评价 回答以下问题： （1）怎样正确看待“理想气体”这个概念？在进行实际计算时如何决定是否可采用理想气体的一些公式？ （2）如果某种工质的状态方程式为 ，这种工质的比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数吗？ （3）理想气体熵变计算式是由可逆过程导出的，这些计算式是否可用于不可逆过程初、终态的熵变？为什么？、 （4）有人根据水在定压汽化过程中温度和压力维持不变，因此过程中热力学能保持不变，于是由 认为过程中热量等于膨胀功，即 。这一观点是否正确？为 什么？ 完成计算题：3-9、3-10、3-11、3-12、3-13、3-16。 第四章 气体和蒸汽的基本热力过程 1.教学目标 （1）掌握四个基本热力过程：定容、定温、定压和绝热过程； （2）定容、定压、定温、绝热过程的过程方程式、在p-v及T-S图上的表示方法，过程初、终状态参数的关系以及过程功与热量的计算； （3）掌握理想气体热力过程综合分析。 2.教学重难点 重点/难点：定容、定压、定温、绝热过程的过程方程式、在p-v及T-S图上的表示方法。 3.教学内容 4.1 理想气体的可逆多变过程 4.2 定容过程、定压过程和定温过程 4.3 绝热过程 4.4 理想气体热力过程综合分析 4.5 水蒸气的基本过程 4. 教学方法 （1）自主学习：利用雨课堂平台预习课程内容并完成课后作业； （2）讲授法：相关定律和数学推导。 5.教学评价