《工程热力学)教学大纲 课程名称：工程热力学 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Engineering Thermodynamics 总学时/周学时/学分：64.0/4.04.0 其中实验/实我学时：8.0 先课程：高等数学、大学物理 后续课程支撑：内燃机原理、制冷原理与装置、压缩机技术、先进制冷技术 授课时间：2020级能源与动力工程1班：周二1-2节、周四1-2 授课地点：1-6周：优学院。7-14周：2020级能源与动力工程1、2班，6C204:2020 节：2020级能源与动力工程2班：周二3-4节、周四3-4节： 级建筑环境与能源应用1班，周一6C204、周三6C203.15-16周：2020级能源与动 2020级建筑环境与能源应用1班：周一1-2节、周三5-6节 力工程1、2班，2020级建筑环境与能源应用1班，12L201 授课对象：2020级能源与动力工程1班、2020级能源与动力工程2班、2020级建筑环境与能源应用1班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名职称：蒋润花剧教授、曲万军/讲师 答疑时间、地点与方式： 1.每次上课的课前、课间和课后在上课教室进行答疑：2.可直接到12L401、12J312办公室进行答疑：3.充分利用现代网络资源，进行远程答疑。 课程考核方式：开卷()闭卷()课程论文()其它() 使用教材：《工程热力学》，沈维道、童钧耕主编，高等教育出版社，2016，第五版。 课程简介：本课程是能源与动力工程专业以及建筑环境与能源应用专业的专业基础课，主要研究热能与其他能量形式间相互转换的规律，如何科学地、 有效地利用能源，以及实现将热能高效地转变成机械能的方法，主要内容包括热力学第一定律、热力学第二定律、工质热力性质、热力过程和循环分析 方法、能量转换技术等。通过本课程为专业课程的学习提供充分的理论准备，也为学生后续解决生产实际问题和参与科学研究打下了必要的理论基础。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支排： 2020级能源与动力工程1、2班课程数学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标1：了解热力学发展史，掌握能源的概念及分类：理解 11掌握专业必需的用于解决能源与 1.工程知识：能够学握数学、自然科学、工程基础
1 《工程热力学》教学大纲 课程名称： 工程热力学 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Engineering Thermodynamics 总学时/周学时/学分：64.0/4.0/4.0 其中实验/实践学时：8.0 先修课程： 高等数学、大学物理 后续课程支撑： 内燃机原理、制冷原理与装置、压缩机技术、先进制冷技术 授课时间： 2020 级能源与动力工程 1 班：周二 1-2 节、周四 1-2 节；2020 级能源与动力工程 2 班：周二 3-4 节、周四 3-4 节； 2020 级建筑环境与能源应用 1 班：周一 1-2 节、周三 5-6 节 授课地点：1-6 周：优学院。7-14 周：2020 级能源与动力工程 1、2 班，6C204；2020 级建筑环境与能源应用 1 班，周一 6C204、周三 6C203。15-16 周：2020 级能源与动 力工程 1、2 班，2020 级建筑环境与能源应用 1 班，12L201 授课对象： 2020 级能源与动力工程 1 班、2020 级能源与动力工程 2 班、2020 级建筑环境与能源应用 1 班 开课学院： 化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称： 蒋润花/副教授、曲万军/讲师 答疑时间、地点与方式： 1.每次上课的课前、课间和课后在上课教室进行答疑；2.可直接到 12L401、12J312 办公室进行答疑；3. 充分利用现代网络资源，进行远程答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（） 使用教材：《工程热力学》，沈维道、童钧耕主编，高等教育出版社，2016，第五版。 课程简介：本课程是能源与动力工程专业以及建筑环境与能源应用专业的专业基础课，主要研究热能与其他能量形式间相互转换的规律，如何科学地、 有效地利用能源，以及实现将热能高效地转变成机械能的方法，主要内容包括热力学第一定律、热力学第二定律、工质热力性质、热力过程和循环分析 方法、能量转换技术等。通过本课程为专业课程的学习提供充分的理论准备，也为学生后续解决生产实际问题和参与科学研究打下了必要的理论基础。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 2020 级能源与动力工程 1、2 班 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1：了解热力学发展史，掌握能源的概念及分类；理解 1.1 掌握专业必需的用于解决能源与 1. 工程知识：能够掌握数学、自然科学、工程基础
工程热力学中热力学能、热力循环等基本概念，以及平衡 动力工程复杂问题的数学和自然科学 和专业知识，并将其应用于解决能源与动力工程领 和稳定、平衡和均匀的关系：学会建立闭口系、开口系等 的等基本概念、基本原理和基础知识。 域的复杂工程问题。 热力系统，掌握正向循环和逆向循环中工质状态参数的性 质和计算。 1.2掌握用于解决能源与动力工程复 目标2：理解热力学第一定律的本质，掌握稳定流动能量方 杂问题的工程基础知识。掌握专业必 程及其应用：理解热力学第二定律的指导意义，学会利用 需的物理、化学、力学、计算机等自 熵方程和孤立系统熵增原理描述实际过程发生的方向性： 然科学知识并运用其对能源动力领域 学握理想气体状态方程，学会依据分压力、分容积定律计 中工程问题进行原理描述复杂工程问 算混合气体热力学性质。 题。 目标3：掌握单级活塞式压气机、燃气轮机、汽轮机的工作 2.问题分析：能够运用数学、自然科学和能源与动 原理，学会分析定压、定容、定温过程中能量转换、传递 2.2能具备应用工程科学的基本原理 力工程领域所涉及的基本原理和技术方法，进行能 关系：理解工质状态参数的变化规律，学会查询工质物性 和技术方法对能源与动力工程复杂工 源与动力工程领域中复杂问题的识别、表达、文献 图表，掌握动力循环和制冷循环中的热量和功量的计算： 程问题进行表达与建模的能力。 研究及分析，并获得明确结论。 熟悉再热和回热原理，具备改善简单循环热力性能的能力。 目标4：掌握稳定流动基本方程，学会分析工质流经喷管和 扩压管过程压力、温度和速度等参数变化规律：理解露点 4.3应用科学原理对能源与动力工程 4.研究：能够运用实验设计、数据分析、信息综合 温度、干球温度和湿球温度的区别与联系，掌握水蒸气的 领域内复杂工程问题实验结果进行分 等科学研究方法对能源与动力工程领域的复杂问 性质表，学会分析加湿、加热、绝热等过程热量和功量变 析与解释数据，获取合理有效规律及 题开展研究，并得到有效结论。 化规律：熟悉实验中温度、压力、流量等测量方法，具备 结论。 由实验数据计算比热、焓等热力参数的能力。 2020级建筑环境与能源应用1班课程教学目标 支撑华业要求指标点 毕业要求
2 工程热力学中热力学能、热力循环等基本概念，以及平衡 和稳定、平衡和均匀的关系；学会建立闭口系、开口系等 热力系统，掌握正向循环和逆向循环中工质状态参数的性 质和计算。 动力工程复杂问题的数学和自然科学 的等基本概念、基本原理和基础知识。 和专业知识，并将其应用于解决能源与动力工程领 域的复杂工程问题。 目标 2：理解热力学第一定律的本质，掌握稳定流动能量方 程及其应用；理解热力学第二定律的指导意义，学会利用 熵方程和孤立系统熵增原理描述实际过程发生的方向性； 掌握理想气体状态方程，学会依据分压力、分容积定律计 算混合气体热力学性质。 1.2 掌握用于解决能源与动力工程复 杂问题的工程基础知识。掌握专业必 需的物理、化学、力学、计算机等自 然科学知识并运用其对能源动力领域 中工程问题进行原理描述复杂工程问 题。 目标 3：掌握单级活塞式压气机、燃气轮机、汽轮机的工作 原理，学会分析定压、定容、定温过程中能量转换、传递 关系；理解工质状态参数的变化规律，学会查询工质物性 图表，掌握动力循环和制冷循环中的热量和功量的计算； 熟悉再热和回热原理，具备改善简单循环热力性能的能力。 2.2 能具备应用工程科学的基本原理 和技术方法对能源与动力工程复杂工 程问题进行表达与建模的能力。 2. 问题分析：能够运用数学、自然科学和能源与动 力工程领域所涉及的基本原理和技术方法，进行能 源与动力工程领域中复杂问题的识别、表达、文献 研究及分析，并获得明确结论。 目标 4：掌握稳定流动基本方程，学会分析工质流经喷管和 扩压管过程压力、温度和速度等参数变化规律；理解露点 温度、干球温度和湿球温度的区别与联系，掌握水蒸气的 性质表，学会分析加湿、加热、绝热等过程热量和功量变 化规律；熟悉实验中温度、压力、流量等测量方法，具备 由实验数据计算比热、焓等热力参数的能力。 4.3 应用科学原理对能源与动力工程 领域内复杂工程问题实验结果进行分 析与解释数据，获取合理有效规律及 结论。 4. 研究：能够运用实验设计、数据分析、信息综合 等科学研究方法对能源与动力工程领域的复杂问 题开展研究，并得到有效结论。 2020 级建筑环境与能源应用 1 班 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求
目标1：了解热力学发展史，掌握能源的概念及分类：理解 工程热力学中热力学能、热力循环等基本概念，以及平衡 11学握专业必需的用于解决暖通空 和稳定、平衡和均匀的关系：学会建立闭口系、开口系等 调工程复杂问题的数学和自然科学的 热力系统，掌握正向循环和逆向循环中工质状态参数的性 等基本概念、基本原理和基础知识。 质和计算。 1.工程知识：能够掌握数学、自然科学、工程基础 1.2学握用于解决暖通空调工程复杂 和专业知识，并将其应用于解决暖通空调工程领域 目标2：理解热力学第一定律的本质，掌握稳定流动能量方 问题的工程基础知识。掌握专业必需 的复杂工程问题。 程及其应用：理解热力学第二定律的指导意义，学会利用 熵方程和孤立系统熵增原理描述实际过程发生的方向性： 的物理、化学、力学、计算机等自然 科学知识并运用其对暖通空调领域中 掌握理想气体状态方程，学会依据分压力、分容积定律计 工程问题进行原理描述复杂工程问 算混合气体热力学性质。 题。 目标3：掌握单级活塞式压气机、燃气轮机、汽轮机的工作 2.问题分析：能够运用数学、自然科学和暖通空调 原理，学会分析定压、定容、定温过程中能量转换、传递 2.2能具备应用工程科学的基本原理 工程领域所涉及的基本原理和技术方法，进行暖通 关系：理解工质状态参数的变化规律，学会查询工质物性 和技术方法对暖通空调工程复杂工程 空调工程领域中复杂问题的识别、表达、文献研究 图表，掌握动力循环和制冷循环中的热量和功量的计算： 问题进行表达与建模的能力。 及分析，并获得明确结论。 熟悉再热和回热原理，具备改善简单循环热力性能的能力。 目标4：掌握稳定流动基本方程，学会分析工质流经喷管和 扩压管过程压力、温度和速度等参数变化规律：理解露点 4.3应用科学原理对暖通空调工程领 4.研究：能够运用实验设计、数据分析、信息综合 温度、干球温度和湿球温度的区别与联系，掌握水蒸气的 域内复杂工程问题实验结果进行分析 等科学研究方法对暖通空调工程领域的复杂问题 性质表，学会分析加湿、加热、绝热等过程热量和功量变 与解释数据，获取合理有效规律及结 开展研究，并得到有效结论。 化规律：熟悉实验中温度、压力、流量等测量方法，具备 论。 由实验数据计算比热、焓等热力参数的能力
3 目标 1：了解热力学发展史，掌握能源的概念及分类；理解 工程热力学中热力学能、热力循环等基本概念，以及平衡 和稳定、平衡和均匀的关系；学会建立闭口系、开口系等 热力系统，掌握正向循环和逆向循环中工质状态参数的性 质和计算。 1.1 掌握专业必需的用于解决暖通空 调工程复杂问题的数学和自然科学的 等基本概念、基本原理和基础知识。 1. 工程知识：能够掌握数学、自然科学、工程基础 和专业知识，并将其应用于解决暖通空调工程领域 的复杂工程问题。 目标 2：理解热力学第一定律的本质，掌握稳定流动能量方 程及其应用；理解热力学第二定律的指导意义，学会利用 熵方程和孤立系统熵增原理描述实际过程发生的方向性； 掌握理想气体状态方程，学会依据分压力、分容积定律计 算混合气体热力学性质。 1.2 掌握用于解决暖通空调工程复杂 问题的工程基础知识。掌握专业必需 的物理、化学、力学、计算机等自然 科学知识并运用其对暖通空调领域中 工程问题进行原理描述复杂工程问 题。 目标 3：掌握单级活塞式压气机、燃气轮机、汽轮机的工作 原理，学会分析定压、定容、定温过程中能量转换、传递 关系；理解工质状态参数的变化规律，学会查询工质物性 图表，掌握动力循环和制冷循环中的热量和功量的计算； 熟悉再热和回热原理，具备改善简单循环热力性能的能力。 2.2 能具备应用工程科学的基本原理 和技术方法对暖通空调工程复杂工程 问题进行表达与建模的能力。 2. 问题分析：能够运用数学、自然科学和暖通空调 工程领域所涉及的基本原理和技术方法，进行暖通 空调工程领域中复杂问题的识别、表达、文献研究 及分析，并获得明确结论。 目标 4：掌握稳定流动基本方程，学会分析工质流经喷管和 扩压管过程压力、温度和速度等参数变化规律；理解露点 温度、干球温度和湿球温度的区别与联系，掌握水蒸气的 性质表，学会分析加湿、加热、绝热等过程热量和功量变 化规律；熟悉实验中温度、压力、流量等测量方法，具备 由实验数据计算比热、焓等热力参数的能力。 4.3 应用科学原理对暖通空调工程领 域内复杂工程问题实验结果进行分析 与解释数据，获取合理有效规律及结 论。 4. 研究：能够运用实验设计、数据分析、信息综合 等科学研究方法对暖通空调工程领域的复杂问题 开展研究，并得到有效结论
理论教学进程表 教学模式 周次 敦学主题 授课数师 学时数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 支撑课 教学方法 作业安排 (线上/线下) 程目标 热能定义及其工程应用、工程热力学基本原理以 及发展史（重点）：工程热力学的主要内容及其 研究方法（难点）。 蒋润花 课堂讨论：观看纪录 课程思政融入点：通过学习引导学生了解我国工 课堂讲授与 1 绪论 线上 片《创新中国》第二 目标一 曲万军 程热物理专业的发展脉络，认知本专业在能源转 小组讨论 集能源篇。 化利用领域的重要作用，思考国际地位与科技之 间的关系，从而增强学生的自我认同感，激发学 生爱国热情，勉励学生学习强国。 热能和机械能相互转换过程原理、热力系统定义 2 及划分边界、工质的热力学状态及基本状态描述 课后习题：工质基本 线上 课堂讲授 目标一 平衡态的定义以及平衡态的数学描述（重点）： 状态参数计算。 对抽象的热力学概念进行辨析并加以理解（难点） 工质的状态变化过程、功的概念与分类、热力循 基本概念 蒋润花 1-2 环过程热功转化（重点）：可逆与不可逆过程、 课后习题：热力过程 及定义 曲万军 正向循环与逆向循环间的区别与联系（难点） 课堂讲授与 工质所做功的计算。 2 课程思政融入点：通过学习，使学生明细热力循 线上 课程思政作业：讨论 目标一 小组讨论 环理论对生产生活的实际指导，同时引入学科创 我国能源战略安全 始人吴仲华事迹，使学生了解工程热力学对国家 的现状。 发展的积极推进作用，并认清当下国内外实际存
4 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 绪论 蒋润花 曲万军 2 热能定义及其工程应用、工程热力学基本原理以 及发展史（重点）；工程热力学的主要内容及其 研究方法（难点）。 课程思政融入点：通过学习引导学生了解我国工 程热物理专业的发展脉络，认知本专业在能源转 化利用领域的重要作用，思考国际地位与科技之 间的关系，从而增强学生的自我认同感，激发学 生爱国热情，勉励学生学习强国。 线上 课 堂 讲 授 与 小组讨论 课堂讨论：观看纪录 片《创新中国》第二 集能源篇。 目标一 1-2 基本概念 及定义 蒋润花 曲万军 2 热能和机械能相互转换过程原理、热力系统定义 及划分边界、工质的热力学状态及基本状态描述、 平衡态的定义以及平衡态的数学描述（重点）； 对抽象的热力学概念进行辨析并加以理解（难点） 线上 课堂讲授 课后习题：工质基本 状态参数计算。 目标一 2 工质的状态变化过程、功的概念与分类、热力循 环过程热功转化（重点）；可逆与不可逆过程、 正向循环与逆向循环间的区别与联系（难点） 课程思政融入点：通过学习，使学生明细热力循 环理论对生产生活的实际指导，同时引入学科创 始人吴仲华事迹，使学生了解工程热力学对国家 发展的积极推进作用，并认清当下国内外实际存 线上 课 堂 讲 授 与 小组讨论 课后习题：热力过程 工质所做功的计算。 课程思政作业：讨论 我国能源战略安全 的现状。 目标一
在的差距，增强专业自信以及国家自信，激发学 生勤奋自强的内在原动力，争取将来为我国科学 技术研究做出更大的贡献。 热力学第一定律的实质、热力学能与焓的定义、 课后习题：计算不同 2 推动功与流动功的区别（重点）：热力学能的导 线上 课堂讲授 形式能量之间的相 目标二 热力学第 蒋润花 出与分类、热力学能与焓之间的联系（难点）： 互转换。 2-3 一定律 曲万军 热力学第一定律基本能量方程式、开口系统能量 课后习题：开口系统 方程式、能量方程式的应用（重点）：稳定流动 线上 课堂讲授 中热力学第一定律 目标二 的边界、热功转化过程定量表达（难点）： 的应用。 理想气体的概念及状态方程、理想气体比热容定 课后习题：理解理想 气体模型假的物理 2 义与计算、理想气体的热力学能及焓熵的计算（重 线上 课堂讲授 目标二 点)：理想气体模型假设，热力学能与焓熵之间 意义，计算理想气体 状态参数。 气体与蒸 蒋润花 的公式推导（难点）。 汽的性质 曲万军 水蒸气的饱和状态和相图、水的汽化过程和临界 课后习题：计算过冷 点、水和水蒸气的状态参数及热力性质图表（重 2 水、饱和水、湿饱和 点)：水的相态划分依据、水的定压汽化原理、 线上 课堂讲授 目标二 蒸汽、干饱和蒸汽、 水蒸气状态参数的图表查询及相关物性软件应用 过热蒸汽参数。 (难点)。 气体和蒸 理想气体可逆多变过程、定容过程、定压过程、 蒋润花 课后习题：理想气体 汽的基本 5 2 定温过程以及绝热过程（重点）： 线上 课堂讲授 定容、定压、定温和 目标三 热力学过 曲万军 理想气体不同热力过程的定量描述，以及热力循 绝热过程热力计算。 程 环与不同过程之间的关联（难点）
5 在的差距，增强专业自信以及国家自信，激发学 生勤奋自强的内在原动力，争取将来为我国科学 技术研究做出更大的贡献。 2 - 3 热力学第 一定律 蒋润花 曲万军 2 热力学第一定律的实质、热力学能与焓的定义、 推动功与流动功的区别（重点）；热力学能的导 出与分类、热力学能与焓之间的联系（难点）； 线上 课堂讲授 课后习题：计算不同 形式能量之间的相 互转换。 目标二 4 热力学第一定律基本能量方程式、开口系统能量 方程式、能量方程式的应用（重点）；稳定流动 的边界、热功转化过程定量表达（难点）； 线上 课堂讲授 课后习题：开口系统 中热力学第一定律 的应用。 目标二 4 气体与蒸 汽的性质 蒋润花 曲万军 2 理想气体的概念及状态方程、理想气体比热容定 义与计算、理想气体的热力学能及焓熵的计算（ 重 点）；理想气体模型假设，热力学能与焓熵之间 的公式推导（难点）。 线上 课堂讲授 课后习题：理解理想 气体模型假的物理 意义，计算理想气体 状态参数。 目标二 2 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及热力性质图表（ 重 点）；水的相态划分依据、水的定压汽化原理、 水蒸气状态参数的图表查询及相关物性软件应用 （难点）。 线上 课堂讲授 课后习题：计算过冷 水、饱和水、湿饱和 蒸汽、干饱和蒸汽、 过热蒸汽参数。 目标二 5 气体和蒸 汽的基本 热力学过 程 蒋润花 曲万军 2 理想气体可逆多变过程、定容过程、定压过程、 定温过程以及绝热过程（重点）； 理想气体不同热力过程的定量描述，以及热力循 环与不同过程之间的关联（难点）。 线上 课堂讲授 课后习题：理想气体 定容、定压、定温和 绝热过程热力计算。 目标三