工程熱力學(xué)第三版電子教案教學(xué)計劃4

1、教學(xué)計劃第一章熱力學(xué)基本概念1第二章能量與熱力學(xué)第一定律2第三章熵與熱力學(xué)第二律 3第四章熱力學(xué)的一般關(guān)系5第五章氣體的熱力性質(zhì)6第六章蒸汽的熱力性質(zhì)7第七章理想氣體混合物及濕空氣 8第八章理想氣體的熱力過程9第九章氣體與蒸汽的流動 9第十章氣體的壓縮11第十一章蒸汽動力循環(huán)12第十二章氣體的動力循環(huán)12第十三章 制冷循環(huán)13第十四章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)14第一章熱力學(xué)基本概念本章提要：本章闡明熱力學(xué)系統(tǒng)（熱力系）的定義及其描述，著重介紹熱力系的平衡狀態(tài)的概念，描述平衡狀態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù)比體積、壓力和溫度，及體現(xiàn)三者相互關(guān)系的狀態(tài)方程式。定義了熱力系的準(zhǔn)平衡過程并對熱力循環(huán)作了初步的介紹.本章要求：

2、1 了解熱力系的定義，平衡狀態(tài)的概念和應(yīng)滿足的平衡條件。2掌握基本狀參數(shù) p、v、T的定義、計量及不同單位間的換算。3了解準(zhǔn)平衡過程的定義及提出準(zhǔn)平衡過程的意義和作用。4.對不同的熱力循環(huán)及其作用建立起初步的概念。學(xué)習(xí)建議:本章學(xué)習(xí)時間建議共 4學(xué)時:1 熱力系及其描述1學(xué)時1學(xué)時.基本狀態(tài)參數(shù)3#3 .狀態(tài)方程式，狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖1學(xué)時4 .熱力過程及熱力循環(huán)1學(xué)時第二章能量與熱力學(xué)第一定律#本章提要：本章闡明熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)一一能量守恒，給出了熱力學(xué)第一定律的基本表達(dá)式及其 對開口系統(tǒng)的表達(dá)式，導(dǎo)出了工程上具有重要意義的穩(wěn)定流動能量方程式，簡單介紹了非穩(wěn)定 流動的能量方程，舉例說明了熱力

3、學(xué)第一定律在不同工程問題上的具體應(yīng)用。本章要求：1 .深刻認(rèn)識熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)一一能量守恒。2 .了解熱和功是系統(tǒng)與外界交換能量的兩種方式，知道其定義、特性及計算方法。3 .掌握熱力學(xué)第一定律能量方程的基本表達(dá)式及穩(wěn)定流動能量方程，并對非穩(wěn)定流動能量 方程有初步的認(rèn)識。4 .了解熱力學(xué)第一定律對工程實踐的指導(dǎo)作用，能靈活運用能量方程對實際工程中的能量 轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行分析、計算和研究。本章主要內(nèi)容及相互聯(lián)系：學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共 4學(xué)時：1 功、熱與熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)1學(xué)時2 .循環(huán)的第一定律表達(dá)式及推論；熱力系與外界的物質(zhì)交換1學(xué)時3 熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式1學(xué)時4 能量方程式的應(yīng)

4、用；非穩(wěn)定流動的能量方程式1學(xué)時第三章熵與熱力學(xué)第二律本章提要:本章闡明由大量現(xiàn)象總結(jié)出來的有關(guān)熱過程的共同特性一一實際熱過程不可逆。這一結(jié)論 反映了熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)。本章介紹歷史上關(guān)于這一定律的不同表述及由此作出的一些重 要推論，用熵函數(shù)給出了它的數(shù)學(xué)表達(dá)式，介紹了熵方程并舉例說明了該定律的應(yīng)用。本章要求:1 充分認(rèn)識和理解熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)是說明“任何涉及到熱現(xiàn)象的宏觀過程都是不可 逆的”。這是熱過程區(qū)別于其它物理過程的重要特征，也是熱力學(xué)能成為一門獨立學(xué)科的依據(jù)。2 明確歷史上關(guān)于熱力學(xué)第二定律的種種說法具有一致性，且由此作出的種種推論與這些 說法完全等效。3 充分認(rèn)識卡諾循環(huán)的意

5、義，了解熱功轉(zhuǎn)換的效率是由卡諾循環(huán)效率限制的。4 了解熵函數(shù)的含義、其態(tài)函數(shù)性質(zhì)及利用熵函數(shù)所作出的熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 和熵增能量貶值原理。懂得在不同情況下如何正確地寫出過程的熵方程，計算熵變化、熵流和 熵產(chǎn)，并用它進(jìn)行過程的熱力學(xué)分析。了解火用參數(shù)的含義及應(yīng)用。5 了解熱力學(xué)第二定律對實踐的指導(dǎo)意義及其工程應(yīng)用。掌握運用理論分析解決實際問題 的方法。本章主要內(nèi)容及相互聯(lián)系：廠 4*1憐埶過&擴(kuò) ttilW學(xué)習(xí)建議:本章學(xué)習(xí)時間建議共 10學(xué)時:1 .熱過程的不可逆性1學(xué)時2 熱力學(xué)第二定律的幾種表述1學(xué)時3 .卡諾定理1學(xué)時1學(xué)時5.卡諾循環(huán)與克勞修斯不等式1學(xué)時6狀態(tài)參數(shù)熵及熵增原

6、理1學(xué)時7.熵方程及其應(yīng)用舉例2學(xué)時&熱力系的有效能1學(xué)時9第二定律的統(tǒng)計解釋及局限性1學(xué)時4.熱力學(xué)溫度標(biāo)尺第四章熱力學(xué)的一般關(guān)系本章提要:1工質(zhì)的平衡熱力性質(zhì)是指工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系，特別以可測參數(shù)為獨立變量的熱 力學(xué)能、焓、熵函數(shù)在工程應(yīng)用中尤為重要。2 對熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)的研究通常從它們的偏微商著手。在常用狀態(tài)函數(shù)的偏微商中，有的是可以通過實驗測定的，常將它們定義為各種熱系數(shù)；有的則不能用實驗的方法得出。3 工質(zhì)在準(zhǔn)平衡變化中的熱力學(xué)基本定律表達(dá)式同時也表達(dá)了熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)之間的基本關(guān)系，又稱基本熱力學(xué)關(guān)系式。通過勒讓德變換，基本熱力學(xué)關(guān)系可以用不同的組合參數(shù)表達(dá)?；緹崃W(xué)關(guān)系的一

7、階偏微商和二階混合偏微商給出狀態(tài)函數(shù)偏微商之間的一般關(guān)系。當(dāng)然， 與熱力學(xué)基本定律一樣這些一般關(guān)系對任何工質(zhì)都是適用的。4 按照基本熱力學(xué)關(guān)系，可以用可測的狀態(tài)參數(shù)和熱系數(shù)來表達(dá)不能通過實驗直接得出的 偏微商，從而將各常用狀態(tài)函數(shù)的全微分式用可測的參數(shù)及免系數(shù)表達(dá)出來。這樣，就為在實 驗測定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出工質(zhì)的狀態(tài)函數(shù)開辟了道路。5在工質(zhì)熱力性質(zhì)研究中，并非所有熱系數(shù)都是必需漚過實驗測定的，應(yīng)用熱系數(shù)間的一 般關(guān)系可以由少雖測得的熱系數(shù)得到所需的其它熱系數(shù)。這樣，可以大大減少研究中的實驗工 作量同時減小由于有限的實驗精確度帶來的誤差。6 依據(jù)本章所導(dǎo)出的一般關(guān)系式，應(yīng)用所講述的推導(dǎo)方法，還可

8、導(dǎo)得工程中需用的各種函數(shù)關(guān)系。7 本章所導(dǎo)出的一般關(guān)系式只適用于簡單可壓縮系統(tǒng)。本章要求：1了解熱力學(xué)一般關(guān)系的內(nèi)容及其在工質(zhì)熱力性質(zhì)研究中的地位和作用；2掌握導(dǎo)出熱力學(xué)一般關(guān)系的思路和推導(dǎo)方法；3. 熟悉簡單可壓縮工質(zhì)基本的和常用的熱力學(xué)一般關(guān)系。學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共 2學(xué)時：1 常用狀態(tài)函數(shù)的偏微商；基本熱力學(xué)關(guān)系；1學(xué)時2 熱力學(xué)能、焓和熵的微分式；熱系數(shù)之間的一般關(guān)系；1學(xué)時第五章氣體的熱力性質(zhì)本章提要：本章主要講述理想氣體性質(zhì)。理想氣體性質(zhì)是指可以忽略分子自身占有的體積和分子間的 相互作用力對氣體宏觀熱力性質(zhì)的影響。在通常的工作參數(shù)范圍內(nèi)，按理想氣體性質(zhì)來計算氣 體工質(zhì)的熱力

9、性質(zhì)具有足夠的精確度，其誤差在工程上往往是允許的。理想氣體性質(zhì)是研究工 質(zhì)熱力性質(zhì)的基礎(chǔ)。理想氣體性質(zhì)反映了氣態(tài)工質(zhì)的基本特性，更精確的氣體、蒸氣的熱力性 質(zhì)表達(dá)式，往往可以在理想氣體性質(zhì)的基礎(chǔ)上引入各種修正得出，本章對此亦作了簡單的介紹。本章要求：1. 理解理想氣體的概念，掌握理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用。2 掌握理想氣體比熱容及熱力學(xué)能、焓和熵等狀態(tài)參數(shù)的計算。3.了解實際氣體的狀態(tài)方程式。4 初步掌握依據(jù)實際氣體狀態(tài)方程式導(dǎo)得氣體各種狀態(tài)參數(shù)的方法。學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共 4學(xué)時：1.理想氣體性質(zhì)1學(xué)時2.理想氣體比熱容及參數(shù)計算1學(xué)時3.實際氣體狀態(tài)方程1學(xué)時4.實際氣體比熱容及焓、

10、熵函數(shù)1學(xué)時第六章 蒸汽的熱力性質(zhì)本章提要：本章主要講述蒸汽的熱力性質(zhì)及蒸汽熱力性質(zhì)圖表的應(yīng)用。也介紹了液態(tài)工質(zhì)的性質(zhì)以及 液一氣相轉(zhuǎn)變過程的性質(zhì)。本章要求：1. 了解單元工質(zhì)的相圖與相轉(zhuǎn)變，知道p-T相圖的特點、化學(xué)勢的定義及相平衡條件。2. 了解飽和液與飽和蒸氣表的特點、參數(shù)范圍、使用方法。3 .了解未飽和液與過熱蒸氣表的結(jié)構(gòu)及使用方法。4. 掌握水蒸氣和常用的制冷劑熱力性質(zhì)圖表的使用，能靈活應(yīng)用蒸汽的熱力性質(zhì)圖表對實際工程中的能量轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行分析、計算和研究。學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共 4學(xué)時：1. 單元工質(zhì)的相圖與相轉(zhuǎn)變1學(xué)時2 .單元復(fù)相系平衡條件1學(xué)時3 蒸汽的定壓發(fā)生過程；蒸氣

11、熱力性質(zhì)表及其應(yīng)用1學(xué)時4 蒸氣熱力性質(zhì)圖及其應(yīng)用1學(xué)時第七章理想氣體混合物及濕空氣本章提要：本章講述理想氣體混合物的性質(zhì)，給出了理想氣體混合物的熱力學(xué)能、焓、比熱容和熵的 計算方法。介紹了濕空氣的特性以及工程上常見的濕空氣過程，舉例說明了濕空氣過程的具體 分析計算。本章要求：1 理解混合物的成分、摩爾質(zhì)量和氣體常數(shù)的定義及相互關(guān)系，掌握質(zhì)量成分和摩爾成分 的換算方法。2 掌握理想氣體混合物的熱力學(xué)能、焓、比熱容和熵的計算方法，理解分壓力、分容積的 定義及特性。3 理解濕空氣的特點以及描述濕空氣的參數(shù)和概念，了解干一濕球溫度計的特點。4 知道工程上常見的濕空氣過程的特點，能靈活應(yīng)用焓一濕圖對常

12、見的濕空氣過程過程進(jìn) 行分析、計算和研究。學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共 6學(xué)時：1 混合物的成分及氣體常數(shù)1學(xué)時2 分壓定律與分容積定律1學(xué)時3理想氣體混合物的有關(guān)計算1學(xué)時4 .濕空氣及其狀態(tài)參數(shù)1學(xué)時5干-濕球溫度和焓-濕 圖1學(xué)時6 .濕空氣過程1學(xué)時第八章理想氣體的熱力過程本章提要：本章依據(jù)作為普遍規(guī)律的熱力學(xué)第一、第二定律的能量方程和熵方程，以及作為理想氣體特性的狀態(tài)方程和比熱容關(guān)系式。分析了一些具體的熱力過程，得到了對這些過程的具體結(jié)論。介紹了應(yīng)用熱力學(xué)理論分析實際問題的基本方法。本章要求：1 .掌握典型熱力過程的特征、狀態(tài)變化的規(guī)律和能量交換的計算方法。2. 掌握多變過程的特點和

13、分析計算方法，理解多變過程和典型的熱力過程的關(guān)系。3. 理解應(yīng)用熱力學(xué)理論分析實際問題的基本方法，能靈活運用熱力學(xué)基本理論對實際工程中 的能量轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行分析、計算和研究。學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共 3學(xué)時：1. 熱力過程的分析方法1學(xué)時2. 多變過程1學(xué)時3. 熱力過程的火用分析舉例1學(xué)時第九章氣體與蒸汽的流動本章提要：本章討論氣體和蒸汽在流道中的流動，主要研究在工程上常見的絕熱流動過程（可逆與不可逆過程），內(nèi)容包括：流動的基本方程、定熵流動特性及氣體在噴管（或擴(kuò)壓管）中流動過程的分析計算（包括設(shè)計及校核計算）。同時對有摩擦的不可逆流動過程及節(jié)流過程也進(jìn)行簡要的分析。本章要求：1 了解流動

14、過程必須遵循的基本規(guī)律一一基本方程組。2 理解定熵流動的特性方程是反映可逆絕熱流動規(guī)律的一般性方程式，由該方程可知，在流體流動中綜合考慮能量平衡和狀態(tài)變化的結(jié)果發(fā)現(xiàn)亞聲速氣流與超聲速氣流在其流動特性上是截然不同的。3能進(jìn)行噴管（或擴(kuò)壓管）的設(shè)計計算及校核計算。特別注意在理想氣體流動過程的計算 中常采用解析計算方法而在水蒸汽的計算中多借助于水蒸汽圖表（特別是h -s圖）進(jìn)行。4. 能分析計算存在摩擦的絕熱流動過程及節(jié)流過程，了解節(jié)能冷效應(yīng)、熱效應(yīng)及零效應(yīng)的 含義及應(yīng)用。本章主要內(nèi)容和相互聯(lián)系:學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共 6學(xué)時：1. 穩(wěn)定流動的基本方程1學(xué)時2. 定熵流動的基本特性1學(xué)時3 氣

15、體在噴管和擴(kuò)壓管中的流動1學(xué)時4 噴管中氣體流動的計算1學(xué)時5 .水蒸氣在噴管中的定熵流動1學(xué)時6 .有摩擦的絕熱流動與絕熱節(jié)流1學(xué)時第十章氣體的壓縮本章提要：本章研究氣體的壓縮過程，簡單介紹了壓氣機(jī)的工作原理，分析計算定量氣體從初態(tài)壓縮 到預(yù)定終態(tài)時，壓氣機(jī)所消耗的功量，并探討省功的方法。本章要求：1. 了解壓氣機(jī)的工作原理及氣體壓縮過程的特點。2理解余隙容積的定義及對氣體壓縮過程的影響，知道容積效率的計算方法。3. 掌握不同的氣體壓縮過程中壓氣機(jī)所消耗的功量的分析計算方法，并能比較不同壓縮過程的特性。4掌握多級壓縮及中間冷卻的原理及分析計算方法。學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共 4學(xué)時：1壓氣

16、機(jī)的工作原理1學(xué)時2壓縮過程的熱力學(xué)分析1 學(xué)時3單級活塞式壓氣機(jī)余隙容積的影響1學(xué)時4多級壓縮及中間冷卻1學(xué)時第十一章蒸汽動力循環(huán)本章提要：本章介紹蒸汽動力裝置的設(shè)備組成、工作過程及工作特點，分析了蒸汽參數(shù)對循環(huán)熱效率 的影響，著重介紹了再熱循環(huán)和分級抽汽回?zé)嵫h(huán)的原理、目的和效果以及計算方法。本章要求：1. 了解蒸汽動力裝置的設(shè)備組成、工作過程及工作特點。 熟悉評價蒸汽動力裝置的重要指標(biāo)。2. 熟悉蒸汽參數(shù)對循環(huán)熱效率的影響。3 熟悉再熱循環(huán)和分級抽汽回?zé)嵫h(huán)的原理、目的和效果，掌握再熱循環(huán)和回?zé)嵫h(huán)的計算方法。4了解能量平衡分析和分析方法對工程實踐的指導(dǎo)作用，能靈活運用熱力學(xué)分析方法對

17、蒸汽動力設(shè)備中的能量轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行分析、計算和研究。學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共 6學(xué)時：1. 蒸汽動力循環(huán)的分析方法朗肯循環(huán)1學(xué)時2. 蒸汽參數(shù)對循環(huán)熱效率的影響1學(xué)時蒸汽再熱循環(huán)1學(xué)時3回?zé)嵫h(huán)2學(xué)時4熱電循環(huán)和理想工質(zhì)循環(huán)1學(xué)時5. 蒸汽動力設(shè)備熱力學(xué)分析舉例1學(xué)時第十二章氣體的動力循環(huán)本章提要：本章主要討論各種燃?xì)鈩恿ρb置的理想循環(huán)。討論如何合理地將各種燃?xì)鈾C(jī)動力裝置的實 際工作過程簡化為理想的氣體動力循環(huán)，并進(jìn)行熱力學(xué)分析計算及探討提高循環(huán)效率的途徑。 本章要求：1. 了解燃?xì)鈩恿ρb置的設(shè)備組成、工作過程及工作特點。熟悉合理地將各種燃?xì)鈾C(jī)動力裝 置的實際工作過程簡化為理想的氣體動力循環(huán)

18、。2. 掌握燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)和往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)的熱力學(xué)分析計算方 法，熟悉提高循環(huán)效率的途徑。3了解噴氣式發(fā)動機(jī)及蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)的工作原理。學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共 5學(xué)時：1.燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)1學(xué)時2.考慮不可逆損失時的熱力學(xué)分析1學(xué)時3.具有回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)1學(xué)時4.往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)1.5學(xué)時5.其他燃?xì)鈩恿ρh(huán)0.5學(xué)時第十三章制冷循環(huán)本章提要：本章主要討論各種制冷裝置的理想循環(huán)。討論如何合理地將各種制冷裝置的實際工作過程簡化為理想的制冷循環(huán)，并進(jìn)行熱力學(xué)分析計算及探討影響COP的因素。本章要求：1了解制冷機(jī)及熱泵循環(huán)作為逆循環(huán)的特征；了解熱泵供熱的特點及優(yōu)越性。2對工程常見的空氣制冷循環(huán)及各種蒸汽制冷循環(huán)的構(gòu)成，影響COP的因素有基本的了解。3. 了解制冷劑的特征及對制冷劑的要求。COP的4. 掌握空氣制冷循環(huán)和蒸汽壓縮制冷循環(huán)的熱力學(xué)分析計算方法，熟悉影響制冷循環(huán)因素。本章主要內(nèi)容及相互聯(lián)系：學(xué)習(xí)建議：本章學(xué)習(xí)時間建議共5學(xué)時:1制冷機(jī)與熱泵逆卡諾循環(huán)1學(xué)時2 空氣制冷循環(huán)1學(xué)時3 蒸汽壓縮制冷循環(huán)1.5學(xué)時4 蒸汽噴射制冷循環(huán)吸收式制冷裝置循環(huán)1學(xué)時5