工程熱力學(xué)課程教學(xué)大綱

1、工程熱力學(xué)課程教學(xué)大綱（總學(xué)時數(shù)：32，學(xué)分?jǐn)?shù)：2）一、課程的性質(zhì)、任務(wù)和目的工程熱力學(xué)是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)課。本課程的教學(xué)任務(wù)和目的：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解并掌握關(guān)于能量轉(zhuǎn)換規(guī)律及能量有效利用的基本理論、樹立合理用能思想，并能應(yīng)用這些理論對工程實(shí)際中的熱力過程及熱力循環(huán)進(jìn)行正確的分析、計算，為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課提供充分的理論準(zhǔn)備，同時培養(yǎng)學(xué)生對工程中有關(guān)熱工問題的判斷、計算和綜合分析的能力，為將來解決生產(chǎn)實(shí)際問題和參加科學(xué)研究打下必要的理論基礎(chǔ)。 二、課程基本內(nèi)容和要求（一）概述（0.5學(xué)時） 了解工程熱力學(xué)的研究對象及研究方法、經(jīng)典熱力學(xué)理論體系的邏輯結(jié)構(gòu)及其主要特點(diǎn)。 (二)基本概

2、念及定義（2.5學(xué)時） 重點(diǎn)：掌握熱力學(xué)的基本概念。 1、熱力學(xué)系統(tǒng)：了解并掌握熱力學(xué)系統(tǒng)、邊界、外界等概念。 2、熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)：了解并理解狀態(tài)和基本狀態(tài)參數(shù)。 3、平衡狀態(tài)和狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖：理解平衡狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)、均勻狀態(tài)等基本概念。 4、狀態(tài)方程式：掌握并運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程式。 5、熱力過程和準(zhǔn)靜態(tài)過程：理解自發(fā)過程、準(zhǔn)靜態(tài)過程和可逆過程等概念。 6、準(zhǔn)靜態(tài)過程的功：掌握準(zhǔn)靜態(tài)過程功量的計算方法。 7、熱量：掌握準(zhǔn)靜態(tài)過程熱量的計算方法。 8、熱力循環(huán)：掌握熱力循環(huán)的分析方法。 （三）熱力學(xué)第一定律 （4學(xué)時） 重點(diǎn)：閉口系統(tǒng)和開口系統(tǒng)的能量方程式。難點(diǎn)：開口系統(tǒng)能量方

3、程式的分析。1、熱力學(xué)第一定律：理解熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)。 2、閉口系統(tǒng)能量方程式：了解并掌握系統(tǒng)的熱力學(xué)能、比熱力學(xué)能、系統(tǒng)的能容量等概念，掌握閉口系統(tǒng)能量方程式。 3、開口系統(tǒng)能量方程式：理解開口系統(tǒng)能量方程式。 4、穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定流動能量方程式：掌握穩(wěn)定流動能量方程式和焓的物理意義。 5、軸功：理解各種功量之間的關(guān)系。 6、穩(wěn)定流動能量方程式應(yīng)用舉例：掌握能量方程的應(yīng)用。 （四）理想氣體的熱力學(xué)能、焓、比熱容和熵的計算 （3學(xué)時） 重點(diǎn)：理想氣體的狀態(tài)參數(shù)的計算方法。難點(diǎn)：理想氣體熵的計算。 1、理想氣體的熱力學(xué)能和焓：理解理想氣體的熱力學(xué)能及焓僅是溫度的函數(shù)的性質(zhì)。 2、理想氣體的比熱容

4、：掌握理想氣體比熱容的計算方法。 3、理想氣體的熵：掌握理想氣體熵的計算方法。 4、理想氣體混合物：理解理想氣體混合物的概念，分壓力定律和分容積定律，掌握理想氣體混合物的狀態(tài)參數(shù)計算方法。 （五）理想氣體的熱力過程 （2學(xué)時） 重點(diǎn)：理想氣體四種基本熱力過程的能量分析和參數(shù)計算。難點(diǎn)：多變過程的分析。 要求了解定容過程、定壓過程、定溫過程、絕熱過程四種典型過程及多變過程的特點(diǎn)，掌握各過程的定性分析與計算。 （六）熱力學(xué)第二定律 （4學(xué)時） 重點(diǎn)：熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)和卡諾定理。難點(diǎn)：克勞修斯不等式。 1、熱機(jī)循環(huán)和制冷循環(huán)：理解熱機(jī)循環(huán)和制冷循環(huán)的原理。 2、熱力學(xué)第二定律：掌握熱力學(xué)第二定律

5、的實(shí)質(zhì)及典型的表述方法。 3、可逆過程和不可逆過程：理解可逆過程和不可逆過程的概念。 4、卡諾循環(huán)：掌握卡諾循環(huán)的理論及其結(jié)論。 5、卡諾定理：掌握卡諾定理，并能夠運(yùn)用卡諾定理分析工程實(shí)際問題。 6、克勞修斯不等式：掌握克勞修斯不等式及其分析方法。 7、狀態(tài)參數(shù)熵及孤立系統(tǒng)熵增原理：掌握孤立系統(tǒng)熵增原理，并能夠分析過程進(jìn)行的方向。 （七）氣體的流動 （4學(xué)時） 重點(diǎn)：理想氣體在噴管內(nèi)穩(wěn)定流動時的參數(shù)計算及噴管的設(shè)計計算。難點(diǎn)：不同背壓時噴管內(nèi)氣體的流動規(guī)律分析。 1、穩(wěn)定流動時氣流的基本方程式：理解噴管內(nèi)穩(wěn)定定熵流動的假定條件、連續(xù)方程、能量方程。 2、管內(nèi)定熵流動的基本特性：掌握定熵流動的參

6、數(shù)關(guān)系。 3、氣體的流速及臨界流速：了解滯止?fàn)顟B(tài)、滯止參數(shù)、臨界狀態(tài)、臨界參數(shù)；理解并掌握背壓對噴管氣流特性的影響；掌握漸縮噴管、縮放噴管中的流動特性。 4、氣體的流量和噴管計算：理解并掌握噴管中氣體的流量計算，并能夠進(jìn)行噴管設(shè)計。 5、噴管效率：了解速度系數(shù)及噴管效率的計算。 （八）壓氣機(jī)的壓氣過程 （2學(xué)時） 重點(diǎn)：活塞式壓氣機(jī)壓氣過程的分析和計算。難點(diǎn)：多級壓縮過程的能量分析。 1、壓氣機(jī)的壓氣過程：了解壓氣機(jī)壓氣過程的特點(diǎn)，掌握定溫、定熵及多變壓氣過程軸功的計算方法。 2、活塞式壓氣機(jī)的壓氣過程：理解活塞式壓氣機(jī)壓氣過程的分析方法。 3、多級壓縮：理解多級壓縮過程的分析，掌握兩級壓縮過

7、程的參數(shù)確定及計算。 4、壓氣機(jī)效率：了解壓氣機(jī)的定溫效率和絕熱效率。 （九）氣體動力循環(huán) （2學(xué)時） 重點(diǎn)：活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)的參數(shù)計算。 活塞式內(nèi)燃機(jī)的理想循環(huán)：了解活塞式內(nèi)燃機(jī)實(shí)際工作循環(huán)的理想化思路；掌握內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)的參數(shù)分析、能量分析的方法與計算；了解并掌握比較理想循環(huán)性能的方法；理解平均溫度、等效卡諾效率等概念并能熟練應(yīng)用；掌握內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)性能的比較方法。 （十）水蒸氣及蒸汽動力循環(huán)（2學(xué)時） 重點(diǎn)：水蒸氣的發(fā)生過程和參數(shù)分析。 1、水蒸氣的發(fā)生過程，難點(diǎn)是三種典型循環(huán)的分析了解水蒸氣的定壓產(chǎn)生過程；重點(diǎn)掌握水蒸氣的p-v圖及T-s圖。 2、水蒸氣熱力性質(zhì)表和圖，難點(diǎn)是三種典型循

8、環(huán)的分析了解水蒸氣的熱力學(xué)能的基準(zhǔn)狀態(tài)；了解并熟悉水蒸氣的熱力性質(zhì)表與水蒸氣的焓熵圖，并能熟練應(yīng)用。 3、水蒸氣的熱力過程，難點(diǎn)是三種典型循環(huán)的分析了解并掌握水蒸氣熱力過程的特點(diǎn)、圖示表示，并能進(jìn)行相應(yīng)計算。 4、郎肯循環(huán)，難點(diǎn)是三種典型循環(huán)的分析了解簡單蒸汽動力裝置的原理，能對郎肯循環(huán)進(jìn)行理論計算與分析。 （十一）制冷循環(huán) （2學(xué)時） 重點(diǎn)：蒸汽壓縮制冷循環(huán)的分析及計算。難點(diǎn)：蒸汽壓縮制冷循環(huán)壓焓圖的分析方法。 1、逆向卡諾循環(huán)：了解逆向卡諾循環(huán)的分析方法。 2、空氣壓縮制冷循環(huán)：理解空氣壓縮制冷循環(huán)分析，掌握能量分析和制冷系數(shù)的計算。 3、蒸汽壓縮制冷循環(huán)：掌握蒸汽壓縮制冷循環(huán)的分析，壓焓

9、圖的分析，及參數(shù)的計算方法。 （十二）濕空氣 （2學(xué)時） 重點(diǎn)：研究濕空氣的性質(zhì)，并能夠分析濕空氣的熱力過程。難點(diǎn)：焓含濕量圖的理解和分析。 1、濕空氣的一般概念：理解飽和濕空氣和未飽和濕空氣的概念，掌握露點(diǎn)溫度的概念。 2、絕對濕度、相對濕度、和含濕量：掌握濕空氣的絕對濕度、相對濕度和含濕量的概念和計算方法，了解干濕球溫度計。 3、濕空氣的焓含濕量圖：理解濕空氣焓的組成，掌握焓含濕量圖的分析和計算。 4、濕空氣的熱力過程：掌握不同的熱力過程在焓含濕量圖上的表示及熱力過程的參數(shù)計算。 （十三）熱力學(xué)專題研討、考核或機(jī)動（2學(xué)時）。三、學(xué)時分配表序號內(nèi) 容講授課內(nèi)實(shí)踐小計1概述0.50.52基本概念及定義2.52.53熱力學(xué)第一定律444理想氣體的熱力學(xué)能、焓、比熱容和熵的計算335理想氣體的熱力過程226熱力學(xué)第二定律447氣體的流動448壓氣機(jī)的壓氣過程229氣體動力循環(huán)2210水蒸氣及蒸汽動力循環(huán)2211制冷循環(huán)2212濕空氣2213熱力學(xué)專題研討、考核或機(jī)動22合 計3232四、有關(guān)說明（一）先修課程本課程的先修課程為大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)。（二）教學(xué)建議學(xué)生最好具有車輛工程專業(yè)的一般常識，在講授時，注意結(jié)合工程實(shí)際；認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生做好作業(yè)，提高分析問題和解決問題的實(shí)際能力。（三）教學(xué)參考書1沈維道,蔣