西安交通大学的工程热力学本科教学大纲.docx
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西安交通大学的工程热力学本科教学大纲
西安交通大学的工程热力学本科教学大纲
“工程热力学”课程教学大纲
一、教学内容及安排
绪论
能源与热能的利用。
热能与机械能及其它能的转换。
工程热力学的研究对象及主要内容。
工程热力学的研究方法及学习方法。
第一章 基本概念
热力系和工质。
状态及平衡状态。
状态参数及其特性，基本状态参数（温度、压力和比体积）。
状态公理及状态方程。
热力过程、准静态过程和可逆过程。
热力循环。
第二章 热力学第一定律
热力学第一定律的实质。
储存能与迁移能，热力学能，通过热力系边界的能量交换：
功和热量。
热力学第一定律基本表达式。
稳定流动能量方程，焓，技术功，稳定流动能量方程应用举例。
一般开口系能量方程。
第三章 气体和蒸气的性质
理想气体状态方程。
理想气体的比热容。
理想气体的热力学能、焓和熵及其计算。
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。
水蒸气表和图。
第四章 气体和蒸气的基本热力过程
分析气体热力过程的目的、方法与步骤。
定容、定压、定温和绝热过程。
多变过程。
水蒸汽的基本过程。
第五章 热力学第二定律
自发过程的方向性、不可逆性。
热力学第二定律及其表述。
卡诺循环和卡诺定律。
熵和熵方程，温熵图。
孤立系熵增原理与作功能力的损失。
能量的品质，热量的可用能。
火用的简介。
第六章 实际气体性质和热力学一般关系式
理想气体状态方程应用于实际气体的偏差，压缩因子。
实际气体状态方程，范德瓦尔方程及其分析，维里方程及其分析。
热力学基本关系式。
特征函数。
麦克斯韦关系式。
熵、热力学能、焓的一般表达式。
比热容的一般表达式。
热系数。
第七章 气体与蒸气的流动
一维稳定流动的基本方程，声速与马赫数。
气体与蒸汽在喷管和扩压管中流动的基本特性。
喷管的计算。
有摩阻的绝热流动。
绝热节流及其在工程上的应用。
第八章 压气机热力过程
压气机的型式及其工作原理。
活塞式压气机工作原理。
活塞式压气机余隙容积的影响。
多级压缩和中间冷却。
叶轮式压气机工作原理。
第九章 气体动力循环
循环导论，分析循环的目的、任务及一般方法，分析循环的热效率法，分析循环中不可逆损失的熵方法。
活塞式内燃机的工作原理及热力学分析的方法。
内燃机的理想循环及分析计算。
燃气轮机装置循环。
循环功和效率的分析计算。
提高循环热效率的方法。
第十章 蒸汽动力循环
朗肯循环及其热效率分析。
提高循环热效率的方法及途径（改变蒸汽参数，再热循环，回热循环）。
热电联产循环。
燃气-蒸汽联合循环。
第十一章 制冷循环
逆向卡诺循环。
空气压缩制冷循环。
蒸气压缩制冷循环。
热泵循环。
第十二章 理想气体混合物及湿空气
理想气体混合物性质计算。
湿空气的状态参数，露点、相对湿度、含湿量、干湿球温度、湿空气的焓。
湿空气的焓-湿图及其应用。
湿空气过程及其应用。
第十三章 化学热力学基础[1]
基本概念。
热力学第一定律在化学反应中的应用，反应热、燃烧热、盖斯定律。
基尔霍夫定律。
理论燃烧温度。
热力学第二定律在化学反应中的应用。
热力学第三定律及绝对熵。
绪论（4学时）
1． 热能及其利用
2． 工程热力学研究对象
3． 工程热力学研究内容及研究
4． 与工程热力学结合的科研案例
5． 研究性学习的启发与讨论
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
0.1
1
1
0.2
0.5
0.5
0.3
0.5
2
0.5
0.4
1
1
0.5
1
2
1
第一章：
基本概念（4学时）
1． 热力系统
2． 状态及状态参数
3． 平衡状态及状态方程式
4． 工质的状态变化过程
5． 过程功和热量
6． 热力循环
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
1.1
0.5
√
0.5
1.2
1
√
1
1.3
0.5
√
0.5
1.4
0.5
√
0.5
1.5
1
√
1
1.6
0.5
√
0.5
第二章：
热力学第一定律（4学时）
1． 热力学第一定律的实质
2． 闭口系能量方程式
3． 稳定流动系能量方程式
4． 开口系统能量方程
5． 能量方程的实际应用
6． 热力学第一定律的习题练习
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
2.1
0.5
√
0.5
2.2
0.5
√
0.5
2.3
1
√
1
2.4
0.5
√
0.5
2.5
0.5
√
0.5
2.6
1
√
1
第三章：
气体和蒸气的性质（6学时）
1． 理想气体的概念
2． 理想气体的比热容
3． 理想气体的热力学能、焓及熵
4． 水蒸气的饱和状态和相图
5． 水的汽化过程和临界点
6． 水和水蒸气的状态参数
7． 水蒸气表和图
8． 气体和蒸气的性质习题练习
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
3.1
0.5
√
0.5
3.2
1
√
1
3.3
0.5
√
0.5
3.4
1
√
1
3.5
1
√
1
3.6
0.5
√
0.5
3.7
0.5
√
0.5
3.8
1
√
1
第四章：
气体和蒸气的基本热力过程（4学时）
1． 研究热力过程的目的及一般方法
2． 基本热力过程
3． 多变过程
4． 水蒸气的基本过程
5． 热力过程习题课
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
4.1
0.5
√
0.5
4.2
1
√
1
4.3
0.5
√
0.5
4.4
0.5
√
0.5
4.5
1.5
√
1.5
第五章：
热力学第二定律（6学时）
1． 热力学第二定律
2． 卡诺循环
3． 卡诺定理
4． 热力学第二定律数学表达式
5． 孤立系统熵增原理
6． 熵方程
7． 习题练习
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
5.1
1
√
1
5.2
0.5
√
0.5
5.3
0.5
√
0.5
5.4
1
√
1
5.5
0.5
√
0.5
5.6
0.5
√
0.5
5.7
2
√
2
第六章：
实际气体的性质及热力学一般关系式（4学时）
1． 理想气体方程用于实际气体的偏差
2． 实际气体状态方程式
3． 对应态原理及通用压缩因子图
4． 热力学能、焓、熵、比热容的一般关系式
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
6.1
1
√
1
6.2
1
√
1
6.3
1
√
1
6.4
1
√
1
第七章：
气体和蒸气的流动（6学时）
1． 稳定流动基本方程式
2． 促使流速改变的条件
3． 喷管的计算
4． 有摩阻的绝热流动
5． 绝热节流与混合流动
6． 习题练习
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
7.1
1
√
1
7.2
1
√
1
7.3
1.5
√
1.5
7.4
0.25
√
0.25
7.5
0.25
√
0.25
7.6
2
2
√
2
第八章：
压气机热力过程（2学时）
1． 单级活塞式压气机的工作原理和耗功
2． 余隙容积的影响
3． 多级压缩和级间冷却
4． 叶轮式压气机的工作原理
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
8.1
0.5
√
0.5
8.2
0.5
√
0.5
8.3
0.5
√
0.5
8.4
0.5
2
√
0.5
第九章：
气体动力循环（4学时）
1． 循环概述
2． 柴油机和汽油机实际工作循环和理想循环
3． 理想循环
4． 活塞式内燃机各种理想循环的比较
5． 燃气轮机装置循环
6． 燃气轮机定压加热实际循环
7． 提高燃气轮机装置循环热效率的措施
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
9.1
0.25
√
0.25
9.2
0.25
√
0.25
9.3
1
√
1
9.4
0.5
√
0.5
9.5
1
√
1
9.6
0.5
√
0.5
9.7
0.5
√
0.5
第十章：
蒸汽动力装置循环（2学时）
1． 简单蒸汽动力循环——朗肯循环
2． 再热循环
3． 回热循环
4． 习题练习
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
10.1
0.5
√
0.5
10.2
0.5
√
0.5
10.3
0.5
√
0.5
10.4
0.5
√
0.5
第十一章：
制冷循环（2学时）
1． 概述
2． 压缩空气制冷循环
3． 压缩蒸气制冷循环
4． 制冷剂
5． 热泵循环
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
11.1
0.25
√
0.25
11.2
0.5
√
0.5
11.3
0.5
√
0.5
11.4
0.5
√
0.5
11.5
0.25
10
√
0.25
第十二章：
理想气体混合物及湿空气（4学时）
1． 想气体混合物
2． 理想气体混合物的热力性质
3． 湿空气的状态参数
4． 湿空气的焓-湿图
5． 湿空气过程及其应用
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
12.1
0.5
√
0.5
12.2
0.5
√
0.5
12.3
1
√
1
12.4
1
√
1
12.5
1
√
1
第十三章：
化学热力学基础（4学时）
1． 概述
2． 热力学第一定律解析式
3． 赫斯定律和基尔霍夫定律
4． 巨热理论燃烧温度
5． 化学平衡和平衡常数
6． 平衡移动原理
7． 化学反应方向判据及平衡条件
8． 等温等压反应的平衡常数
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
13.1
0.5
√
0.5
13.2
0.5
√
0.5
13.3
0.5
√
0.5
13.4
0.5
√
0.5
13.5
0.5
√
0.5
13.6
0.5
√
0.5
13.7
0.5
√
0.5
13.8
0.5
√
0.5
二、 实践环节
上机训练，10学时
三、 课外学时分配
章
内容
参考学时
1
绪论
4
2
基本概念
4
3
热力学第一定律
6
4
气体和蒸气的性质
6
5
气体和蒸气的基本热力过程
4
6
热力学第二定律
6
7
实际气体性质和热力学一般关系式
4
8
气体与蒸气的流动
6
9
压气机热力过程
2
10
气体动力循环
4
11
蒸汽动力循环
4
12
制冷循环
2
13
理想气体混合物及湿空气
4
14
化学热力学基础
4
四、 考核方式
课程考核采取平时考核与期末考试相结合的方式。
平时考核包括出勤、课堂提问、作业、上机、小测验、综合论文等，占课程总评成绩的20%；期末考试占80%。
总成绩＝平时成绩×20%+期末考试成绩×80%.
大纲制定者：
何雅玲 何茂刚 陶于兵
大纲审核者：
何雅玲
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