《工程热力学》教学大纲.docx
《《工程热力学》教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《工程热力学》教学大纲.docx（44页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
《工程热力学》教学大纲
《工程热力学》教学大纲
课程编码：
1812150303
课程名称：
工程热力学
学时/学分：
48/3（讲授44学时、实践4学时）
关联课程：
流体力学；传热学；暖通空调；空调用制冷技术；锅炉与锅炉房工艺
适用专业：
建筑环境与能源应用工程
开课教研室：
建筑环境与能源应用工程
课程类别与性质：
专业课程，必修
一、课时分配与考核权重
按照学校的整体要求，基于对教学目标及基本知识、基本技能、基本素养的分析，本课程的内容依据高等学校交通工程专业教育的培养目标以及毕业生基本要求和培养方案，选定绪论、基本概念、气体的热力性质、热力学第一定律、理想气体的热力过程及气体压缩、热力学第二定律、水蒸气、湿空气、气体和蒸汽的流动、动力循环、制冷循环11部分内容，共48学时，3学分。
要求教师在授课过程中围绕课内教与学、课外导与做、线上线下紧密结合等环节，推进考评方式改革，重视过程性评价，突出基于能力的非标准化答案考试。
基于该教学考核评价思路，本课程主要以课堂提问、课下作业、课程实验、期中测试、期末测试等方式对学生进行考核评价，其中课堂提问、课下作业、课程实验、期中测试等过程性评价占评价权重的60%，期末考试占评价权重的40%。
课时分配与考核权重一览表
序号
章节名称
（知识单元）
课时数
评价方法及考核权重
1
绪论
第一章基本概念
4
1、本部分内容的考核为期末测试（占3%），过程性评价（占4%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
2、本部分内容包括7个主要内容，12个知识点
2
第二章
气体的热力性质
2
1、本部分内容的考核为期末测试（占2%），过程性评价（占2%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
2、本部分内容包括2个主要内容，6个知识点
3
第三章
热力学第一定律
6
1、本部分内容的考核为期末测试（占6%），过程性评价（占6%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
2、本部分内容包括6个主要内容，18个知识点
4
第四章
理想气体的热力过程及气体压缩
6
1、本部分内容的考核为期末测试（占8%），过程性评价（占7%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
2、本部分内容包括6个主要内容，15个知识点
5
第五章
热力学第二定律
6
1、本部分内容的考核为期末测试（占8%），过程性评价（占6%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
2、本部分内容包括9个主要内容，16个知识点
6
期中测试
2
本部分内容以开卷考试或线上答题的方式进行考核，考核权重为10%。
7
第七章
水蒸气
2
1、本部分内容的考核为期末测试（占2%），过程性评价（占2%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
2、本部分内容包括4个主要内容，5个知识点
8
第八章
湿空气
4
1、本部分内容的考核为期末测试（占3%），过程性评价（占4%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
2、本部分内容包括5个主要内容，12个知识点
9
第九章
气体和蒸汽的流动
6
1、本部分内容的考核为期末测试（占5%），过程性评价（占6%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
2、本部分内容包括12个主要内容，15个知识点
10
第十章
动力循环
2
1、本部分内容的考核为期末测试（占1%），过程性评价（占1%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
2、本部分内容包括4个主要内容，4个知识点
11
第十一章
制冷循环
4
1、本部分内容的考核为期末测试（占2%），过程性评价（占2%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
2、本部分内容包括6个主要内容，11个知识点
12
二氧化碳P-V-T关系的测定
2
1、以学生实验出勤、操作过程、实验报告质量进行评价，评价权重为5%。
2、要求学生熟悉实验原理、实验步骤，完成实验过程、数据处理和实验报告撰写。
13
空气定压比热测定
2
1、以学生实验出勤、操作过程、实验报告质量进行评价，评价权重为5%。
2、要求学生熟悉实验原理、实验步骤，完成实验过程、数据处理和实验报告撰写。
合计
48
100%
二、课程资源库
1.参考书
（1）谭羽非.工程热力学（第六版）.中国建筑工业出版社.2016-07.
（2）严家騄.工程热力学（第五版）.高等教育出版社.2015-07.
（3）华自强.工程热力学（第四版）.高等教育出版社.2009-11.
（4）傅秦生.工程热力学.机械工业出版社.2012-05.
（5）沈维道.工程热力学（第五版）.高等教育出版社.2016-03.
（6）何雅玲.工程热力学精要解析.西安交通大学出版社.2014-10.
（7）童钧耕.工程热力学学习辅导与习题答案（第三版）.高等教育出版社.2017-03.
（8）李长友.工程热力学与传热学.中国农业大学出版社.2014-12.
（9）陈则韶.高等工程热力学（第二版）.中国科学技术大学出版社.2014-06.
2.期刊
（1）理想气体热力过程p-v图和T-s图的分析应用.曾冬琪,侯少波.制冷与空调，2011（01）..
（2）典型集中供热系统能源利用分析.马洪亭,刘文文.暖通空调.2014（12）
（3）Exergeticmodelingandperformanceevaluationofsolarwaterheatingsystemsforbuildingapplications[J].HuseyinGunerhan,ArifHepbasli.Energy&Buildings.2006（05）
（4）Exergyandenergyanalysisofaground-sourceheatpumpfordomesticwaterheatingundersimulatedoccupancyconditions.MoonisR.Ally,JeffreyD.Munk,VanD.Baxter,AnthonyC.Gehl.InternationalJournalofRefrigeration.2013（05）.
（5）Thermodynamicanalysisofahybridgeothermalheatpumpsystem[J].LuthfiI.Lubis,MehmetKanoglu,IbrahimDincer,MarcA.Rosen.Geothermics.2011（3）
（6）土壤源热泵系统的火用分析.王欣红,毕月虹.太阳能学报.2009（06）
（7）基于火用分析的太阳能热泵系统优化研究.曲世琳,彭莉.南京理工大学学报.2013（01）
（8）蒸发冷却与机械制冷复合高温冷水机组火用分析.白延斌,黄翔.西安工程大学学报.2012（03）.
（9）湿空气热湿转换过程的热学原理.江亿,谢晓云,刘晓华.暖通空调.2011（03）
（10）湿空气处理的分析.李震,江亿,刘晓华,谢晓云.暖通空调.2005（01）
（11）制冷系统的火用效率分析[J].高志宏.辽宁师专学报（自然科学版）.2003（03）
（12）TheFoundationofExergyAnalysisModelBasedontheOpen-cycleAbsorptionChiller[A].GenmingZhou,JianminMa.TheFirstInternationalConferenceonBuildingEnergyandEnvironmentProceedings.2008
3.网络资源
（1）傅秦生.工程热力学.西安交通大学.
（2）张克舫.工程热力学与传热学.中国石油大学.
（3）孙志坚.工程热力学.浙江大学.
（4）史琳.工程热力学.清华大学.
（5）何雅玲.工程热力学.西安交通大学.
（6）精品课堂.赵蕾.工程热力学.上海交通大学
（7）曾丹苓.重庆大学
（8）谭羽非.哈尔滨工业大学
（9）公开课网.童钧耕.上海交通大学
三、教学内容及教学基本要求
第1—2学时
绪论第一章基本概念
第一节热力系统第二节工质的热力状态及其基本状态参数
1.课前准备
（1）熟悉课程教学大纲，明确课程属性，对讲授内容和方式有较好的理解；
（2）根据教学大纲的要求和教材的特点，结合学生实际，选择合适的教育教学方法；
（3）充分利用各类教学资源加强课程的网络资源库建设；
（4）充分理解讲义内容，把握和完成知识由一种书本贮存状态到教师传输状态再到学生头脑中的贮存形式的这两次转化；
（5）查询、收集工程热力学发展相关的知识及其在生产生活中存在的案例；
（6）整理好课程教学中用到的相关素材和课件等。
1.1课程属性与教学目标分析
工程热力学是建筑环境与能源应用工程专业的一门重要的专业基础课。
本课程主要以热力学基本定律为基础，研究物质的热力性质、能量和能量之间相互转换的一门基础理论学科。
通过本课程的学习，应使学生了解热力学第一定律及热力学第二定律，掌握物质的热力学性质、能量转换规律等，熟悉多种热力学装置的工作过程。
使学生具备使用工程热力学知识解决暖通空调专业问题的能力。
1.2学习对象分析
（1）在知识基础方面，学生已经具备了一定的数学基础知识和流体力学基础知识，通过理论教学，再加上实践教学辅助，强化工程热力学相关知识；
（2）在课程的讲授过程中应区分主修专业和辅修专业，主修专业应重点强化理论知识的理解与应用，辅修专业主要讲解类型的确定及处理问题的方法；
（3）在认知能力方面，学生思维活动依赖具体的事物和经验的支持，缺乏抽象性，但易于接受新知识并善于发问，有较强的求知欲望，因此要引导学生如何快速准确利用网络资源寻求解决问题的途径；
（4）学生学习的动机主要取决于对课程内容感兴趣的程度以及对老师的喜爱程度，这就要求教师在课堂上首先要有激情，其次要在准确把握课程知识点的同时增加课堂的趣味性，适当插入任务模块，引入实际案例，加强角色训练，通过课程彰显自身业务素质并对学生进行积极的引导。
1.3教学方案设计
（1）教学重点和难点：
工程热力学的研究内容、热力系统。
（2）教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；
（3）教学环节主要包括课堂讲授、习题分析等。
其中以课堂讲授为主；
（4）通过课堂提问、课下作业、期末考试等方式检查教学目标完成情况。
2.课内教学
2.1教学内容
主要教学内容有：
（1）工程热力学研究内容；
（2）热力系统；
（3）工质的热力状态及热力参数。
对于基本概念性的问题以讲授为主，对于和生产实际的联系，可以视频、图片为例，通过学生讨论的方式进行。
要求学生达到举一反三的目的。
主要包含的知识点有：
（1）工程热力学研究对象及其内容；
（2）热力系统的划分；（3）状态参数T、p、v；（4）强度性参数和广延性参数。
2.2教学方法
讲授+讨论式。
2.3课内小结
工程热力学既包含自然科学的基础理论，又涉及工程技术科学方面的应用。
本节任务是使学生掌握热力系统的划分和常见状态参数p、v、T，能够区分强度性参数和广延性参数。
归纳总结工程热力学的基本概念，常见的工程热力学相关现象。
提出本次课的考察重点是不同热力系统的特点、基本状态参数。
对课堂上积极回答问题的学生提出表扬，同时反思本次课堂的组织管理上有无遗憾的地方，最后要求学生预习下次课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
（1）课后复习，整理知识点，做好笔记；
（2）预习下节课的主要内容：
准静态过程与可逆过程、热力循环；
（3）学习精品课程何雅玲.工程热力学.西安交通大学。
第3—4学时
第一章基本概念
第三节平衡状态、状态公理及状态方程第四节准静态过程与可逆过程
第五节热力循环
1.课前准备
（1）加强课程的网络资源库建设；
（2）熟悉课程的讲授内容和方式；
（3）收集本次教学活动中拟采用的工程案例和过程资料；
（4）准备本次课程教学中用到的PPT、模型、教具。
1.1课外学习评价
对于要求复习的内容主要以课堂提问、课下作业的方式检查；对于要求课前预习的内容主要以课堂提问的方式检查。
1.2教学方案设计
（1）回顾上次课程的主要内容；
（2）本次课程的重点和难点：
准静态过程和可逆过程、热力循环；
（3）教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；
（4）教学过程主要以基本概念和理论讲授为主、辅以例题和案例分析；
（5）明确教学目标和考核要点；
（6）要求学生课下完成指定的读物内容和作业。
2.课内教学
2.1课堂导入
首先对上次教学内容做一个简单回顾，通过提问，检查学生的预习情况，由此导入本次教学新内容，并明确本次课的重点和难点。
2.2教学内容
主要教学内容有：
（1）平衡状态及状态方程；
（2）准静态过程和可逆过程；
（3）热量和功量；
（4）热力循环。
对于基本概念性的问题如平衡状态、状态方程、准静态过程与可逆过程的联系等以讲授为主，对于热量和功量的计算等以理论讲解和例题解析相结合，使学生掌握热力过程的分析方法及解题思路，了解热力过程的实质内容。
主要包含的知识点有：
（1）平衡过程；
（2）状态公理；（3）状态方程；（4）准静态过程；（5）可逆过程；（6）热量计算；（7）膨胀功计算；（8）热力循环。
2.3教学方法
讲授+讨论式。
2.4课内小结
总结准静态过程与可逆过程的联系及热力过程中热工计算的方法。
提出本次课的考察重点是准静态过程与可逆过程的区别和联系，可逆过程的热功计算。
明确学生掌握热力过程的基本概念，掌握热力过程中热功的计算方法。
对课堂上积极回答问题的学生提出表扬，同时反思本次课堂的组织管理上有无遗憾的地方，最后要求学生预习下次课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
（1）课后复习，整理知识点，做好笔记；
（2）完成课下习题或思考题，加强本次课重点难点内容的理解与掌握；
（3）预习下节课的主要内容：
理想气体的热力性质；
（4）学习精品课程何雅玲.工程热力学.西安交通大学。
4.单元（章）考核与评价
本部分内容的考核为期末考试（占3%）、过程性评价（占4%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
考核方式与权重比例列表
考核方式
评价权重
备注
过程性评价
4%
要求学生通过思考、讨论、答疑等按时完成
期末测试
3%
要求教师明确考核知识点，学生能综合运用
合计
7%
第5—6学时
第二章气体的热力性质
1.课前准备
（1）加强课程的网络资源库建设；
（2）熟悉课程的讲授内容和方式；
（3）收集本次教学活动中拟采用的工程案例和过程资料；
（4）准备本次课程教学中用到的PPT、模型、教具。
1.1课外学习评价
对于要求复习的内容主要以课堂提问、课下作业的方式检查；对于要求课前预习的内容主要以课堂提问的方式检查。
1.2教学方案设计
（1）回顾上次课程的主要内容；
（2）本次课程的重点和难点：
克拉贝龙方程、定压比热容及定容比热容。
（3）教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；
（4）教学过程主要以基本概念和理论讲授为主、辅以例题和案例分析；
（5）明确教学目标和考核要点；
（6）要求学生课下完成指定的读物内容和线上线下作业。
2.课内教学
2.1课堂导入
首先对上次教学内容做一个简单回顾，通过提问，检查学生的预习情况，由此导入本次教学新内容，并明确本次课的重点和难点。
2.2教学内容
主要教学内容有：
（1）理想气体状态方程——克拉贝龙方程；
（2）理想气体的比热容；
对于理想气体的基本概念及比热容的概念以讲授为主；对于克拉贝龙方程以推导过程为主，结合物理学相关的基本公式进行推算，使学生具备根据不同的实际情况独立思考，并采用合适的克拉贝龙方程表达式解决不同的问题。
主要包括的知识点有：
（1）理想气体的概念；
（2）克拉贝龙方程；（3）气体常数等相关参数；（4）定压比热容；（5）定容比热容；（6）真实比热容与平均比热容。
2.3教学方法
讲授+启发式+讨论式。
2.4课内小结
总结理想气体及定值比热容的概念。
理解克拉贝龙方程的不同表达式及各项参数的意义。
提出本次课的考察重点是克拉贝龙方程的应用及定值比热容的基本知识。
最后要求学生预习下节课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
（1）课后复习，整理知识点，做好笔记；
（2）完成课下习题或思考题，加强本次课重点难点内容的理解与掌握；
（3）预习下节课的主要内容：
热力学第一定律闭口系统能量方程；
（4）学习精品课程何雅玲.工程热力学.西安交通大学。
4.单元（章）考核与评价
本部分内容的考核为期末考试（占2%）、过程性评价（占2%），过程性评价的方式为课堂提问、课下作业。
考核方式与权重比例列表
考核方式
评价权重
备注
过程性评价
2%
要求学生通过思考、讨论、答疑等按时完成
期末测试
2%
要求教师明确考核知识点，学生能综合运用
合计
4%
第7—8学时
第三章热力学第一定律
第一节热力学能和总能第二节系统与外界传递的能量
第三节闭口系统能量方程
1.课前准备
（1）加强课程的网络资源库建设；
（2）熟悉课程的讲授内容和方式；
（3）收集本次教学活动中拟采用的工程案例和过程资料；
（4）准备本次课程教学中用到的PPT、模型、教具。
1.1课外学习评价
对于要求复习的内容主要以课堂提问、课下作业的方式检查；对于要求课前预习的内容主要以课堂提问的方式检查。
1.2教学方案设计
（1）回顾上次课程的主要内容；
（2）本次课程的重点和难点：
热力学能与焓、闭口系统能量方程；
（3）教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；
（4）教学过程主要采取基本概念和理论讲授；
（5）明确教学目标和考核要点；
（6）要求学生课下完成指定的读物内容和线上线下作业。
2.课内教学
2.1课堂导入
首先对上次教学内容做一个简单回顾，通过提问，检查学生的预习情况，由此导入本次教学新内容，并明确本次课的重点和难点。
2.2教学内容
主要教学内容有：
（1）热力学能；
（2）能量传递与焓；
（3）闭口系统能量方程。
对于热力学能和焓的概念及意义以讲授为主，分析其实质；对于闭口系统能量方程以推导讲解为主，使学生理解、掌握使用闭口系统能量方程求解一般问题的方法。
主要包括的知识点有：
（1）热力学能和总能；
（2）热传递；（3）膨胀功；（4）轴功；（5）流动功；（6）焓及其物理意义；（7）闭口系统能量方程；（8）理想气体热力学能的表达。
2.3教学方法
讲授+启发式。
2.4课内小结
总结热力学能、焓的基本概念，理解热功传递的基本内容，掌握闭口系统能量方程的应用及相关结论。
提出本次课的考察重点是闭口系统能量方程的应用。
最后要求学生预习下节课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
（1）课后复习，整理知识点，做好笔记；
（2）完成课下习题或思考题，加强本次课重点难点内容的理解与掌握；
（3）预习下节课的主要内容：
开口系统能量方程；
（4）学习精品课程何雅玲.工程热力学.西安交通大学。
第9—10学时
第三章热力学第一定律
第四节开口系统能量方程第五节开口系统稳态稳流能量方程
1.课前准备
（1）加强课程的网络资源库建设；
（2）熟悉课程的讲授内容和方式；
（3）收集本次教学活动中拟采用的工程案例和过程资料；
（4）准备本次课程教学中用到的PPT、模型、教具。
1.1课外学习评价
对于要求复习的内容主要以课堂提问、课下作业的方式检查；对于要求课前预习的内容主要以课堂提问的方式检查。
1.2教学方案设计
（1）回顾上次课程的主要内容；
（2）本次课程的重点和难点：
开口系统稳态稳流能量方程；
（3）教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；
（4）教学过程主要以基本概念和理论讲授为主，辅以实例分析；
（5）明确教学目标和考核要点；
（6）要求学生课下完成指定的读物内容和线上线下作业。
2.课内教学
2.1课堂导入
首先对上次教学内容做一个简单回顾，通过提问，检查学生的预习情况，由此导入本次教学新内容，并明确本次课的重点和难点。
2.2教学内容
主要教学内容有：
（1）开口系统能量方程；
（2）开口系统稳态稳流能量方程；
对于开口系统能量方程、开口系统稳态稳流能量方程以推导讲解为主；对于技术功、理想气体焓变的计算以基本概念讲解为主，开口系统稳态稳流能量方程需结合例题进行分析，使学生理解开口系统能量方程在能量传递过程中的应用。
主要包括的知识点有：
（1）开口系统能量方程；
（2）开口系统稳态稳流能量方程；（3）技术功；（4）理想气体焓变计算。
2.3教学方法：
讲授+案例式。
2.4课内小结：
总结本次课重点和难点内容；要求学生掌握开口系统稳态稳流能量方程在工程实践中的应用。
反思本次课堂的组织管理上有无缺憾的地方。
最后要求学生预习下节课的主要内容。
3.课后巩固与拓展
（1）课后复习，整理知识点，做好笔记；
（2）完成课下习题或思考题，加强本次课重点难点内容的理解与掌握；
（3）预习下节课的主要内容：
稳态稳流能量方程的应用；
（4）学习精品课程何雅玲.工程热力学.西安交通大学。
第11—12学时
第三章热力学第一定律
第六节稳态稳流能量方程的应用
1.课前准备
（1）加强课程的网络资源库建设；
（2）熟悉课程的讲授内容和方式；
（3）收集本次教学活动中拟采用的工程案例和过程资料；
（4）准备本次课程教学中用
升级会员 