《工程热力学》教学大纲.docx

工程热力学教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码:01150321课程性质：专业选修课程学分:2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：高等数学、大学物理等后续课程：发动机原理与构造适用专业：汽车服务工程开课单位：机械工程学院一、课程说明工程热力学课程是汽车服务工程专业学生的一门专业技术基础课。本课程是研究热现象中，热能与机械能之间相互转换规律及其应用的一门学科。通过该课程的学习，使学生掌握热力学的基本定律，并能正确运用这些规律进行热工过程和热力循环分析，能初步了解热力学的基本思路和方法，同时培养学生的科学抽象、逻辑思维能力，为学生学习后续专业课程，从事工程技术工作和进行科学研究打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握工程热力学的基本概念，能量转换基本定律等；热力学第一定律和第二定律的定性和定量表达及有关应用等；质量守恒方程、能量守恒方程和燧增原理等热工分析计算的基础；定温、定压、定容和绝热等四个基本热力过程的特点、热量和功量的转化情况；以及气体的流动压缩、水蒸气及其热力过程、动力循环及制冷循环等知识。学会从能源及其转换效率基本定律出发，建立能量转换及热能系统设计的基本思路，形成能源-工质-效率的基本知识结构。课程目标2：从应用的角度选择能源转换最合适的循环方式，将工程热力学的知识用于解决能源转换的工程问题；培养解决复杂工程问题的能力；掌握最基本的能源转换系统的设计理念，针对具体问题提出有效的解决方案，提高开发新型循环与系统的能力；在能源应用学科中培养创新意识，提高分析、发现、研究和解决问题的能力。课程目标3：课程以“育人为本、德育为先”作为教育方针，培养学生爱国敬业、诚信友善的社会主义核心价值观，教学中注重融入思想政治资源，实现教书育人。建立能源-工质-系统-环境一体的观念，通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素食，建立高效能源转换效率的思维模式，提升理解能源管理与能源经济决策的基本素质。同时，课程注重理论和实践结合，通过工程实例简化出工程热力学模型，要求学生亲自动手，全面积极参与和设计实验过程和流程，从而提高学生动手能力和团结协作精神，培养善于思维、富于创造的技能型人才。三、课程目标与毕业要求工程热力学课程教学目标对汽车服务工程专业毕业要求的支撑见表Io表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析：能应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂汽车服务工程问题，以获得有效结论。2.4能运用基本原理，借助文献研究，分析过程的影响因素，获得有效结论。课程目标1：掌握工程热力学的基本概念，能量转换基本定律等；热力学第一定律和第二定律的定性和定量表达及有关应用等；质量守恒方程、能量守恒方程和燧增原理等热工分析计算的基础；定温、定压、定容和绝热等四个基本热力过程的特点、热量和功量的转化情况；以及气体的流动压缩、水蒸气及其热力过程、动力循环及制冷循环等知识。学会从能源及其转换效率基本定律出发，建立能量转换及热能系统设计的基本思路，形成能源-工质-效率的基本知识结构。H7.环境和可持续发展：能理解和评价针对复杂汽车服务工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。7.2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考本专业工程实践的可持续性，评价产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。课程目标2：从应用的角度选择能源转换最合适的循环方式，将工程热力学的知识用于解决能源转换的工程问题；培养解决复杂工程问题的能力；掌握最基本的能源转换系统的设计理念，针对具体问题提出有效的解决方案，提高开发新型循环与系统的能力；在能源应用学科中培养创新意识，提高分析、发现、研究和解决问题的能力。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分见表2表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点实验学时对应的课程目标L绪论1.1 本课程的性质1.2 能源及其利用1.3 工程热力学的研究对象及主要内容教学要求：了解热能及其利用基本概念；熟悉热力学的发展简史；掌握工程热力学的主要内容及研究方法。重点：能源及其利用、热能的基本概念、工程热力学的主要内容及研究方法。21、2、31.4热力学研究方法。难点:工程热力学的主要内容及研究方法。2.基本概念及定义2.1 热能和机械能相互转换的过程2.2 热力系统2.3 工质的热力学状态及其基本状态参数2.4 平衡状态、状态方程式、坐标图2.5 工质的状态变化过程2.6 过程功和热量以及热力循环教学要求：了解热能和机械能相互转换的过程、热力系统；熟悉工质的热力学状态及其基本状态参数；掌握平衡状态、状态方程式、坐标图和热力过程。重点：热力系统、平衡状态、状态方程式、坐标图、工质的状态变化过程、过程功和热量、热力循环。选点：F衡状态、状态方程式、坐标图、热力循环。61、2、33.热力学第一定律3.1 热力学第一定律的实质3.2 热力学能和培3.3 热力学第一定律的基本能量方程式3.4 开口系统能量方程式3.5 能量方程式的应用教学要求：了解热力学第一定律的实质；掌握热力学第一定律的基本能量方程式；掌握开口系统能量方程式及其简单应用。重点：热力学能和熔、热力学第一定律的基本能量方程式、开口系统能量方程式。难点：开口系统能量方程式及其应用。61、2、34.气体和蒸汽的性质4.1 理想气体的概念和比热容4.2 理想气体的热力学能、焰和燧4.3 水蒸气的饱和状态和相图4.4 水的汽化过程和临界点4.5 水和水蒸气的状态参数及热力性质图表教学要求：了解理想气体的热力学能、熔和崎；熟悉理想气体的概念和比热容；掌握水蒸气的饱和状态和相图。重点：理想气体的热力学能、熔和崎、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。难点：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。41、2、35.气体和蒸汽的基本热力过程5.1 理想气体的可逆多变过程5.2 定容过程、定压过程和定温过程5.3 绝热过程5.4 理想气体热力过程综合分析5.5 水蒸气的基本过程。教学要求：了解理想气体的可逆多变过程；掌握理想气体热力过程综合分析；掌握气体的四个基本热力过程的特征。重点：定容过程、定压过程和定温过程、绝热过程、理想气体热力过程综合分析。难点：气体的四个基本热力过程。61、2、36.热力学第二定律6.1 热力学第二定律6.2 卡诺循环6.3 卡诺定理6.4 燧、热力学第二定律的数学表达式6.5 孤立系统蜡增原理教学要求：理解热力学第二定律概述；掌握卡诺循环和多热源可逆循环分析和卡诺定理；掌握蜡、热力学第二定律的数学表达式及孤立系统婚增原理。重点：卡诺循环和多热源可逆循环分析、蜡、热力学第二定律的数学表达式、卡诺定理、孤立系统崎增原理。难点：卡诺定理、孤立系统婚增原理。41、2、37.气体动力循环7.1 分析动力循环的一般方法7.2 活塞式内燃机实际循环的简化7.3 活塞式内燃机的理想循环7.5 提高燃气轮机装置循环热效率的措施。教学要求：了解提高燃气轮机装置循环热效率的措施；掌握活塞式内燃机实际循环的简化；掌握活塞式内燃机的理想循环。重点：活塞式内燃机实际循环的简化、活塞式内燃机的理想循环、提高燃气轮机装置循环热效率的措施。难点：活塞式内燃机的理想循环、活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较。41、2、3合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解工程热力学的基本知识、基本技能和基本方法,培养学生的分析问题及计算能力、对工程问题的辩证思维能力以及严肃认真、实事求是的科学态度。六、课程资源库1 .推荐教材：工程热力学，沈维道、童钧耕著，高等教育出版社，2016.32 .参考书:(1)沈维道,童钧耕.工程热力学同步辅导及习题全解(第5版)，高等教育出版社，2016.3(2)严家融.工程热力学.高等教育出版社，2015.7(3)朱明善等.工程热力学(第2版)清华大学出版社，2001.6(4)王竹溪.热力学(第2版).北京大学出版社，2015.1(5)曾丹苓.工程热力学.高等教育出版社，2002.12(6)华永明.工程热力学.中国电力出版社，2013.93 .期刊：(1) Oournalofthermophysicsandheattransfer.0887-8722.(2) Internationaljournalofheatandmasstransfer.0017-9310.(3) EnergyConversionandManagement.0196-8904(4)AppliedThermalEngineering.1359-4311(5)InternationalJournalofThermalSciences.1290-07294 .网络资源：(1)西安交通大学工程热力学.网络共享课.(2) 七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑核节考环考核/评价细则课程目标12过程性考核课堂表现30(1)根据课堂出勤情况、线上自学情况和课堂回答问题情况等进行考核，满分100分。(2)以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。1515作业40(1)主要考核学生对各章节知识点的理解和掌握程度，满分100分；(2)每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。(3)以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。3010测试30(1)主要考核学生对流体力学、传热学知识总体的理解和掌握程度，满分100分；(2)测试单独评分，作为此环节的最终成绩。(3)以测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。1515合计：100分6040八、考核与成绩评定L考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、测试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由过程性评价成绩组成。其中：课堂表现、作业、测试等过程性评价成绩分别占比为30、40、30,总分为100分。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100x9090>x8080>x7070>x60x<60课堂表现30无缺勤，线上自学完成度，回答问题及讨论参与度、准确度均大于90%。缺勤1次，线上自学完成度，回答问题及讨论参与度、准确度均大于80%o缺勤2次以内，线上自学完成度，回答问题及讨论参与度、准确度均大于70%o缺勤3次以内，线上自学完成度，回答问题及讨论参与度、准确度均大于60%o不参加线上学习，上课不认真，不参与教学活动。作业40作业完整，思路清晰，准确率大于90%,字迹工整。作业完整，准确率大于80%,字迹工整。不交作业1次以内，准确率大于70%o不交作业1次以内，准确率大于60%o不交作业2次以上，准确率小于60%o测试30准确率大于90%o准确率大于80%。准确率大于70%o准确率大于60%。准确率小于60%o