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“√”

）

其他章节数授课实验上机讨论作业自学综合

大作业

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“√”

其他章节数授课实验上机讨论作业自学综合

大作业

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“√”

其他章节数授课实验上机讨论作业自学综合

大作业

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

其他

大作业

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“√”