(完整版)工程热力学教案1(05版)
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教案
课程名称：工程热力学
所在单位：动力与能源工程学院
课程性质：专业基础课
授课学时：64学时（8学时实验）
授课专业：热能与动力工程，核工程与核技术，轮机工程授课学期：第3（或4）学期
严家騄，余晓福著. 水和水蒸汽热力性质图表. 北京：高等教育出版社，1995主要参考资料：
曾丹苓，敖越，朱克雄等编.工程热力学（第二版）北京：高等教育出版社，1986 朱明善，林兆庄，刘颖等. 工程热力学.北京：.清华大学出版社.1995
严家騄编著.工程热力学（第二版）.北京：高等教育出版社，1989
朱明善，陈宏芳.热力学分析.北京：高等教育出版社，1992
赵冠春，钱立仑.火用分析及其应用. 北京：高等教育出版社，1984
绪论
（课时1）
一、为什么学习“工程热力学”
热力学与专业培养目标的联系，说明学习工程热力学对本学科的重要性。
二、能量
能量的形式：⎧⎫
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⎩
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燃烧
光热
转换热机
利用
发电机
聚变
裂变电动机
风 车
水 轮 机
光 电 转 换
化学能热能
太阳能热能
机械能
地热能热能
电能
原子能热能
风 能机械能
水力能机械能
太阳能
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燃 料 电 池
直接应用
电能
化学能电能
由能量的形式，人类面临的能源形式说明工程热力学对于动力工程的重要性。
三、工程热力学的主要内容
热力学基本概念；热力学第一定律；气体和蒸汽的性质和基本热力过程；热力学第二定律；实际气体性质简介；气体和蒸汽的流动；压气机的热力过程；气体动力循环；蒸汽动力装置循环；制冷循环；理想气体混合物及湿空气；化学热力学基础。
四、热力学的研究方法
1. 宏观的研究方法（宏观热力学；经典热力学）
2. 微观的研究方法（微观热力学；统计热力学）
工程热力学主要应用宏观的研究方法，但有时也引用气体分子运动理论和统计热力学的基本观点及研究成果。
五、怎样学好工程热力学
强调到课率和作业的重要性。要求作业及时完成，不等不拖，说明考核方式。
第1章 基本概念及定义
（课时2）
一、基本要求
1. 掌握工程热力学中的一些基本概念（热力系，平衡态，准平衡过程，可逆过程）；
2. 掌握状态参数的特征，基本状态参数的定义和单位；
3. 掌握热量和功量过程量的特征，正确理解并运用可逆过程的热量、功量的计算。 二、本章重点和难点
1. 必须正确理解一些重要的概念：平衡状态，准平衡过程，可逆过程；
2. 区分状态量和过程量的特征。
1.1热能在热机中转变成机械能的过程
热能动力装置⎧⎪
⎧⎪
⎨⎨⎩⎪
⎪⎩
蒸汽动力装置内燃机燃气动力装置燃气轮机制冷空调
引出几个定义：
工 质——实现热能和机械能相互转换的媒介物质（working substance ）； 高温热源——工质从中吸取热能的物质； 低温热源——接受工质排出热源的物质；
1.2热力系统
一、热力系统
1. 热力系的定义和图例：
热力学中把分析的对象从周围物体中分割出来，研究它与周围物体之间的能量和物质的传递，这种被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统叫做热力系统。
外界
边界
2. 热力系的分类⎧⎪
⎪⎨⎪⎪⎩
闭口系统开口系统
绝热系统孤立系统
（1）结合思考题1：闭口系与外界物物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗（开口系中的质量是否就一定是变化的）？
注意区分开口系与闭口系的主要因素为：区分是闭口系统还是开口系统的依据是有没有质量跨越系统的边界，而不是系统中质量的数量是否变化。
（2）“绝热”的概念：由于温差而传递的能量
（3）孤立系的取法与意图，在此处阐明孤立系是一个理想化的概念。是为了研究问题的方便，用一个假想的边界，把进行能量转换的一切有关物体都包括进来构成一个孤立系统。（强调）孤立系统内部各子系统之间可以有各种相互作用，而孤立系统与外界之间则无任何相互作用。（以利于第5章孤立系熵增的理解）。
3.热力系的选取
二、边界（Boundary/Control surface ）系统与外界的分界面
说明：a. 边界可以是实际的，也可以是假定的；
b. 边界可以是固定的，也可以是移动的。
三、外界（Surrounding ）
以例子说明研究外界的作用。为热力系分析打基础。
四、热力系统模型实例
以换热器和高压锅中的热力传递为例，说明如何选好热力系。
1.3 工质的热力学状态及其基本状态参数
一、热力学状态
1. 热力学状态
热力学状态的定义
2. 状态参数及其性质
○
1状态参数 ○
2状态参数的性质