热学教学大纲(最新修订)2016.6.29
传热学教学大纲
传热学教学大纲一、引言传热学是热力学的一个重要分支，主要研究热量如何从一个物体传输到另一个物体。
本教学大纲旨在提供一个全面而系统的传热学教学框架，以帮助学生深入理解传热学的基本概念、原理和应用。
二、课程目标1. 理解传热学的基本概念和主要原理；2. 掌握传热学中的数学模型和计算方法；3. 熟悉各种传热现象和传热机制；4. 进行传热问题的分析和解决。
三、教学内容1. 传热学基础1.1 热量和温度的基本概念1.2 物质的热力学性质1.3 传热学的研究对象和应用领域2. 热传导2.1 热传导的基本原理2.2 热传导的数学模型2.3 热传导的边界条件2.4 热传导的解析解和数值解3. 对流传热3.1 对流传热的基本原理3.2 流体力学基础知识回顾3.3 流体边界层和对流传热模型3.4 对流传热的换热器设计4. 辐射传热4.1 辐射传热的基本原理4.2 辐射传热的数学模型4.3 辐射传热的辐射性质4.4 实际问题中的辐射传热计算5. 传热器件与传热流程5.1 各种传热器件的原理和特点5.2 传热过程中的能量转换和效率分析5.3 传热流程的优化设计四、教学方法1. 教师讲授：通过讲解传热学的基本概念、原理和应用案例，帮助学生建立起系统的知识框架。
2. 实验教学：通过传热学实验，让学生亲身体验传热现象，并通过实验数据分析和报告撰写加深对传热学的理解。
3. 计算机模拟：利用传热学的数值模拟软件，引导学生进行传热计算和仿真实验，提高解决实际问题的能力。
五、评估方式1. 课堂小测：用于检验学生对基本概念和原理的掌握程度。
2. 实验报告：评估学生对实际传热问题的分析和解决能力。
3. 期末考试：综合评估学生对整个传热学课程的掌握情况。
六、参考教材1. 《传热学导论》李诗林主编，机械工业出版社，2018年版。
2. 《传热学教程》王海洋主编，高等教育出版社，2019年版。
3. 《传热原理与设计》郭光灿著，清华大学出版社，2020年版。
热学-兰州大学物理学院
热学课程教学大纲一、课程说明课程名称：热学所属专业：物理学专业本科学生课程性质：大类平台课程学分：3分主要先修课程和后续课程：（1）先修课程：高等数学，力学。
（2）后续课程：热力学与统计物理，电磁学，原子物理学，固体物理。
课程简介、目标与任务：“普通物理学”课程是理科物理类专业的重要基础课，由力学、热学电磁学、光学和原子物理学这五个部分组成。
各个部分单独设课，“热学”是其中继“力学”后的第二门课程。
“普通物理学”课程的“目的是使学生系统地了解和掌握物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想“和方法，以及它们的实验基础；了解物理学的发展方向及物理学与其它自然科学和社会科学等的关系；培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力；逐步帮助学生建立科学的自然观、世界观和方法论。
”“热学”课程在物理类专业一年级第二学期开设。
通过“热学”课程的学习，使学生认识物质热运动形态的特点、规律和研究方法，深刻地理解热运动的本质，较为系统地掌握热力学、气体动理论和物性学的基础知识，能独立解决今后学习中遇到的一般热学问题，为进一步学习电磁学、原子物理学、理论物理热力学和统计物理等后续课程打下良好的基础。
教材：《热学》（第二版），李椿等编，高等教育出版社，2008主要参考书：1. 《热学》（第二版）习题分析与解答，宋峰常树人编，高等教育出版社，20102. 《热学》（第二版）常树人编，南开大学出版社，20092.《热学教程》，包科达编，科学出版社，20073. 《热学》（第二版），张玉民编，科学出版社，20064.《新概念物理教程·热学》（第二版），赵凯华等编，高等教育出版社，20055.《普通物理学教程·热学》（第二版），秦允豪编，高等教育出版社，20046. 《热学》（第二版），李洪芳编，高等教育出版社，2001二、课程内容与安排绪论(1学时)第一节热学研究的对象和方法第二节热学发展简述主要内容:热学研究的对象热现象热运动热力学统计物理学气体动理学理论物性学热学研究的方法宏观量微观量宏观量与微观量的关系热学发展简史热学常用物理量的符号热学常用物理量的单位基本物理常量基本物理常量的国际推荐值物理量的数量级物质世界的层次分子的典型数据热学课程的特点【掌握】：热学研究的对象热运动热学研究的方法宏观量微观量宏观量与微观量的关系热学课程的特点【了解】：热学发展简史热学常用物理量的符号热学常用物理量的单位物理量的数量级分子的典型数据物质世界的层次【难点】：深入理解热学是适用于宏观和微观的普适理论宏观理论和微观理论的本质关系第一章温度（5学时）第一节平衡态状态参量第二节温度第三节气体的物态方程主要内容：平衡态热动平衡对平衡态的描述力学平衡热学平衡化学平衡相变平衡状态参量几何参量力学参量化学参量电磁参量热接触热平衡热动平衡的条件热力学第零定律温度及温标建立温标的要素水的冰点水的汽点水的三相点经验温标华氏温标摄氏温标理想气体温标热力学温标国际实用温标ITS-90 温度计液体温度计定体气体温度计定压气体温度计物态方程气体物态方程玻意耳定律阿伏伽德罗定律理想气体物态方程普适气体常量阿伏伽德罗常量玻尔兹曼常量洛施密特常量道尔顿分压定律混合理想气体的物态方程分体积定律平均摩尔质量体积分数压强分数摩尔质量分数质量分数物质的量分数混合理想气体的密度非理想气体物态方程范德瓦耳斯方程范德瓦耳斯气体昂内斯方程【重点掌握】：平衡态热动平衡热动平衡的条件热力学第零定律温度及温标的概念理想气体物态方程范德瓦耳斯方程【掌握】：对平衡态的描述力学平衡热学平衡化学平衡相变平衡状态参量几何参量力学参量化学参量热接触热平衡建立温标的要素水的冰点水的汽点水的三相点经验温标理想气体温标热力学温标玻意耳定律阿伏伽德罗定律普适气体常量阿伏伽德罗常量玻尔兹曼常量洛施密特常量道尔顿分压定律混合理想气体的物态方程【了解】：国际实用温标ITS-90华氏温标摄氏温标温度计液体温度计定体气体温度计定压气体温度计各种物态方程平均摩尔质量体积分数压强分数摩尔质量分数质量分数物质的量分数混合理想气体的密度非理想气体物态方程昂内斯方程【难点】：平衡态热动平衡温度及温标概念的建立物态方程的建立第二章气体分子动理论的基本概念（6学时）第一节物质的微观模型第二节理想气体的压强第三节温度的微观解释第四节分子力第五节范德瓦耳斯气体的压强主要内容：气体动理学理论的基本论点分子论点热运动论点分子力论点统计论点布朗运动的微观解释统计规律性与涨落现象偶然性与必然性的关系统计性假设平均值加权平均统计平均理想气体的微观模型理想气体压强公式的推导气体压强的微观解释用不同的简化模型推导理想气体压强公式理想气体分子平均平动动能与热力学温度的关系温度的微观解释对理想气体定律的推证阿伏伽德罗定律道尔顿分压定律分子间力伦纳德－琼斯模型短程力分子间力势能常用分子间力势能模型微观粒子的弹性碰撞模型分子有效直径分子直径与热力学温度的关系分子间力的平衡距离分子间斥力的有效作用距离分子间引力的有效作用距离分子间力的典型数据分子体积引起的修正分子间引力所引起的修正范德瓦耳斯常量b 范德瓦耳斯常量a范德瓦耳斯气体的压强范德瓦耳斯气体的压强与理想气体的压强范德瓦耳斯方程的适用范围范德瓦耳斯气体的摩尔体积【重点掌握】：气体动理学理论的基本论点理想气体的微观模型气体压强的微观解释温度的微观解释【掌握】：理想气体压强公式的推导用不同的简化模型推导理想气体压强公式理想气体分子平均平动动能与热力学温度的关系对理想气体定律的推证常用分子间力势能模型微观粒子的弹性碰撞模型分子有效直径的概念分子体积引起的修正分子间引力所引起的修正范德瓦耳斯气体的压强【了解】：布朗运动的微观解释分子间力来源分子直径与热力学温度的关系分子间力的平衡距离分子间斥力的有效作用距离分子间引力的有效作用距离分子间力的典型数据范德瓦耳斯常量b范德瓦耳斯常量a范德瓦耳斯方程的适用范围【一般了解】：偶然性与必然性的关系统计性假设算术平均几何平均加权平均统计平均范德瓦耳斯气体的压强与理想气体的压强用迭代法计算范德瓦耳斯气体的摩尔体积【难点】：各种简化模型的建立方式物体内分子之间的相互作用和分子的热运动决定其宏观性质理想气体压强公式的推导宏观量的微观本质第三章气体分子热运动速率和能量的统计分布（11学时）第一节气体分子的速率分布率第二节用分子射线实验验证麦克斯韦速度分布律第三节玻尔兹曼分布律重力场中微粒按高度的分布第四节能量按自由度均分定理主要内容：分布函数速率分布函数速率分布函数的归一化条件麦克斯韦速率分布律麦克斯韦速率分布曲线的特征麦克斯韦速率分布律的适用范围随机事件概率概率加法定理概率乘法定理概率分布函数气体分子的最概然速率麦克斯韦速率分布函数的约化形式用麦克斯韦速率分布函数求平均值气体分子的平均速率和方均速率用麦克斯韦速率分布函数求分子数误差函数的计算气体分子速率其他特征速率麦克斯韦速度分布律麦克斯韦速度分布曲线的特征麦克斯韦速度分布函数的约化形式速度空间麦克斯韦速度分布函数与麦克斯韦速率分布函数的关系麦克斯韦速度分布函数的定义域气体分子速度分量的最概然值、平均值和方均根值分子通量公式泻流分子束泻流存在的条件麦克斯韦发射分布麦克斯韦发射分布的约化形式麦克斯韦速率分布律的实验验证密勒和库士实验葛正权实验等温大气等温气压公式气压计和高度计玻尔兹曼分布律重力场中微拉按高度的分布阿伏伽德罗常量的测定大气标高大气粒子总数大气的温度结构标准大气负绝对温度自由度分子运动的自由度分子的平动自由度分子的转动自由度分子的振动自由度刚性分子和非刚性分子的自由度线形分子和非线形分子的自由度能量均分定理理想气体的内能理想气体热容的经典理论能量均分定理的应用限度量子理论对气体热容量的解释【重点掌握】：麦克斯韦速率分布律麦克斯韦速度分布律玻尔兹曼分布律能量均分定理【掌握】：麦克斯韦速率分布曲线的特征麦克斯韦速率分布律的适用范围气体分子的最概然速率用麦克斯韦速率分布函数求平均值、气体分子的平均速率和方均速率用麦克斯韦速率分布函数求分子数麦克斯韦速度分布曲线的特征分子通量公式等温大气等温气压公式重力场中微拉按高度的分布分子运动的自由度理想气体的内能理想气体热容的经典理论【了解】：分布函数随机事件概率概率加法定理概率乘法定理气体分子特征速率的量纲分析麦克斯韦速率分布函数的约化形式麦克斯韦发射分布麦克斯韦速率分布律的实验验证密勒和库士实验葛正权实验大气标高能量均分定理的应用限度量子理论对气体热容量的解释【一般了解】：误差函数的计算麦克斯韦发射分布的约化形式阿伏伽德罗常量的测定大气粒子总数大气总质量大气的温度结构大气的均质层标准大气负绝对温度【难点】：速率分布函数及分布函数的统计意义麦克斯韦速率及速度分布律函数的统计意义及应用玻尔兹曼分布律的统计意义及应用第四章气体内的输运过程（5学时）第一节气体分子的平均自由程第二节输运过程的宏观规律第三节输运过程的微观规律主要内容：气体分子的碰撞频率气体分子的碰撞截面气体分子的平均自由程气体分子的平均相对速率与平均速率的关系分子的自由程分布函数穿过指定截面的分子的平均自由程分子穿过指定截面前最后一次受碰处至截面的平均距离黏性现象牛顿黏性定律黏度系数黏性现象的微观解释热传导现象傅里叶定律热导率热传导现象的微观解释热传导与电传导扩散现象菲克定律扩散系数扩散现象的微观解释黏度系数、热导率、扩散系数与压强的关系黏度系数、热导率、扩散系数与温度的关系黏度系数、热导率、扩散系数彼此之间的关系黏度系数、热导率、扩散系数的数量级低压下气体的黏性现象低压下气体的热传导现象容器对其内的低压气体分子的碰撞频率和平均自由程的限定估算分子有效直径的方法的比较分子热运动的典型数据【重点掌握】：气体分子的碰撞频率气体分子的碰撞截面气体分子的平均自由程黏性现象热传导现象扩散现象【掌握】：牛顿黏性定律及其微观解释傅里叶定律及其微观解释菲克定律及其微观解释低压下气体的黏性现象低压下气体的热传导现象容器对其内的低压气体分子的碰撞频率和平均自由程的限定【了解】：黏度系数、热导率、扩散系数与压强、温度的理论和实验比较黏度系数、热导率、扩散系数彼此之间的关系黏度系数、热导率、扩散系数的数量级估算分子有效直径的方法的比较分子热运动的典型数据【一般了解】：穿过指定截面的分子的平均自由程分子穿过指定截面前最后一次受碰处至截面的平均距离的概念【难点】：气体分子的碰撞频率、气体分子的碰撞截面、气体分子的平均自由程的概念的建立分子穿过指定截面前最后一次受碰处至截面的平均距离第五章热力学第一定律（10学时）第一节热力学过程第二节功第三节热量第四节热力学第一定律第五节热容焓第六节气体的内能焦耳-汤姆孙实验第七节热力学第一定律对理想气体的应用第八节循环过程和卡诺循环主要内容：热力学过程准静态过程非静态过程作功体积功作功的计算过程曲线示功图广义坐标广义位移广义力广义功绝热过程绝热功内能热量传热传热的计算热容量比热容摩尔热容焓作功与传热都是过程量作功与传热的等当性热力学第一定律能量守恒定律第一类永动机符号规定焦耳实验绝热自由膨胀过程等内能过程理想气体的内能焦耳－汤姆孙实验绝热节流膨胀过程等焓过程焦耳－汤姆孙效应焦耳－汤姆孙系数理想气体的焓反转温度理想气体的宏观定义迈耶关系热功当量的测定热力学第一定律对理想气体的应用等体过程等压过程等温过程绝热过程多方过程等热容过程直线过程理想气体绝热过程方程泊松公式循环热机的工作原理正循环的效率制冷机与热泵的工作原理逆循环的制冷系数符号规定卡诺热机卡诺循环理想气体卡诺循环的效率理想气体逆向卡诺循环的制冷系数奥托循环狄塞尔循环斯特林循环回热式循环热机与热泵的组合应用【重点掌握】：热力学过程准静态过程作功体积功作功的计算绝热功内能热量热容量比热容摩尔热容焓理想气体的宏观定义迈耶关系热力学第一定律对理想气体的应用循环热机的工作原理正循环的效率逆循环的制冷系数【掌握】：理想气体的内能理想气体绝热过程方程泊松公式【难点】：绝热过程多方过程第六章热力学第二定律（6学时）第一节热力学第二定律第二节热现象过程的不可逆性第三节热力学第二定律的统计意义第四节卡诺定理第五节热力学温标第六节应用卡诺定理的例子主要内容：热力学第二定律开尔文表述克劳修斯表述第二类永动机热力学第二定律的适用范围热力学第二定律两种表述的等效性可逆过程不可逆过程各种不可逆过程互相关联热力学第二定律的实质论证过程的不可逆性的方法不可逆过程的特点孤立系统宏观状态和微观状态气体自由膨胀的不可逆性热力学第二定律的统计意义卡诺定理可逆卡诺循环的效率不可逆卡诺循环的效率对于制冷机类似卡诺定理的结论卡诺定理的推广任意正循环的效率卡诺定理的应用热力学温标的引入热力学温标与理想气体温标和摄氏温标的关系内能随体积的改变与物态方程的关系定压摩尔热容与定体摩尔热容的关系【重点掌握】：热力学第二定律开尔文表述克劳修斯表述热力学第二定律两种表述的等效性可逆过程不可逆过程热力学第二定律的实质卡诺定理【掌握】：孤立系统宏观状态和微观状态气体自由膨胀的不可逆性热力学第二定律的统计意义【难点】：论证过程的不可逆性的方法不可逆过程的特点第七章固体（1学时）第一节晶体第二节晶体中粒子的结合力和结合能第三节晶体中粒子的热运动主要内容：物质的聚集态凝聚体固体液体气体晶体与非晶体单晶体和多晶体长程有序晶体中粒子的结合力晶体弹性的微观解释晶体中粒子的热运动热振动杜隆－珀蒂定律晶体热膨胀的微观解释晶体线膨胀率的计算非晶态固体过冷液体短程有序【重点掌握】：晶体中粒子的热运动热振动杜隆－珀蒂定律【掌握】：晶体与非晶体单晶体和多晶体晶体中粒子的结合力晶体弹性的微观解释晶体热膨胀的微观解释第八章液体（4学时）第一节液体的微观结构液晶第二节液体的彻体性质第三节液体的表面性质主要内容：液体与晶体和气体的比较液体的宏观特征液体的微观结构定居时间液体各向同性液晶外界因素对液晶的影响显示技术液体的表面性质表面张力表面层表面张力的微观解释表面张力系数影响表面张力系数的因素表面活性物质球形液面下的附加压强拉普拉斯公式柱形液面下的附加压强马鞍形液面下的附加压强接触角润湿和不润湿附着层附着力和内聚力润湿和不润湿的微观解释毛细现象毛细管【重点掌握】：液体的表面性质表面张力表面层表面张力的微观解释表面张力系数球形液面下的附加压强接触角毛细现象【掌握】：润湿和不润湿附着层附着力和内聚力润湿和不润湿的微观解释第九章相变（5学时）第一节单元系一级相变的普遍特征第二节气液相变第三节克拉珀龙方程第五节范德瓦耳斯等温线对比物态方程第六节固液相变第七节固气相变三相图主要内容：元单元系二元系多元系相相变一级相变单元系一级相变相变中体积的改变相变潜热内潜热和外潜热汽化蒸发气液等温相变饱和蒸气与液体平衡汽化曲线相平衡曲线饱和蒸气压影响饱和蒸气压的因素饱和蒸气压与液面曲率的关系凝结过冷蒸气亚稳态凝结核云雾的形成云室沸腾沸腾的条件过热液体亚稳态汽化核泡室暴沸临界等温线临界点临界态临界参量临界温度临界压强临界摩尔体积克劳修斯—克拉珀龙方程沸点与压强的关系正常沸点高压锅蒸气压方程由蒸气压方程求潜热沸点与海拔高度的关系兰州市区水的沸点熔点与压强的关系正常熔点范德瓦耳斯等温线亚稳平衡范德瓦耳斯气体的临界参量临界系数由临界参量确定范德瓦耳斯常量对应态对应态定律熔化凝固熔化曲线凝固时体积的改变升华凝华升华曲线升华与蒸发升华热与汽化热和熔化热的关系三相点相图三相图【重点掌握】：单元系一级相变相变中体积的改变相变潜热克劳修斯—克拉珀龙方程【掌握】：气液等温相变饱和蒸气与液体平衡汽化曲线相平衡曲线【难点】：临界等温线临界点临界态临界参量范德瓦耳斯等温线亚稳平衡制定人：蔡让岐毛延哲审定人：批准人：日期：。
《热工学》课程简介和教学大纲
《热工学》课程简介课程编号：04054001课程名称：热工学/ Pyrology学分：3学时：48（实验：6 上机：0 课外实践：0）适用专业：安全工程建议修读学期：5开课单位：建筑工程学院安全科学与工程系先修课程：高等数学、大学物理考核方式与成绩评定标准：闭卷。
卷面分70%，平时分20%，实验成绩10%教材与主要参考书目：1. 教材：《热工学》（第三版）陈黟、吴味隆等编著，高等教育出版社，20042．参考书：《工程热力学》，严家祺编，高等教育出版社《传热学》，杨世铭、陶文铨编，高等教育出版社内容概述：中文：本门课程主要讲述了工程热力学和传热学的基本概念、基本定律，水蒸汽及湿空气的热力性质，导热、对流、辐射三种热传递方式的原理与计算，换热器的热力计算等。
通过本门课的学习，了解热力系统的状态、能量传递和迁移的多少、系统的变化方向与性能的好坏以及在温差作用下热量传递规律，为之后的专业课学习打好基础。
英文：The cour se of pyrology contains two major parts: engineering thermodynamics and heat transfer. We will study the basic concepts, fundamental laws, thermal properties of water vapor and wet air, three types of thermal transmission’s principle and calculation, thermodynamic calculation of heat exchanger and so on. With the learning of that course, we could grasp the states of thermodynamic system, the quantity of energy transfer, direction and performance of system’s change, and laws of heat transfer under action of temperature difference, which will base for the subsequent cour ses.《热工学》教学大纲课程编号：04054001课程名称：热工学/ Pyrology学分:3学时：48（实验：6 上机：0 课外实践：0）适用专业：安全工程建议修读学期：4开课单位：建筑工程学院安全科学与工程系先修课程：高等数学、大学物理一、课程性质、目的与任务热工学由工程热力学和传热学两部分内容组成、是安全工程专业的专业基础课，不仅为学生学习有关的专业课程提供基础理论知识，也可为从事通风与安全等专业及其它非动力类专业的工程技术人员打下必要的坚实基础。
传热学教学大纲
传热学课程教学大纲、基本情况(5) 了解导热问题数值解法的指导思想，掌握有限差分法的基本原理、节点温度差分方程的建立方法、节点温度差分方程组的求解方法及非稳态导热问题的数值解法。
(6) 掌握对流换热的基本计算公式：牛顿冷却公式，了解对流换热的影响因素及流换热的求解方法。
(7) 掌握对流换热的数学描述、边界层理论的主要内容及其对求解对流换热问题的作用与边界层微分方程，了解外掠平板层流换热分析求解方法，掌握对流换热特征数表达式及其物理意义。
(8) 掌握相似原理的主要内容及相似原理指导下的实验研究方法、会利用有关实验关联式计算单相流体内部流动及外部流动强迫对流换热，掌握自然对流换热的特点、数学描述，会利用有关实验关联式计算自然对流换热冋题。
(9) 了解凝结换热现象的特点，掌握膜状凝结换热的分析求解方法，了解影响膜状凝结换热的主要因素，会利用有关实验关联式计算凝结换热问题；了解沸腾换热现象的特点、沸腾换热的机理及影响沸腾换热的主要因素，会利用有关实验关联式计算沸腾换热问题。
(10) 掌握热辐射的基本概念、黑体辐射的基本定律、实际物体的辐射特性及基尔霍夫定律。
(11) 掌握角系数的定义及计算方法，掌握黑体和灰体表面组成的封闭空腔内辐射换热的计算方法，辐射换热的强化与削弱方法。
(12) 了解体辐射的特点、气体与包壳间辐射换热的计算方法、太阳辐射的特点。
(13) 掌握肋壁传热的计算方法，了解传热的强化与削弱方法。
(14) 了解换热器的类型与构造，掌握换热器热计算的对数平均温差法和效能-传热单元数法。
(15) 通过自学与调研熟悉了解有关太阳能利用、热管工作原理及其应用、传质过程以及传热学在现代科学技术领域中的应用等几个传热学专题七、教学日历（授课内容详细至二级标题，实验课、讨论课写出题目或主题）八、实验：4个实验（1）圆球法测量材料导热系数实验；（2）非稳态平面热源法测量材料的导热系数与导温系数实验;（3）强制对流换热与自然对流换热实验；（4）固体表面黑度的测量实验。
《传热学》教学大纲【可修改文字】
可编辑修改精选全文完整版《传热学》课程教学大纲一、课程名称：传热学/ Heat Transfer二、课程编号：0300302三、学分学时：3学分/48学时四、使用教材：《传热学》（第4版）杨世铭、陶文铨编，高等教育出版社，2014年12月五、课程属性：专业基础课/必修六、教学对象：新能源科学与工程专业七、开课单位：机械工程学院八、先修课程：高等数学、大学物理、流体力学九、教学目标：1、掌握传热学的基本概念、基本理论和基本计算方法，2、培养和建立学生的工程观点和理论联系实际解决工程实际问题的初步能力，并为学习后续的专业课程提供必要的理论基础支撑。
十、课程要求：通过本课程的学习，学生需掌握热量传递的三种基本方式及综合传热过程所遵循的基本规律，学会对传热过程进行分析处理和计算的基本方法，能运用这些规律提出增强传热、提高热经济性和削弱传热减少热损失的途径，具备分析工程传热问题的能力，并基本掌握换热设备的两种基本计算方法；结合热工实验课，使学生掌握一定的传热实验的技能。
主要以课堂讲授为主，充分采用多媒体教学。
十一、教学内容：本课程主要由以下内容组成（理论教学48学时）第一章绪论（2学时）知识要点：传热学的研究对象及其在工程技术中应用；热量传递的基本方式；导热、对流和辐射，传热过程及热阻重点难点：热量传递的三种基本方式，传热过程与传热系数教学方法：课堂讲授、讨论第二章稳态热传导（6学时）知识要点：温度场、等温面、等温线，温度梯度及傅立叶定律，导热系数，各向同性、具有内热源的导热微分方程及导热过程单值性条件的确定；通过单层、多层和复合平壁的稳态导热，通过单层和多层圆筒壁的稳态导热，通过肋壁的稳态导热，具有变导热系数的单层平壁导热问题的处理方法，肋效率、等截面直肋和环肋的工程计算，接触热阻及形状系数。
重点难点：傅立叶定律，导热微分方程及其单值性条件；能够依据直角坐标系下导热微分方程和导热过程单值性条件对常物性、无内热源、简单几何形状的物体的一维稳态导热问题进行分析计算教学方法：课堂讲授、讨论第三章非稳态导热（4学时）知识要点：非稳态导热过程特点，一维非稳态导热问题分析解及其讨论，诺模图，简单几何形状一维、二维和三维非稳态导热的计算，周期性变化边界条件和常热流通量边界条件下半无限大物体非稳态导热。
高中物理复习《热学》提纲 新人教版选修选修3-3、3-4
选修3-3《热学》一、知识网络分子直径数量级物质是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数油膜法测分子直径分子动理论 分子永不停息地做无规则运动 扩散现象 布朗运动 分子间存在相互作用力，分子力的F －r 曲线 分子的动能；与物体动能的区别 物体的内能 分子的势能；分子力做功与分子势能变化的关系；EP －r 曲线 物体的内能；影响因素；与机械能的区别 单晶体——各向异性（热、光、电等）晶体 多晶体——各向同性（热、光、电等） 有固定的熔、沸点 非晶体——各向同性（热、光、电等）没有固定的熔、沸点浸润与不浸润现象——毛细现象——举例饱和汽与饱和汽压液晶 体积V 气体体积与气体分子体积的关系温度T （或t ） 热力学温标气体 微观解释压强的微观解释压强P 影响压强的因素求气体压强的方法改变内能的物理过程 做功 ——内能与其他形式能的相互转化热传递——物体间（物体各部分间）内能的转移 热力学第一定律能量转化与守恒 能量守恒定律热力学第二定律（两种表述）——熵——熵增加原理能源与环境 常规能源．煤、石油、天然气 新能源．风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等二、考点解析考点66 物体是由大量分子组成的 阿伏罗德罗常数 要求：Ⅰ 阿伏加德罗常数（NA ＝6.02×1023mol －1）是联系微观量与宏观量的桥梁。
注意两个要求：①两个量中必须一个为宏观量，另一个为微观量②宏观量与微观量必须是同一物理量，如同为质量、同为体积（直径）等设分子体积V0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为．物质体积V 、摩尔体积V1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ。
分 子 动 理 论 热力 学 固体 热力学定律 液体（1）分子质量：A A ==N V N m ρμ（2）分子体积：A A 10PN N V V μ＝＝ （对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）（3）分子直径：○1球体模型．V d N =)2(343A π 303A 6=6=ππV N V d （固体、液体一般用此模型） ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型） （对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离）（4）分子的数量：A 1A 1A A ====N V V N V M N V N Mn ρμρμ固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。
传热学课程教学大纲
传热学课程教学大纲一、引言传热学是热力学的一个重要分支，它研究热量在物质之间传递的规律和方法。
本课程旨在通过深入的理论学习和实验实践，使学生掌握传热学的基本原理和方法，并培养学生分析和解决传热问题的能力。
二、课程目标1. 理解传热学的基本概念和原理；2. 熟悉几种常见的传热模式和传热方式；3. 掌握传热计算的基本方法和步骤；4. 能够分析和解决传热学中的实际问题；5. 培养学生在实验中观察、分析、设计和总结的能力。
三、教学内容1. 传热学基本概念- 传热学的定义和发展历程；- 传热学与热力学、流体力学的关系；- 传热学中的重要概念和基本假设。
2. 传热模式和传热方式- 热传导、对流传热和辐射传热的基本概念和特点；- 传热方式的分类及其特点；- 不同传热方式的应用和实际例子。
3. 传热计算方法- 热传导计算方法：一维热传导方程、对流换热方程、辐射换热方程；- 对流换热计算方法：强迫对流传热、自然对流传热的计算方法；- 辐射换热计算方法：黑体辐射、实物辐射的计算方法。
4. 传热过程分析- 传热过程的热阻和热导率分析；- 热传导问题的一维和二维稳态解法；- 管壳式换热器的换热分析。
5. 传热实验- 传热实验基本原理和实验设计；- 测量传热系数和传热机制的实验方法；- 实验数据处理和结果分析。
四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂教学的方式，讲解传热学的基本概念、原理和计算方法；2. 实验实践：设计一系列的传热实验，使学生能够通过实际操作，了解传热学的基本知识和实验技能；3. 讨论与互动：组织学生进行课堂讨论、小组讨论和案例分析，促进学生的思维活跃和合作交流；4. 作业和测验：布置传热学相关的作业和测验，检验学生对教学内容的理解和掌握程度。
五、考核方式1. 平时表现：包括参与课堂讨论、课堂作业和实验报告等；2. 期中考试：对学生对传热学基本概念和计算方法的理解和掌握程度进行考核；3. 期末考试：综合考核学生对传热学理论和实验技能的综合应用能力。
《传热学》课程教学大纲
《传热学》课程教学大纲课程名称：传热学英文名称：Heat Transfer课程编码：CJX0120课程学时：56学分：3.5适用对象：机械系能动和建环专业先修课程：高等数学，物理，流体力学使用教材：戴锅生编，《传热学》，第二版，北京：高等教育出版社，1999主要参考书：[1]杨世铭、陶文铨主编，《传热学》，第四版，北京：高等教育出版社，2006[2]傅秦生主编，《热工基础与应用》，第三版，北京：机械工业出版社，2015一、课程性质、目的和任务传热学是研究热量传递规律及其应用，以提高热能利用经济性的一门学科。
传热学是我院机械系能动和建环专业的一门必修的主干专业基础课程。
本课程不仅为学生学习有关的专业课程提供基本的理论知识，而且也为学生以后从事热能的合理利用、热工设备效能的提高及换热器的设计和开发研究等方面的工作打下必要的基础。
通过本课程的学习1. 应使学生获得比较宽广和巩固的热量传递规律的基础知识，具备分析工程传热问题的基本能力；2. 掌握计算工程传热问题的基本方法，并具有相应的计算（包括理论分析和数值计算）能力。
二、教学基本要求要求学生熟练掌握导热、对流和热辐射三种热量传递方式的物理概念、特点和基本规律，并能综合应用这些基础知识正确分析工程实际中的传热问题。
掌握计算各类热量传递过程的基本方法，能对典型的工程传热问题进行计算，能对间壁式换热器进行热设计。
掌握强化或削弱热量传递过程的方法，并能提出工程实际中切实可行的强化或削弱传热的措施。
三、课程内容第一章绪论了解传热学与工程热力学在研究内容和方法上的区别，掌握传热学的研究对象、任务、方法及其在工程中的应用。
作为一门研究热量传递基本规律及其应用的技术基础课，学习目的在于掌握一般工程技术中热量传递的基本规律和处理传热问题的基本方法，以提高热能直接利用的经济性；能够应用这些知识来解决遇到的实际问题；并为学习有关的工程技术课程提供必要的理论基础。
掌握热量传递的基本方式：导热、对流和热辐射的概念和所传递热量的基本计算公式。
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《热学》教学大纲一、课程性质与教学目标课程性质：热学是物理学专业的一门主干专业基础课，是普通物理学的一个组成部分。
通过本课程的学习，使学生系统地掌握热学的基本概念和基本知识，建立起鲜明的物理图像，熟悉热学理论的一些实际应用，培养学生分析和解决一般热学问题的能力。
本课程既为热力学与统计物理学等后续课程的学习打下基础，又为学生毕业后从事科学研究、教学和技术工作提供基本的热学知识。
教学目标：本课程是物理学专业的一门重要基础课，包括热现象的宏观理论，热的微观理论以及在物性、相变过程中的综合利用。
由于热学研究对象的普遍性和研究方法的特殊性，使它在物理学体系中和科技领域中都具有重要的地位和作用。
因此，应通过热学的教学，使学生认识物质运动形态的多样性；熟练掌握有关物质热运动的一些基本概念和规律；掌握物质各种热现象的微观本质；了解统计规律的涵义及方法。
本课程也是为学生进一步学习原子物理学，热力学统计物理，量子力学等课程打下基础，并能够胜任中学有关热学知识的教学工作。
通过本课程的学习使学生能运用所学的知识解释有关的热现象；意识地培养学生的正确思维方法和辩证唯物主义世界观；使学生能够应用热学知识独立地解决今后中学物理教学中所遇到的一般问题。
二、教学基本要求由于热学课是学生进入大学学习的继力学课后的一门专业课；学生既要善于运用微积分等数学工具来解决热学问题，又要掌握本课程准确的物理概念；使学生认识物质运动形态的多样性；熟练掌握有关物质热运动的一些基本概念和规律；掌握物质各种热现象的微观本质；了解统计规律的涵义及方法。
三、教学内容及要求引言（2学时）教学内容：第一节热学研究对象 0.5学时第二节热力学系统的宏观描述与微观描述 0.5学时第三节热学发展简史 1学时教学重点：热力学系统的宏观描述与微观描述；热学发展简史教学难点：热力学系统的宏观描述与微观描述；热学发展简史基本要求：1.了解热学研究对象和热力学系统宏观与微观描述。
2.了解热学发展简史。
第一章温度（5学时）教学内容：第一节平衡态、状态参量； 0.5学时第二节热力学第零定律、温度； 0.5学时第三节温标的建立 2学时第四节理想气体状态方程。
2学时教学重点：热力学第零定律，理解温度的热力学定义；温标概念及理想气体温标；理想气体状态方程教学难点：温度的热力学定义基本要求：1、理解热力学第零定律；理解温度的热力学定义；2、理解温标概念及理想气体温标，气体温度计原理；3、熟练掌握理想气体状态方程，并能进行有关计算。
第二章热力学第一定律（10学时）教学内容：第一节热力学系统的过程 1学时第二节功 1学时第三节内能、热量、焦耳热功当量实验 2学时第四节热力学第一定律 1学时第五节理想气体的内能、热容量和焓 1学时第六节热力学第一定律对理想气体几种典型过程的应用 2学时第七节循环过程 2学时教学重点：热力学第一定律的意义及应用；热机效率和制冷系数教学难点：应用热力学第一定律讨论理想气体的等容、等压、等温和绝热过程的方法；基本要求：1、理解热力学系统的过程、功、内能、热量基本概念；1、理解热力学第一定律的意义及表达式。
注意公式中个物理量符号；2、理解并掌握热容量，气体定体摩尔热容，定压摩尔热容的物理意义及之间的关系；3、熟练掌握应用热力学第一定律讨论理想气体等体、等压、等温和绝热过程的方法；4、掌握热机效率及简单计算，掌握制冷系数的定义式。
第三章热力学第二定律（8学时）教学内容：第一节热力学第二定律 1学时第二节实际宏观过程的不可逆性； 1学时第三节卡诺循环； 1学时第四节卡诺定理； 1学时第五节热力学温标； 2学时第六节熵与热力学第二定律； 2学时＊第七节自由能教学重点：热力学第二定律；卡诺循环；熵的计算教学难点：可逆过程和不可逆过程的概念；熵的概念及热力学第二定律的数学表述及熵增加原理基本要求：1、掌握热力学第二定律的开尔文表述及克劳修斯表述，理解两种表述的等效性；2、正确理解可逆过程和不可逆过程。
理解与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的；3、正确理解卡诺定理，并能进行证明；4、理解并掌握熵的概念，能计算各种过程中熵增量的计算；5、掌握热力学第二定律的数学表达式及熵的增加原理。
第四章气体动理论（10学时）教学内容：第一节气体动理论的基本观点； 1学时第二节理想气体的压强； 2学时第三节温度的微观实质； 0.5学时第四节气体分子速率分布及数学表述； 0.5学时第五节麦克斯韦速率分布律； 1学时第六节玻尔兹曼分布，重力场中微粒按高度分布 1学时第七节能量按自由度均分定理 1学时第八节理想气体内能，气体摩尔热容 2学时第九节气体动理论与热力学定律 1学时教学重点：理想气体的压强；温度的微观实质；麦克斯韦速率分布律；能量按自由度均分定理；理想气体内能，气体摩尔热容教学难点：麦克斯韦速率分布表达式物理意义及气体分子三种速率的表达式；能利用分布函数求各种物理量的统计平均值；能量按自由度均分定理，能正确推导出理想气体内能公式及热容量的理论公式；麦克斯韦速度分布表达式物理意义。
基本要求：1、掌握物质微观结构的物理图像；理解分子作用力特点；理解统计规律；2、能从微观角度用统计的方法定量分析理想气体压强；3、理解并掌握麦克斯韦分布表达式的物理意义及气体分子三种速率的表达式；4、能利用分布函数求各种物理量的统计平均值；5、重点掌握能量按自由度均分定理，能正确推导出理想气体内能公式和热容量的理论公式；6、理解热力学第二定律的统计意义。
第五章气体内的输运过程（4学时）教学内容：第一节气体的平均自由程和碰撞频率； 1学时第二节粘滞的宏观规律及微观解释 1学时第三节热传导的宏观规律及微观解释； 0.5学时第四节扩散现象的宏观规律及微观解释 0.5学时第五节三种输运现象的讨论及理论与实验结果比较 1学时教学重点：碰撞频率和平均自由程的概念和计算；三种输运过程的宏观规律与微观解释教学难点：碰撞频率和平均自由程；三种输运过程的微观解释基本要求:1、确切掌握碰撞频率和平均自由程的概念；2、要求学生对三种输运现象能进行微观解释，并掌握其有关定律。
第六章非理想气体固体液体（8学时）教学内容：第一节范德瓦尔斯方程； 1学时第二节非理想气体的内能，焦耳—汤姆逊效应； 1学时＊第三节晶体的宏观特性及微观结构，＊第四节晶体中粒子结合力与结合能；＊第五节晶体中粒子无规则运动、固体的热容和热膨胀第六节液体的微观结构 1学时第七节液体的表面张力 1学时第八节弯曲液面下的附加压强； 2学时第九节毛细现象，毛细管公式 2学时教学重点：范德瓦尔斯方程；非理想气体的内能，焦耳—汤姆逊效应；液体的表面张力；毛细现象和毛细管公式，并能进行有关计算教学难点：液体的表面张力和弯曲液面下的附加压强理解和计算基本要求:1、理解并掌握非理想气体的范德瓦尔斯方程的建立；2、理解非理想气体的内能，焦耳—汤姆逊正效应及负效应；3、理解晶体的宏观特性，能正确分析晶体的微观结构，阐明晶体的宏观特性的物理实质；4、掌握液体的表面张力，表面张力系数，自由能的概念，能推导出球形液面内、外压强差公式；5、理解并掌握毛细现象，能推导毛细管公式及拉普拉斯公式，并能进行有关计算。
第七章相变（7学时）教学内容：第一节相变的一般概念和相变的特点 1学时第二节蒸发与沸腾；饱和蒸汽压 1学时第三节二氧化碳实验等温线；液气二相图 1学时第四节范氏等温线， 1学时第五节克拉伯龙方程 2学时＊第六节低临界温度气体的液化；第七节固液相变、固气相变、三相点 1学时＊第八节实际物质的p-v-T曲面教学重点：相变的一般概念和相变的特点；蒸发与沸腾；饱和蒸汽压；克拉伯龙方程；三相图，三相点教学难点：一级相变的概念及一级相变的普通特性；蒸发的微观过程的实质，过程及沸腾条件；克拉伯龙方程及其应用基本要求：1、相变的概念及一级相变的普通特性；2、理解汽化的概念，蒸发的微观过程实质，饱和蒸汽压的特点；3、掌握二氧化碳等温线，了解气液相变的规律，临界温度；4、理解固液、固气相变及三相点的有关概念。
四、教学方法与手段1. 本课程为物理专业的主要基础课程之一。
根据课程的特点，我们主要采取课堂讲授的手段进行教学。
在教学中，在照顾理论的系统性和完整性的同时，并适当介绍热学的前沿动态。
在教案组织和课堂实施中，力求抓住重点，分散难点，适度重复，启发思考。
授课中有意留出一些学生思考的余地，以启发他们独立思考。
2．充分利用多媒体加板书的教学手段。
使用现代化多媒体教学手段，可模拟许多物理上理想的环境及条件，从而把抽象的物理过程具体化，也可以把教师从繁重的板书中解放出来，使他们有更多的时间去讲解、把许多问题引向深入，并针对某些问题展开热烈地讨论。
这种生动直观的教学方式，调动学生的一切感官系统，激发了学习的兴趣，收到良好的教学效果。
但由于热学这门课程的特点，还需要必要的理论推导，因此我们使用了多媒体加板书的教学手段。
3．充分利用网络资源。
多媒体网络教学作为现代信息技术与教学实践科学结合的一种新的教学形态，不仅从手段和形式上改变了传统教学，更从观念、过程、方法以及师生角色诸多深层面赋予教学以新的含义。
五、教材与学习资源所用教材：黄淑清、聂宜如、申先甲编的《热学教程》，2011主要参考书有：1.《普通物理学教程·热学》.第二版. 秦允豪. 高等教育出版社. 2004年6月.2. 《热物理学基础》. 包科达. 高等教育出版社. 2001年12月.3. 《热学》. 常树人. 南开大学出版社. 2001年7月.4. 《热学》. 第二版. 李洪芳. 高等教育出版社. 2001年1月.5. 《基础物理教程丛书·热学》. 张玉民. 科学出版社，中国科学技术大学出版社. 2000年5月.6. 《物理学难题集萃（增订本）》. 第二版. 舒幼生, 胡望雨, 陈秉乾. 高等教育出版社. 1999年6月.7. 《新概念物理教程·第二卷·热学》. 赵凯华, 罗蔚茵. 高等教育出版社. 1998年2月.8. 《热学》. 徐行. 高等教育出版社. 1990年4月.9. 《普通物理学（热学）》. 包科达. 北京大学出版社. 1989年9月.10. 《热学》. 肖国屏. 高等教育出版社. 1989年4月.11. 《热学》. 李平. 北京师范大学出版社. 1987年6月.12. 《热学研究》. 吴瑞贤, 章立源. 四川大学出版社. 1987年4月.学习网站：1.热力学第二定律与熵（耶鲁大学）/movie/2010/7/Q/D/M6GQSTUPV_M6GR2R9QD.html2.玻尔兹曼常数和热力学第一定律（耶鲁大学）/20101220/n278403939.shtml3.卡诺循环（湖南科技大学）/v_show/id_XMTY5MTc5MDY0.html4.大宇宙黑洞与暗物质/v_show/id_XNzY0Njk3NjQ=.html5.宇宙大爆炸/v_show/id_XMzQyMzg5NDA=.html6.物质第四态等离子体/programs/view/WA9qvsIydDY/7.液体的表面现象/programs/view/B7lUdvR1WvU六、本课程与其他课程的关系学习本课程时，学生应具备以下基础知识：中学物理热学知识，力学知识，微积分与微分方程知识以及统计方面的知识。