《高等工程热力学》课程教学大纲
课程代码及名称PO6018高等工程热力学-SJTU
1《高等工程热力学》课程教学大纲课程名称：高等工程热力学课程代码：PO6018学分/学时：3学分/48学时开课学期：秋季学期/春季学期适用专业：热能工程、工程热物理、动力机械及工程、制冷与低温工程、核工程、船舶与海洋工程等先修课程：工程热力学I，工程热力学II后续课程：无开课单位：机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标（需明确各教学环节对人才培养目标的贡献，专业人才培养目标中的知识、能力和素质见附表）课程性质：高等工程热力学是热能工程、工程热物理、动力机械及工程、制冷与低温工程、核工程、船舶与海洋工程等专业硕士研究生的一门重要技术基础课，是研究生阶段能源动力类专业必修主干课。
教学目标：基于工程热力学的学习基础，拓展学生在可用能、实际气体、多组分系统以及物质转化方面的热力学知识，从更高的视角来诠释能量转换过程中的热力学问题，从而为学生更深入的专业课程学习以及涉及多学科交叉的科研工作究奠定基础。
具体而言：(1)深入理解火用的概念，掌握利用火用平衡方程进行系统分析的方法。
（A5.1,B2）(2)熟悉实际气体的状态方程与热力学性质。
（A5.1）2(3)熟悉多组分单相混合物系统与多组分系统的热力学特性与相平衡的基本概念。
（A5.1）(4)了解化学热力学基础与特殊系统的热力学过程与特性。
（A5.1, B2）(5)谙熟热能、机械能及化学能之间相互转化的基本规律，具备分析常见物理、化学过程能量与物质转化的热力学方法，培养从复杂系统和过程中抽象、洞悉本质规律的能力。
（A5.1, B2, C4.1）二、课程教学内容及学时分配1.基本概念（3学时/课堂教学）温度、平衡态、平衡的判据、准平衡（准静态）过程和可逆过程、热量和功量。
2.热力学第一定律和第二定律（3学时/课堂教学）热力学第一定律、开口系统热力学第一定律表达式、非稳态流动过程、过程的方向性与热力学第二定律、熵与孤立系熵增原理、熵方程。
3.能量的可用性和火用（7学时/课堂教学）能量的可用性、火用、火用分类、火用平衡方程、火用图、系统火用效率和火用分析。
高等工程热力学教案
高等工程热力学教案一、教学目标1.掌握高等工程热力学的基本概念和基本原理。
2.理解热力学系统和热力学过程的基本特征。
3.掌握热力学第一定律和第二定律的表述和应用方法。
4.能够应用热力学知识解决实际工程问题。
二、教学内容1.高等工程热力学简介(1)高等工程热力学的定义和研究对象。
(2)热力学系统的基本概念和分类。
(3)热力学平衡和非平衡态。
2.热力学基本概念和基本原理(1)热力学过程和过程的分类。
(2)内能和焓的概念及其性质。
(3)热力学第一定律的表述和应用。
(4)克拉珀龙方程和基尔霍夫循环定理。
3.熵和热力学第二定律(1)熵的引入和熵增定理。
(2)热力学第二定律的表述和应用。
(3)熵的计算方法和热力学性能的描述。
4.理想气体和理想气体混合物的热力学性质(1)理想气体状态方程和气体定律。
(2)理想气体的内能、焓和熵的计算方法。
(3)理想气体混合物的理论计算方法。
5.热力学循环和工质使用(1)热力学循环的分类和性能参数。
(2)理想循环和实际循环。
(3)工质选择和工质性能参数。
三、教学方法1.理论讲授：通过课堂讲解，将高等工程热力学的基本概念、基本原理和应用方法传授给学生。
2.实例分析：提供一些实际工程问题，并引导学生应用热力学知识解决问题，加强实际应用能力的培养。
3.讨论引导：组织学生开展小组讨论，让学生在讨论中相互启发，共同思考和解决问题。
四、教学工具1.讲义和教材：准备高等工程热力学的讲义和教学参考教材，便于学生学习和复习。
2.多媒体设备：利用多媒体设备播放示意图、实验视频等，直观地展示热力学原理和实验过程。
3.计算工具：提供计算软件或计算器，方便学生进行数值计算。
五、教学过程1.导入：通过提问和讲解，引入高等工程热力学的概念和研究对象。
2.知识讲解：逐步讲解热力学的基本概念、基本原理和应用方法。
3.实例分析：提供一些实际工程问题，引导学生应用热力学知识解决问题。
4.小组讨论：组织学生进行小组讨论，让学生相互启发、共同思考和解决问题。
《工程热力学》课程教学大纲
《工程热力学》课程教学大纲4学分 64学时一、课程的性质、目的及任务工程热力学是热能动力工程专业的一门必修的专业基础课。
该课程从宏观的观点出发，以热力学第一和第二定律为基础，研究工质的性质和各种热力过程、循环中能量转换的规律，探讨能量转换有效利用的途径和方法，从而达到工质选择合理，能量转换高效的目的。
通过本课程的学习，可以培养学生正确的分析能量转换的思想和方法，提高研究热能动力问题的基本能力，并为今后其它课程的学习和从事热能动力类工作提供必要的理论基础。
二、适用专业热能与动力工程。
三、先修课程高等数学，大学物理。
四、课程基本要求通过本课程的学习，学生应达到以下要求：熟悉工程热力学的基本概念；掌握热力学第一定律和第二定律及其应用；掌握热力过程的热力学分析方法；了解工质的概念，掌握理想气体、水蒸气、湿空气的热力学性质；熟悉并掌握典型热力设备的工作过程和分析方法；掌握化学热力学的基本知识。
五、课程教学内容（一）课堂讲授教学内容1、基本概念热力学概述，热力系，状态和状态参数，基本状态参数，平衡状态，状态方程、状态参数坐标图，准静态过程与可逆过程，功量，热量与熵，热力循环。
2、热力学第一定律热力学第一定律的实质，储存能，闭口系通的能量方程，开口系的能量方程，稳定流动能量方程，稳定流动能量方程的应用。
3、理想气体性质及过程理想气体状态方程，比热，理想气体的内能、焓和熵，基本热力过程的综合分析，气体的压缩，活塞式压气机的过程分析，活塞式压缩机理论压缩功，实际压缩机，多级压缩中间冷却。
4、热力学第二定律自发过程的方向性，热力学第二定律的实质与表述，卡诺循环与卡诺定理，克劳休斯不等式，熵，孤立系熵增原理，熵方程，火用及其计算。
5、气体动力循环活塞式内燃机动力循环，活塞式内燃机各种理想循环的比较，斯特林循环，勃雷登循环，提高勃雷登循环热效率的其他途径，喷气发动机简介。
6、水蒸汽纯物质的热力学面及相图，汽化与饱和，水蒸汽的定压产生过程，水及水蒸汽状态参数的确定及其热力性质图表，水蒸气热力过程。
《工程热力学》课程教学大纲
《工程热力学》课程教学大纲课程编号：0807000115英文名称：Engineering Thermodynamics学分：3总学时：48。
其中，讲授48学时，实验0学时，上机0学时，实训0学时。
适用专业: 热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业先修课程：高等数学、大学物理一、课程性质与教学目的本课程是热能与动力工程及建筑环境与设备工程专业的一门专业基础课程。
其任务是使学生了解热能与机械能在相互转换过程中的特点和规律；学会对热能与机械能进行转换的基本特点和规律。
掌握对不同工质和不同种类过程进行分析的思想方法。
树立能量转换效率和转换质量进行评价的基本思想和方法。
熟练工程计算的思路和方法。
二、基本要求要求学生掌握有关物质的热力性质、热能有效利用以及热能与其他能量转换的基本规律，并能正确运用这些规律进行各种热工过程和热力循环的分析计算。
本课程主要用于提高学生的热工基础理论水平，培养学生具备分析和处理热工问题的抽象能力和逻辑思维能力。
为学生今后的专业学习专业课提供必要的基础知识，同时训练学生在实际工程中的理论联系实际的能力。
此外本课程在有关计算技能和实践技能方面也使学生得到一定的训练。
三、重点与难点重点：工程热力学的主要研究内容；热力系统；状态及平衡状态；状态参数及其特性；热平衡及热力学第一定律；第一定律的实质；热力学第一定律应用；理想气体特性；对比态状态方程；第二定律的实质；第二定律各种表述的等效性；不可逆过程；混合物的成分表示；湿空气的概念；湿空气过程；绝热流动过程（可逆与不可逆过程）特性，喷管计算（设计及校核）；有摩擦的流动；定温压缩和绝热压缩；多变压缩；提高压缩机效率的途径；蒸汽卡诺循环。
难点：工程热力学的研究方法，准平衡过程；状态量和过程；功和热的异同；热力学能和焓的概念；可逆与不可逆过程；可逆与准平衡过程；熵，熵产与熵流量；广延量和强度量；混合物的参数计算；湿空气的参数；湿空气h-d、p-h图及应用；定熵流动的基本方程，定熵流动特性图；滞止参数；多级压缩中间冷却；朗肯循环；复杂循环（回热、再热）的计算；循环分析的一般方法。
工程热力学教学大纲
工程热力学教学大纲
一、课程简介
1.1 课程名称：工程热力学
1.2 学时安排：总学时30小时，理论课15小时，实验课15小时
1.3 建议开设年级：本科三年级
1.4 先修课程：力学、物理学、数学、化学等
1.5 课程性质：必修课程
二、课程目标
2.1 培养学生对工程热力学基本原理和应用的理解和把握能力；
2.2 培养学生分析和解决工程实际问题的能力；
2.3 提高学生工程实践能力，培养学生的创新精神和团队合作能力。
三、教学内容及进度安排
3.1 热力学基础
3.1.1 热力学系统及其描述
3.1.2 热力学状态方程
3.1.3 热力学过程及其特点
3.2 理想气体
3.2.1 理想气体的基本性质
3.2.2 理想气体的状态方程
3.2.3 理想气体的过程分析
3.3 热力学第一定律
3.3.1 热力学功和能量的概念
3.3.2 热力学第一定律的表达式
3.3.3 热力学第一定律在工程中的应用3.4 热力学第二定律
3.4.1 热力学温度及其尺度
3.4.2 热力学第二定律的表述形式。
2024版《工程热力学》课程教学大纲
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实际气体性质及过程
实际气体状态方程
了解实际气体状态方程的形式和特点，理解其 物理意义。
实际气体性质
掌握实际气体的压缩性、膨胀性、热传导性等 性质，了解其与理想气体的差异。
2024/1/29
介绍太阳能集热器、太阳能热发电等太阳能 热利用技术中的热力学原理和应用。
地热能利用技术
阐述地热能提取、地热发电等地热能利用技 术中的热力学原理和应用。
生物质能转化技术
探讨生物质气化、生物质燃烧等生物质能转 化技术中的热力学问题。
2024/1/29
热电联产与冷热电联供技术
介绍热电联产、冷热电联供等高效能源利用 技术中的热力学原理和应用。
实际气体过程分析
能够分析计算实际气体在各种过程中的热力学参数变化，了解实际气体过程中 的不可逆性。
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蒸汽性质及过程
蒸汽状态参数
了解蒸汽的状态参数，如温度、 压力、比容等，理解其物理意
义。
2024/1/29
蒸汽性质
掌握蒸汽的饱和性、过热性、 过冷性等性质，了解其与理想
气体的差异。
蒸汽过程分析
能够分析计算蒸汽在发生、凝 结、过热、过冷等过程中的热 力学参数变化，了解蒸汽动力
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教材及参考书目
2024/1/29
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教材
《工程热力学》（第X版），XXX主编，XXX出版 社。
02
参考书目
《热力学基础》、《传热学》、《流体力学》等 相关教材，以及工程热力学领域的学术论文和专
著。
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02
热力学基本概念与定律
高等工程热力学
第五章 多组分系统的热力性质
第六章 多组分系统的复相平衡
第七章 气体流动的热力学
第八章 低温下的热力学
§8.5 超导现象 §8.6 热力学第三定律
教材：
高等工程热力学,讲义,许国良等编
主要参考书：
高等工程热力学，杨思文等编，高等教育出版社
注：每门课程都须填写此表。本表不够可加页
第四章 实际气体性质及热力过程
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5 §4.6 §5.1 §5.2 §5.3 §5.4 §6.1 §6.2 §6.3 §6.4 §6.5 §6.6 §6.7 §6.8 §7.1 §7.2 §7.3 §7.4 §7.5 §7.6 §8.1 §8.2 §8.3 §8.4 实际气体及其与理想气体之间的差异 实际气体纯物质的热力学曲面图 常用的实际气体状态方程式 实际气体热力过程分析 实际气体混合物的 p-v-T-x 关系 克拉贝龙方程与蒸汽压方程 化学势 偏摩尔参数 逸度 溶体 多相系统的热力学方程 含表面层的汽液相平衡 二元汽液系统 具有共沸点的混合物 相律 二元混合物的平衡与稳定 沸点升高与凝固点降低 高阶相变 气体流动的基本概念 理想气体的定常等熵流 实际工作中的喷管 等截面管道中有摩擦的流动 等截面管道中有热交换的流动 绝热节流 获得低温的方法 液体蒸发制冷系统 氦的特性及氦稀释制冷机 顺磁性固体与磁制冷器
能源与动力工程
学院（系、所）
研究生课程简介
课程名称： 高等工程热力学
课程代码：121.503
英文名称： Advanced Engineering Thermodynamics 课程类型： √ 讲授课程 □实践（实验、实习）课程 □研讨课程 □专题讲座 □其它 考核方式：开卷 适用专业： 能源动力类 开课学期： 32 教学方式：讲授、习题、讨论 适用层次： 硕士 总学时/讲授学时： 32 / 32
《高等工程热力学》课程教学大纲
《高等工程热力学》课程教学大纲编号：C3/研部03/002一、课程名称1．中文名称：高等工程热力学2．英文名称：Advanced Engineering Thermodynamics二、课程概况课程类别：学位基础课学时数：48学分数：3适用专业：动力机械及工程开课学期：一开课单位：商船学院三、大纲编写人：章学来四、教学目的及要求本课程是为动力工程、热能工程、燃烧、供热、制冷空调及能源工程等专业研究生所设的一门专业理论基础。
它是在本科工程热力学的基础，在对热力学现象有所熟悉的情况下，以宏观和微观的角度对热力学的基本理论进行了深化和拓宽，充实了热力学基本定律的本质及其数学表达式。
工程热力学研究热能与机械能之间的转换规律，从本质上讲就是研究无序能与有序能之间的转化。
热力学第一、第二定律阐述能量转换在量和质方面遵循的客观规律，通过工质和过程的选择实现人们期望的能量转换。
通过本课程的学习要求学生掌握热力学研究对象的特殊性和工程热力学的研究方法、分析思路，能运用工程热力学理论指导能流合理和有效地利用，提高学生灵活掌握热力学原理解决工程实际问题的能力。
五、课程主要内容及先修课程本课程阐述了热力学研究对象的特殊性，能量转换的量和质的变化规律及能量转换的内外条件；热力学的两基本定律和熵增加原理；从热力学观点论述了气体在变截面和平直管道内的流动特性，介绍近代实际气体与流体计算中常用的通用状态方程，以及利用状态方程通过热力微分方程计算其它热力性质的方法。
针对轮机工程专业及制冷与低温工程专业的教学研究需要，讲解化学热力学及溶液热力学，为提高学生对热力学的兴趣及应用热力学分析的能力，课程增加了一些热力学前沿的内容及创新内容与实践。
教学重点是热力学基本律以及能量转换的量和质的变化规律，研究方法是以宏观平衡的经典热力学为主，并辅统计热力学方面的微观理论来深入解释宏观现象的实质。
预修课程：工程热力学、大学物理、高等数学六、课程教学方法1、教室要求：多媒体教室2、课件来源：自制（章学来）3、其他教学手段：除理论授课之外，通过案例分析与工程实际问题实现学生对高等工程热力学方面的理论知识的理解与掌握。
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《高等工程热力学》课程教学大纲
课程编号：学分： 3 总学时：54
大纲执笔人：杜爱民大纲审核人：
一、课程性质与目的
二、课程基本要求
三、课程基本内容
大纲内容及学时分配：
第一章绪论（4学时）高等工程热力学课程的背景知识、热力学的发展史；介绍课程性质、课程主要内容、课程的基本要求等，复习基本概念。
第二章温度与热力学第零定律（4学时）温度测量与温标概念，热力学第零定律与国际温标（ITS-90）。
第三章热力学第一定律（4学时）热力学基本概念、热力学第一定律、系统的能量的概念、热力学第一定律的应用。
第四章热力学第二定律与熵（4学时）卡诺原理、热力学第二定律、热力学温标与熵、孤立系统熵增原理、能量贬值原理、极值原理、亥姆霍兹函数与吉布斯函数。
第五章火用与能量分析（6学时）火用与能、能分析与火用分析、热量火用与冷量火用、稳流工质的物理火用与焓火用第六章纯净流体的热力学性质（4学时）热力学曲面与相图、流体的比体积、维里方程、三次型状态方程、其他状态方程、压缩因子的通用化关联、固定组元物质的热力学微分关系式、热力学微分关系式的推导方法、纯净流体热力性质的计算。
第七章均匀混合物系的热力性质（4学时）变组元均匀混合物系的热力学基本关系式、气体混合物的热力性质、混合物中组元的逸度和逸度系数、液体混合物的热力性质、理想溶液、非理想溶液、活度与活度系数、二元混合物的相依性、浓溶液与稀溶液、混合过程热力参数的变化
第八章多元系的相平衡（自学）相平衡概述、二元互溶系气液平衡相图。
第九章化学热力学基础（8学时）热力学第一定律应用于化学反应、化学平衡、反应平衡时理想气体的热容、多个反应的平衡、燃料的化学火用，、燃料电池、热力学第三定律等
考试（2学时）
四、实验或上机内容
五、前修课程要求
六、学时分配
七、教材与主要参考书。