郑州大学 能源与动力工程专业 《工程热力学》 课程教学大纲 大纲制订人：闫水保 大纲审定人：马新灵 修订日期：2022/11/25
能源与动力工程专业 《工程热力学》 课程教学大纲 大纲制订人：闫水保 大纲审定人：马新灵 修订日期：2022/11/25 郑州大学
《工程热力学》课程教学大纲 课程编号：012148 课程名称（中/英文）：工程热力学Engineering Thermodynamics 课程类型：专业大类 总学时：56 讲课学时：56 实验学时：实验单独开 学分：35 适用对象：能源与动力工程及相关专业 先修课程：《大学物理》，《高等数学》 后续课程：《传热学》，《汽轮机原理》等 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程的性质和教学目标 《工程热力学》课程的教学目的是使学生了解并掌握关于能量转换规律及能量有效利用的基本 理论，树立合理用能、科学用能思想，并能应用这些理论对热力过程及热力循环进行定量计算和分 析，做出正确的用能策略。为学生学习专业课提供充分的理论准备，培养学生对工程中有关热工问 题的直觉、估算和综合分析的能力，为将来解决生产实际问题和参加科学研究打下必要的理论基础。 木课程的教学目标为： 课程目标1：掌握描述能量转化的基本概念和规律，能够运用热力学原理进行典型问题的定量 分析和计算能力。树立科学用能的思想。 课程目标2：培养严谨的罗辑思维能力和实事求是的科学态府。 课程目标3：定量分析解决能量利用和转化的实际工程问题的能力，了解热力学原理在新能源 领域的一些基本应用。 课程目标4：正确理解碳达峰、碳中和等国家战略的含义， 了解能源问题在国家发展中的关键 地位。为学好后续课程打下坚实的基础。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 序号 毕业要求指 毕业要求指标点具体内容 本课程的教学目标与 标点 毕业要求的对应关系 13掌握工程热物理、热能工程、制冷及低温工程 工业节能技术与先进装备领域中的能量利用和转化 保程目标1、 毕业要求1.3 方面的基础规律，能针对能源与动力工程领域的工 课程目标2 程实际问题进行建模和定量分析，确定关健因素： 2.1能够识别和判断影响工程热物理、热能工程、制 课程目标3、 华业要求2 冷及低温工程、工业节能技术与先进装备领域/系统 中复杂工程问题的关键环节和参数，提出科学的改 课程目标4
《工程热力学》课程教学大纲 课程编号：012148 课程名称（中／英文）：工程热力学/Engineering Thermodynamics 课程类型：专业大类 总 学 时：56 讲课学时：56 实验学时：实验单独开 学 分：3.5 适用对象：能源与动力工程及相关专业 先修课程：《大学物理》，《高等数学》 后续课程：《传热学》，《汽轮机原理》等 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程的性质和教学目标 《工程热力学》课程的教学目的是使学生了解并掌握关于能量转换规律及能量有效利用的基本 理论，树立合理用能、科学用能思想，并能应用这些理论对热力过程及热力循环进行定量计算和分 析，做出正确的用能策略。为学生学习专业课提供充分的理论准备，培养学生对工程中有关热工问 题的直觉、估算和综合分析的能力，为将来解决生产实际问题和参加科学研究打下必要的理论基础。 本课程的教学目标为： 课程目标 1：掌握描述能量转化的基本概念和规律，能够运用热力学原理进行典型问题的定量 分析和计算能力。树立科学用能的思想。 课程目标 2：培养严谨的逻辑思维能力和实事求是的科学态度。 课程目标 3：定量分析解决能量利用和转化的实际工程问题的能力，了解热力学原理在新能源 领域的一些基本应用。 课程目标 4：正确理解碳达峰、碳中和等国家战略的含义，了解能源问题在国家发展中的关键 地位。为学好后续课程打下坚实的基础。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 序号 毕业要求指 标点 毕业要求指标点具体内容 本课程的教学目标与 毕业要求的对应关系 1 毕业要求 1.3 1.3 掌握工程热物理、热能工程、制冷及低温工程、 工业节能技术与先进装备领域中的能量利用和转化 方面的基础规律，能针对能源与动力工程领域的工 程实际问题进行建模和定量分析，确定关键因素； 课程目标 1、 课程目标 2 2 毕业要求 2.1 2.1 能够识别和判断影响工程热物理、热能工程、制 冷及低温工程、工业节能技术与先进装备领域/系统 中复杂工程问题的关键环节和参数，提出科学的改 课程目标 3、 课程目标 4
进方案和合理化建议： 22能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原 课程目标1、 毕业要求2.2理和方法，正确表达复杂能源与动力工程问题的解 决方案 课程目标3 二、敦学的基本要求 本课程教学的基本要求是：掌握工程热力学的基本概念和定律体系，具备运用根据热力学原理 通过严谨地逻辑推理得出科学结论的能力：具备分析和解决后续课程中遇到的能量利用和转化问题 的能力。 各课程目标的培养环节为： 教学目标 培养环节 混合式教学 平时作业 课程项目 课程实验 课程目标 课程目标2 课程且标3 课程目标4 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有四个模块。 模块一：热力学基本概念和定律体系16学时 目标： (1)掌握热力学基本概念和约定： (2)理解宏观热力学研究方法。掌握宏观热力学的公理体系的内容，能够根据热力学公理推 导一些基本的方程和公式： (3)理解热力学第二定律的不同表达方法的等价性。 模块二：工质属性和状态方程的构建和参数定量计算方法14学时 目标： (1)掌握理想气体状态方程，熟练运用理想气体状态解决实际问题： (2)掌握实际气体状态方程的构建思路，热力学一般关系式的意义和推导：实际气体烙和熵 的计算方法。 (3)掌握理想气体混合物的焓和熵的计算方法： (4)相变和单元复相系平衡。化学反应过程的、熵和自由能的计算方法，状态量计算起点 的约定。平衡常数概念及用法。 模块三：典型热力过程计算、分析和评价14学时 目标：
进方案和合理化建议； 3 毕业要求 2.2 2.2 能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原 理和方法，正确表达复杂能源与动力工程问题的解 决方案 课程目标 1、 课程目标 3 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是：掌握工程热力学的基本概念和定律体系，具备运用根据热力学原理 通过严谨地逻辑推理得出科学结论的能力；具备分析和解决后续课程中遇到的能量利用和转化问题 的能力。 各课程目标的培养环节为： 教学目标 培养环节 混合式教学 平时作业 课程项目 课程实验 课程目标 1 √ √ 课程目标 2 √ √ 课程目标 3 √ √ √ 课程目标 4 √ √ √ 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有四个模块。 模块一：热力学基本概念和定律体系 16 学时 目标： （1）掌握热力学基本概念和约定； （2）理解宏观热力学研究方法。掌握宏观热力学的公理体系的内容，能够根据热力学公理推 导一些基本的方程和公式； （3）理解热力学第二定律的不同表达方法的等价性。 模块二：工质属性和状态方程的构建和参数定量计算方法 14 学时 目标： （1）掌握理想气体状态方程，熟练运用理想气体状态解决实际问题； （2）掌握实际气体状态方程的构建思路，热力学一般关系式的意义和推导；实际气体焓和熵 的计算方法。 （3）掌握理想气体混合物的焓和熵的计算方法； （4）相变和单元复相系平衡。化学反应过程的焓、熵和自由能的计算方法，状态量计算起点 的约定。平衡常数概念及用法。 模块三：典型热力过程计算、分析和评价 14 学时 目标：
(1)堂据基本热力过程、名变过程状态量、过程量的计算。 (2)掌握气体和蒸汽流动过程状态量和过程量的计算，喷管性能指标。 (3)理解气体压缩过程的建模方法和计算方法，压缩过程的改进思路，压缩过程的性能指标。 模块四：典型热力循环的演变、改进和评价2学时 目标： (1)掌握一般热力循环的性能指标，实际热力循环的热力学抽象及建模，实际热力学过程不可 逆性的处理方法。 (2)掌握气体、燕汽动力循环性能指标的计算方法：动力循环的改进思路。 (3)掌握制冷循环的性能指标计算方法：制冷循环的改进思路。 四、课程教学思想、教学方法、教学手段 1.使用“讲授、示范、演练”的模式开展教学。讲授重逻辑，示范重典型，演练重运用。以能 力为导向，实出“实践第一”的观点，培养学生解决工程实际问题的能力。 2.在教学内容上，基本原理、工质属性和过程循环三个方面交替进行，重点内容重复讲解示范， 使热力学的观点、方法在学生头脑中得了巩固，形成模式和印象。 3.在教学过程中，采用多媒体教学与传统板书相结合的方式，提高课堂教学信总量、增强教学 的示范性。 4.引导学生注重先修数学知识和计算机语言编程知识的运用，用热力学原理去解决一些后续课 程中的典型案例，使学生运用知识能力在持续实践中达到提高和强化。 5.课内讨论和课外答疑相结合。 五、各教学环节学时分配 教学内容 讲授讨论课 实验（学时） 课程项目 莫块一：热力学基本概念和定律体系 16 块二：工质属性和状态方程的构健和参 定量计算方法 14 块三：负型热力过程计算、分析和评价 学时 块四：典型热力循环的演变、改进和评 12学时 合计 56 六、考核及成绩评定方式 本课程的成绩评定方式为：期末考试成绩60%+作业及平时表现40%=100%
（1）掌握基本热力过程、多变过程状态量、过程量的计算。 （2）掌握气体和蒸汽流动过程状态量和过程量的计算，喷管性能指标。 （3）理解气体压缩过程的建模方法和计算方法，压缩过程的改进思路，压缩过程的性能指标。 模块四：典型热力循环的演变、改进和评价 12 学时 目标： （1）掌握一般热力循环的性能指标，实际热力循环的热力学抽象及建模，实际热力学过程不可 逆性的处理方法。 （2）掌握气体、蒸汽动力循环性能指标的计算方法；动力循环的改进思路。 （3）掌握制冷循环的性能指标计算方法；制冷循环的改进思路。 四、课程教学思想、教学方法、教学手段 1．使用“讲授、示范、演练”的模式开展教学。讲授重逻辑，示范重典型，演练重运用。以能 力为导向，实出“实践第一”的观点，培养学生解决工程实际问题的能力。 2．在教学内容上，基本原理、工质属性和过程循环三个方面交替进行，重点内容重复讲解示范， 使热力学的观点、方法在学生头脑中得了巩固，形成模式和印象。 3．在教学过程中，采用多媒体教学与传统板书相结合的方式，提高课堂教学信息量、增强教学 的示范性。 4．引导学生注重先修数学知识和计算机语言编程知识的运用，用热力学原理去解决一些后续课 程中的典型案例，使学生运用知识能力在持续实践中达到提高和强化。 5. 课内讨论和课外答疑相结合。 五、各教学环节学时分配 教学内容 讲授 讨论课 实验（学时） 课程项目 模块一：热力学基本概念和定律体系 16 模块二：工质属性和状态方程的构建和参 数定量计算方法 14 模块三：典型热力过程计算、分析和评价 14 学时 14 模块四：典型热力循环的演变、改进和评 价 12 学时 12 合计 56 六、考核及成绩评定方式 本课程的成绩评定方式为：期末考试成绩 60%+作业及平时表现 40% =100%
七、教材和参考书目 教材：《工程热力学》（第五版），沈维道、童钧耕主编，高等教育出版社，2017年。 参考书目：《工程热力学》（第三版）曾丹苓、敖越等编，高等教育出版社，2017年
七、教材和参考书目 教 材： 《工程热力学》（第五版），沈维道、童钧耕主编，高等教育出版社，2017 年。 参考书目：《工程热力学》（第三版）曾丹苓、敖越等编，高等教育出版社，2017 年