郑州大学：机械工程专业《工程热力学基础》课程教学大纲（2020版）

图郑州大字 机械工程专业 《工程热力学基础》 课程教学大纲 大纲制订人：赵江铭、丁顺良、陶征、刘广瑞 大纲审定人：赵凤霞 修订日期：2020/7/20

郑州大学 机械工程专业 《工程热力学基础》 课程教学大纲 大纲制订人：赵江铭、丁顺良、陶征、刘广瑞 大纲审定人：赵凤霞 修订日期：2020/7/20

《工程热力学基础》课程教学大纲 课程编号：012145 课程名称（中/英文）：工程热力学基础/Fundamentals of Engineering thermodynamics 课程类型：专业大类课 总学时：32 学分：2 适用对象：机械工程及相关专业 先修课程：高等数学、概率论、大学物理 后续课程：机械设计、机械制造工艺学 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和敦学目标 《工程热力学基础》课程是机械制造方向、机械设计方向、机电一体化方向、故障检 测方向、汽车工程方向、航空航天工程方向等专业的一门重要技术基础课。 本课程的教学目标为： 1.知识目标： 目标1：了解能源类型和特点、热能与机械能及其它能的转换方法：理解并掌握工程 热力学的研究对象及主要内容和研究方法：理解热力系、工质、状态、平衡状态、热力过 程、准静态过程、可逆过程、功、热量、热力循环概念及含义，能用相关概念解释常见热 力学现象。 目标2：了解闭口系、稳定流动系和开口系的基本概念和特点：理解并掌握热力学第 定律的含义和实质：理解并掌握闭口系、稳定流动系和开口系的能量方程式：能用热力学第 一定律解决实际问题的常用方法。 目标3：理解掌握热力学第二定律的描述及含义：理解卡诺循环和多热源可逆循环的分 析方法和卡诺定理：能用热力学第二定律的数学表达式和孤立系统熵增原理解决对热力过程 方向进行判别：理解并能利用能量贬值原理解决分析热力学中能量可用能量的变化现象 目标4：理解并掌握理想气体、理想气体比热容、热力学能、焓和熵等概念：能用理想 气体状态方程对理想气体的热力过程进行分析：理解理想气体混合物特点：理解并掌握理想 气体的等压过程、等温过程、等容过程、等熵过程和多变过程的特征和过程方程，并能利用 方程完成理想气体热力过程状态参量和能量变化的计算。 目标5：理解定压下水蒸气的发生过程：理解蒸气热力性质图表的含义，并能运用该图 表解决问趣：理解并掌握蒸气的热力过程的特性和基本规律

《工程热力学基础》课程教学大纲 课程编号:012145 课程名称（中／英文）：工程热力学基础/ Fundamentals of Engineering thermodynamics 课程类型: 专业大类课 总 学 时： 32 学 分： 2 适用对象: 机械工程及相关专业 先修课程：高等数学、概率论、大学物理 后续课程：机械设计、机械制造工艺学 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 《工程热力学基础》课程是机械制造方向、机械设计方向、机电一体化方向、故障检 测方向、汽车工程方向、航空航天工程方向等专业的一门重要技术基础课。 本课程的教学目标为： 1.知识目标： 目标 1：了解能源类型和特点、热能与机械能及其它能的转换方法；理解并掌握工程 热力学的研究对象及主要内容和研究方法；理解热力系、工质、状态、平衡状态、热力过 程、准静态过程、可逆过程、功、热量、热力循环概念及含义，能用相关概念解释常见热 力学现象。 目标 2：了解闭口系、稳定流动系和开口系的基本概念和特点；理解并掌握热力学第一 定律的含义和实质；理解并掌握闭口系、稳定流动系和开口系的能量方程式；能用热力学第 一定律解决实际问题的常用方法。 目标 3：理解掌握热力学第二定律的描述及含义；理解卡诺循环和多热源可逆循环的分 析方法和卡诺定理；能用热力学第二定律的数学表达式和孤立系统熵增原理解决对热力过程 方向进行判别；理解并能利用能量贬值原理解决分析热力学中能量可用能量的变化现象。 目标 4：理解并掌握理想气体、理想气体比热容、热力学能、焓和熵等概念；能用理想 气体状态方程对理想气体的热力过程进行分析；理解理想气体混合物特点；理解并掌握理想 气体的等压过程、等温过程、等容过程、等熵过程和多变过程的特征和过程方程，并能利用 方程完成理想气体热力过程状态参量和能量变化的计算。 目标 5：理解定压下水蒸气的发生过程；理解蒸气热力性质图表的含义，并能运用该图 表解决问题；理解并掌握蒸气的热力过程的特性和基本规律

目标6：理解并掌握湿空气的状态参数含义：理解并掌握干湿球温度计的原理和其烙湿 图的具体含义：理解并掌握湿空气的基本热力过程及其工程应用情况。 目标7：理解并掌握导热、对流和辐射三种热量传递的基本方式特点及应用：了解复合 传热与传热过程的特点及应用：能利用三种基本热传递和复合传热特点，对传热现象进行分 析。 2能力目标： 目标8：通过本课程能综合应用所学的基本知识和技能，具有进行热力系统热力过程 的熵、焓、热力功、热效蒂的分析能力设计，能灵活运用所掌握的热力学知识和方法，对 所设计的机械产品或者生产系统的中遇到的工程热力学现象建立合适模型的能力。 目标9：具有能够准确识别和判断复杂工程问题中影响机械设计、制造及其自动化领 域和系统中所涉及的关键热力学问题，并迅速分析出影响该问题的重要参数，并能灵活运 用到复杂工程问愿的解决过程中。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 序毕业要 单业要求指标点具体内容 本课程的教学目标 求指标 与毕业要求的对应 点 关系 1,2掌握机械设计、制造及其自动化领域 毕业要 的工程基班知识，能够应用其基本概念、 1 课程目标1-7 求1.2 本理论和基本方法对一个机械产品或生产 系统建立合适的模型或原理方程： 毕业要 2.1能够识别和判断影响机械设计、制造及 2 求2.1 其自动化领域/系统中复杂工程问题的关键 课程目标8-9 环节和参数。 三、课堂牧学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有七个模块。 模块一：工程热力学基础，4学时（反映教学目标1） 目标： (1)了解自然界的常见的能源类型和特点 (2)了解热能与机械能及其它能的转换方法 (3)理解并掌握工程热力学的研究对象及主要内容和研究方法 (4)正确理解热力系和工质的概念及含义： (5)正确理解状态及平衡状态的概念及含义：

目标 6：理解并掌握湿空气的状态参数含义；理解并掌握干湿球温度计的原理和其焓湿 图的具体含义；理解并掌握湿空气的基本热力过程及其工程应用情况。 目标 7：理解并掌握导热、对流和辐射三种热量传递的基本方式特点及应用；了解复合 传热与传热过程的特点及应用；能利用三种基本热传递和复合传热特点，对传热现象进行分 析。 2.能力目标： 目标 8：通过本课程能综合应用所学的基本知识和技能，具有进行热力系统热力过程 的熵、焓、热力功、热效率的分析能力设计，能灵活运用所掌握的热力学知识和方法，对 所设计的机械产品或者生产系统的中遇到的工程热力学现象建立合适模型的能力。 目标 9：具有能够准确识别和判断复杂工程问题中影响机械设计、制造及其自动化领 域和系统中所涉及的关键热力学问题，并迅速分析出影响该问题的重要参数，并能灵活运 用到复杂工程问题的解决过程中。 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 1.2 1.2 掌握机械设计、制造及其自动化领域中 的工程基础知识，能够应用其基本概念、基 本理论和基本方法对一个机械产品或生产 系统建立合适的模型或原理方程； 课程目标 1-7 2 毕业要 求 2.1 2.1 能够识别和判断影响机械设计、制造及 其自动化领域/系统中复杂工程问题的关键 环节和参数。 课程目标 8-9 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有七个模块。 模块一：工程热力学基础，4 学时(反映教学目标 1) 目标： （1）了解自然界的常见的能源类型和特点； （2）了解热能与机械能及其它能的转换方法； （3）理解并掌握工程热力学的研究对象及主要内容和研究方法； （4）正确理解热力系和工质的概念及含义； （5）正确理解状态及平衡状态的概念及含义；

(6)正确理解并掌握热力过程、准静态过程和可逆过程的概念及含义： (7)正确理解并掌握过程功和热量的概念及含义： (8)正确理解并掌握热力循环的概念及含义 模块二：热力学第一定律，6学时（反映教学目标2） 目标 (1)理解并掌握热力学第一定律的实质： (2)理解并掌握闭口系的能量方程式： (3)理解并掌握稳定流动系的能量方程式 (4)理解并掌握开口系的能量方程式： (5)理解并掌捉热力学第一定律解决实际问题的常用方法。 模块三：热力学第二定律，6学时（反映教学目标3） 目标： (1)理解掌握热力学第二定律的描述及含义： (2)掌握卡诺循环和多热源可逆循环的分析方法： (3)理解并掌握卡诺定理： (4)堂握用摘描述热力学第二定律的数学表达式： (5)掌握孤立系统熵增原理及分析方法： (6)理解并掌握能量贬值原理。 模块四：理想气体的热力性质和热力过程，6学时（反映教学目标4） 目标： (1)理解并堂据理相气体橱令及其状态方程 (2)理解并掌握理想气体比热容、热力学能、格和熵 (3)掌握理想气体混合物特点。 (4)理解并掌握理想气体的基本热力过程 (5)理解并掌握理想气体的多变过程特征。 模块五：蒸汽的热力性质和热力过程，4学时（反映教学目标5） 目标： (1)理解定压下水蒸气的发生过程： (2)理解蒸气热力性质图表的含义，并能运用该图表解决问题： (3)理解并堂握蒸气的热力过程的特性和基本规律。 模块六：湿空气，4学时（反映教学目标6） 目标： (1)理解并掌握湿空气的状态参数含义： (2)理解并掌捉干湿球温度计的原理和其烙湿图的具体含义： (3)理解并掌握湿空气的基本热力过程及其工程应用情况。 模块七：热量传递的三种基本方式，2学时（反映教学目标7） 目标： (1)理解并掌握导热、对流和辐射三种热量传递的基本方式特点及应用：

（6）正确理解并掌握热力过程、准静态过程和可逆过程的概念及含义； （7）正确理解并掌握过程功和热量的概念及含义； （8）正确理解并掌握热力循环的概念及含义。 模块二：热力学第一定律，6 学时(反映教学目标 2) 目标： （1）理解并掌握热力学第一定律的实质； （2）理解并掌握闭口系的能量方程式； （3）理解并掌握稳定流动系的能量方程式； （4）理解并掌握开口系的能量方程式； （5）理解并掌握热力学第一定律解决实际问题的常用方法。 模块三：热力学第二定律，6 学时(反映教学目标 3) 目标： （1）理解掌握热力学第二定律的描述及含义； （2）掌握卡诺循环和多热源可逆循环的分析方法； （3）理解并掌握卡诺定理； （4）掌握用熵描述热力学第二定律的数学表达式； （5）掌握孤立系统熵增原理及分析方法； （6）理解并掌握能量贬值原理。 模块四：理想气体的热力性质和热力过程，6 学时(反映教学目标 4) 目标： （1）理解并掌握理想气体概念及其状态方程； （2）理解并掌握理想气体比热容、热力学能、焓和熵； （3）掌握理想气体混合物特点。 （4）理解并掌握理想气体的基本热力过程； （5）理解并掌握理想气体的多变过程特征。 模块五：蒸汽的热力性质和热力过程，4 学时(反映教学目标 5) 目标： （1）理解定压下水蒸气的发生过程； （2）理解蒸气热力性质图表的含义，并能运用该图表解决问题； （3）理解并掌握蒸气的热力过程的特性和基本规律。 模块六：湿空气，4 学时(反映教学目标 6) 目标： （1）理解并掌握湿空气的状态参数含义； （2）理解并掌握干湿球温度计的原理和其焓湿图的具体含义； (3) 理解并掌握湿空气的基本热力过程及其工程应用情况。 模块七： 热量传递的三种基本方式，2 学时(反映教学目标 7) 目标： （1）理解并掌握导热、对流和辐射三种热量传递的基本方式特点及应用；

(2)了解复合传热与传热过程的特点及应用。 四、实验教学内容及要求 五、课程教学思想、教学方法、教学手段 本课程是机械工程专业的专业大类课程之 1.采用启发式教学，以激发学生主动学习的兴趣，并培养学生独立思考、分析问题和 解决问愿的能力，最终引导学生主动通过实践和自学环节掌握本门课程相关知识。 2.教学思想：本课程是一门理论性和实践性较强的课程，它既强调知识的综合性、实 用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问恩的能力。因此，本课程的教学思想 为：强化基础、追求创新 3.教学方法：针对目前本课程的学时少、内容多的现状，采用的教学方法主要是讲重 点、讲难点、讲思路、讲方法，突出工程热力学主线、强化理论联系实际，既注意严格的 逻辑推理又进行渗透式、归纳式、讨论式教学以培养学生的创新精神和自主学习的能力。 4.教学手段：板书、PPT、动画、讨论。 5。课内讨论和课外答疑相结合，学生可随时进行答疑。 六、各教学环节学时分配 实验 讲课（学 教学内容 习题课讨论课 (学 其他 合计 时) 时) 模块一：工程热力学基础 4 模块二：热力学第一定律 6 模块三：热力学第二定律 6 模块四：理想气体的热力性质和热力过 6 模块五：蒸气热力性质和热力过程 4 模块六：湿空气 4 模块七：热量传递的三种基本方式简介 2 合计 32 32 七、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70%+作业20%+平时表现10%=100%。 1.综合评分法

（2）了解复合传热与传热过程的特点及应用。 四、实验教学内容及要求 无 五、课程教学思想、教学方法、教学手段 本课程是机械工程专业的专业大类课程之一。 1.采用启发式教学，以激发学生主动学习的兴趣，并培养学生独立思考、分析问题和 解决问题的能力，最终引导学生主动通过实践和自学环节掌握本门课程相关知识。 2.教学思想：本课程是一门理论性和实践性较强的课程，它既强调知识的综合性、实 用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力。因此，本课程的教学思想 为：强化基础、追求创新。 3.教学方法：针对目前本课程的学时少、内容多的现状，采用的教学方法主要是讲重 点、讲难点、讲思路、讲方法，突出工程热力学主线、强化理论联系实际，既注意严格的 逻辑推理又进行渗透式、归纳式、讨论式教学以培养学生的创新精神和自主学习的能力。 4.教学手段：板书、PPT、动画、讨论。 5.课内讨论和课外答疑相结合，学生可随时进行答疑。 六、各教学环节学时分配 教学内容 讲课（学 时） 习题课 讨论课 实验 （学 时） 其他 合计 模块一：工程热力学基础 4 模块二：热力学第一定律 6 模块三：热力学第二定律 6 模块四：理想气体的热力性质和热力过 程 6 模块五：蒸气热力性质和热力过程 4 模块六：湿空气 4 模块七：热量传递的三种基本方式简介 2 合计 32 32 七、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 70%+作业 20%+平时表现 10% =100%。 1.综合评分法

课程目标 目标1-目标8-考核环节成绩比例合计(%) 7 9 毕业要求 1.2 2.1 作业 30 考核环节及成绩比例(% 平时表现 10 课程考核75 25 70 毕业要求指标点所占比例合计(%) 100 2.评分标准： 1)期末考试 按期末考试的标准答案、评分标准百分制评分，总评后折算成70分。 期末考试采用闭卷方式，题型一般采用判断正误恩、选择愿、填空题、计算题、分析 题、标注趣等。 2)作业： 每次作业必须在规定时间上交，迟交作业或作业满足下列要求，均以零分计，每次作 业按百分制评分，总评后折算为20分。 作业的评分标准： 完成情况 得分 严格按照作业要求并及时完成，基本概念清晰，解决问题的方案80-100分 正确、合理，能提出不同的解决问题方案。 基本按照作业要求并及时完成，基本概念基本清晰，解决问题的60-79分 方案基本正确、基本合理 不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，解决问题的40-59分 方案基本不正确、不合理， 不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，不能制定正0-39分 确和合理解决问愿的方案 3)课堂表现： 案例分析讨论、知识点讨论、作业讨论等，按百分制评分，总评后折算为10分。 课堂表现评分标准： 完成情况 得分 资料的查阅、知识熟练运用，积极参与讨论、能阐明自己的观点和80-100分 想法，能与其他同学合作、交流，共同解决问题。 基本做到资料的查阅、知识的运用，能参与讨论、能阐明自己的观60-79分 点和想法，能与其他同学合作、交流，共同解决问愿。 做到一些资料的查阅和知识的运用，参与讨论一般、不能阐明自4059分 己的观点和想法，与其他同学合作、交流，共同解决问题的能力态 度一般

课程目标 目标1- 7 目标8- 9 考核环节成绩比例合计（%） 毕业要求 1.2 2.1 考核环节及成绩比例（%） 作业 20 平时表现 10 课程考核 75 25 70 毕业要求指标点所占比例合计（%） 100 2.评分标准： 1）期末考试 按期末考试的标准答案、评分标准百分制评分，总评后折算成 70 分。 期末考试采用闭卷方式，题型一般采用判断正误题、选择题、填空题、计算题、分析 题、标注题等。 2）作业： 每次作业必须在规定时间上交，迟交作业或作业满足下列要求，均以零分计，每次作 业按百分制评分，总评后折算为 20 分。 作业的评分标准： 完成情况 得分 严格按照作业要求并及时完成，基本概念清晰，解决问题的方案 正确、合理，能提出不同的解决问题方案。 80-100 分 基本按照作业要求并及时完成，基本概念基本清晰，解决问题的 方案基本正确、基本合理 60-79 分 不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，解决问题的 方案基本不正确、不合理， 40-59 分 不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，不能制定正 确和合理解决问题的方案。 0-39 分 3）课堂表现： 案例分析讨论、知识点讨论、作业讨论等，按百分制评分，总评后折算为 10 分。 课堂表现评分标准： 完成情况 得分 资料的查阅、知识熟练运用，积极参与讨论、能阐明自己的观点和 想法，能与其他同学合作、交流，共同解决问题。 80-100 分 基本做到资料的查阅、知识的运用，能参与讨论、能阐明自己的观 点和想法，能与其他同学合作、交流，共同解决问题。 60-79 分 做到一些资料的查阅和知识的运用，参与讨论一般、不能阐明自 己的观点和想法，与其他同学合作、交流，共同解决问题的能力态 度一般。 40-59 分

不能做到资料的查阅和知识的运用，不积极参与讨论，不能与其0-39分 他同学合作、交流，共同解决问题 八、教材和参考书目（黑体，小4号字） 散材：傅秦生，赵小明，唐桂华热工基础及应用（第3版）(“十一五”普通高等教育本 科国家级规划教材).5BN:9787111515395,北京：机械工业出版社，2015 参考书目： 【.傅秦生，工程热力学(“十二五”普通高等教有本科国家级规划教材)SBN 9787111370376,北京：机械工业出版社，2012-3-26 [2沈维道，童钧耕工程热力学（第5版）(“十二五”普通高等教有本科国家级规划牧 材).SBN:9787040446326,北京：高等教有出版社，2016年3月出版 [3]杨世铭，陶文经.传热学（第4版）(“十一五”规划教材).北京：高等教育出饭社，ISB:978 7-04-018918-6,2015 [4许国良、王晓墨、邬田华、陈维汉编著工程传热学.15BN:9787560972466,武汉：华 中科技大学出版社，2011-91 [51王补宣.工程热力学.1SBN:9787040291698,北京：高等教有出版社，2011-05-18 [6严家騄工程热力学（第5版）(“十一五”普通高等教有本科国家级规划教材).SBN: 9787040429466,北京：高等教育出版社，2015-07-17 [7)华自强，张忠进，高青等.工程热力学（第4版）.5BN:9787040280630,北京：高等 教育出版社，2009-11-13 8)华曾丹苓，敖越，张新铭，刘朝等.工程热力学（第3版）.SBN:9787040116069,北京： 高等教育出版社，2002-12-15 参考网站： 【1),共享课程网站：《工程热力学》，http://www.icourses cn/coursestatic/course2974ht型 [2,共享课程网站：《热工基础》http://www.icourses.cn/coursestatic/course7O80ht [3l,共享课程网站：《工程传热学)http://www.icourses.en/coursestatic/course2585html [4.共享课程网站：《传热学》tp://www.icourscs..cn/coursestatic/course2975.html

不能做到资料的查阅和知识的运用，不积极参与讨论，不能与其 他同学合作、交流，共同解决问题。 0-39 分 八、教材和参考书目 （黑体，小 4 号字） 教材：傅秦生，赵小明，唐桂华.热工基础及应用（第 3 版）（“十一五”普通高等教育本 科国家级规划教材）. ISBN： 9787111515395，北京：机械工业出版社，2015 参考书目： [1].傅秦生.工程热力学（“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材）.ISBN： 9787111370376，北京：机械工业出版社，2012-3-26 [2]沈维道，童钧耕.工程热力学（第 5 版）（“十二五”普通高等教育本科国家级规划教 材）.ISBN： 9787040446326，北京：高等教育出版社，2016 年 3 月出版 [3]杨世铭，陶文铨.传热学（第 4 版）（“十一五”规划教材）.北京：高等教育出版社，ISBN：978- 7-04-018918-6，2015 [4]许国良、王晓墨、邬田华、陈维汉编著.工程传热学.ISBN：9787560972466，武汉：华 中科技大学出版社，2011-9-1 [5]王补宣.工程热力学.ISBN：9787040291698，北京：高等教育出版社，2011-05-18 [6]严家騄.工程热力学（第 5 版）（“十一五”普通高等教育本科国家级规划教材）.ISBN： 9787040429466，北京：高等教育出版社，2015-07-17 [7]华自强，张忠进，高青等.工程热力学（第 4 版）.ISBN：9787040280630，北京：高等 教育出版社，2009-11-13 [8]华曾丹苓，敖越，张新铭，刘朝等.工程热力学 (第 3 版).ISBN：9787040116069，北京： 高等教育出版社，2002-12-15 参考网站： [1].共享课程网站：《工程热力学》，http://www.icourses.cn/coursestatic/course_2974.html [2].共享课程网站：《热工基础》http://www.icourses.cn/coursestatic/course_7080.html [3].共享课程网站：《工程传热学》http://www.icourses.cn/coursestatic/course_2585.html [4].共享课程网站：《传热学》http://www.icourses.cn/coursestatic/course_2975.html

大纲制订人：赵江铭、丁顺良、陶征、刘广瑞 大纲审定人：赵凤霞 制订日期：2017/9/17 修订日期：2020/7/20

大纲制订人：赵江铭、丁顺良、陶征、刘广瑞 大纲审定人：赵凤霞 制订日期：2017/9/17 修订日期：2020/7/20