工程热力学_四川农业大学_中国大学MOOC(慕课)

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SPOC学校专有课程

工程热力学

开课时间： 2025年09月08日 ~ 2026年01月11日

学时安排： 4-6小时每周

进行至第2周，共18周已有 198 人参加

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spContent=课程以探索能量哲学原理、阐明能量转换规律为核心，以提升能量转换效率、服务节能减排、助推蓝天工程为目标。课程不仅为学生学习专业课程提供基础理论知识，也为日后从事热利用、热设计、热管理等方面的工作奠定基础。

课程以探索能量哲学原理、阐明能量转换规律为核心，以提升能量转换效率、服务节能减排、助推蓝天工程为目标。课程不仅为学生学习专业课程提供基础理论知识，也为日后从事热利用、热设计、热管理等方面的工作奠定基础。

—— 课程团队

课程概述

工程热力学是研究热能与其他形式能量相互之间转换规律和方法，以及提高能量转换效率途径的一门学科。工程热力学不仅为学生学习专业课程提供基础理论知识，培养学生的工程素质，而且也为日后从事有关热能利用、热设计、热管理和热控制等方面的工程技术工作奠定基础。课程的主要内容有：基本概念，基本定律（热力学第一定律和第二定律），工质的热力性质（理想气体、实际气体及湿空气），热力过程（压气机内的热力过程及喷管内的热力过程），热力循环（动力循环及制冷循环）等。

授课目标

• 掌握工程热力学的基本理论和基本知识，能正确进行热力过程和热力循环的分析和计算。

• 培养学生辩证思维和逻辑思维能力，训练学生针对实际问题建立热力学模型的能力。

• 培养学生对有关热工问题的判断、估计和综合分析能力，为今后从事相关的工程技术和科学研究工作打下基础。

成绩要求

1.完成所有课程的学习；

2.本课程采取百分制，本课程成绩满分为100分。

3.平台不再支持免费电子证书，只有认证证书，认证证书要付费在线申请。

课程大纲

0 绪论

0-1 热能及其利用

0-2 工程热力学的研究内容

0-3 工程热力学的研究方法

第0章测验

1 基本概念及定义

1-1 热能动力装置

1-2 热力系统

1-3 热力状态和基本状态参数

1-4 平衡状态、状态方程式和坐标图

1-5 热力过程

1-6 功和热量

1-7 热力循环

第1章测验

2 热力学第一定律

2-1 热力学第一定律的实质

2-2 热力学能

2-3 焓

2-4 第一定律的基本能量方程式

2-5 稳定流动能量方程

2-6 能量方程的应用

第2章测验

3 气体和蒸汽的性质

3-1 理想气体的概念

3-2 理想气体的比热容

3-3 理想气体的热力学能、焓和熵

3-4 水的饱和状态和相图

3-5 水的定压加热汽化过程

3-6 水和水蒸气的热力学性质

第3章测验

4 气体和蒸汽的基本热力过程

4-1 理想气体可逆多变过程

4-2 定容过程、定压过程和定温过程

4-3 绝热过程

4-4 理想气体热力过程综合分析

4-5 水蒸气的基本过程

第4章测验

5 热力学第二定律

5-1 卡诺循环和多热源可逆循环

5-2 卡诺定理

5-3 熵、热力学第二定律数学表达式

5-4 熵方程

5-5 孤立系统熵增原理

5-6 能量贬值原理

第5章测验

6 实际气体的性质及热力学一般关系式

6-1 实际气体性质主要内容和研究方法

6-2 理想气体状态方程用于实际气体的偏差

6-3 实际气体状态方程：范德瓦尔斯方程

6-4 实际气体状态方程：维里状态方程

6-5 对应态原理与通用压缩因子图

6-6 热力学一般关系式

6-7 热力学能、焓和熵的一般关系式

第6章测验

7 气体与蒸汽的流动

7-1 稳定流动的基本方程式

7-2 促使流速改变的条件

7-3 喷管的计算（上）

7-4 喷管的计算（下）

7-5 有摩阻的绝热流动

7-6 绝热节流

第7章测验

8 压气机的热力过程

8-1 单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功量

8-2 余隙容积的影响

8-3 多级压缩和级间冷却

8-4 叶轮式压气机工作原理

第8章测验

9 气体动力循环

9-1 分析动力循环的一般方法

9-2 活塞式内燃机实际循环的简化

9-3 活塞式内燃机的理想循环

9-4 活塞式内燃机三种理想循环的比较

9-5 燃气轮机装置循环

9-6 提高燃气轮机装置循环热效率的措施

第9章测验

10 蒸汽动力装置

10-1 简单蒸汽动力装置循环——概述

10-2 简单蒸汽动力装置循环——朗肯循环

10-3 再热循环

10-4 回热循环

第10章测验

11 制冷循环

11-1 概述

11-2 压缩空气制冷循环

11-3 回热式压缩空气制冷循环

11-4 压缩蒸气制冷循环

11-5 逆卡诺热机及膨胀机替代节流阀的分析

第11章测验

12 理想气体混合物及湿空气

12-1 理想气体混合物

12-2 理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵

12-3 湿空气简介

12-4 湿空气的状态参数和湿球温度

12-5 湿空气的焓-湿图

12-6 湿空气过程及其应用

第12章测验

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预备知识

高等数学，大学物理，计算机语言

参考资料

（一）主教材

[1] 沈维道，童钧耕. 工程热力学(第5版). 北京:高等教育出版社, 2016.

[2] 高源.工程热力学同步辅导及习题全解（第5版）. 北京:中国水利水电出版社，2018.

（二）参考书目

[1] 严家騄，王永清. 工程热力学（第5版）. 北京:高等教育出版社,2015

[2] 朱明善, 刘颖, 林兆庄等. 工程热力学（第2版）. 北京:清华大学出版社, 2001.

[3] 曾丹苓, 熬越, 张新铭等. 工程热力学（第3版）. 北京:高等教育出版社, 2002.

[4] Yunus A. Cengel, Michael A. Boles, Thermodynamics:an Engineering Approach(7th Edition), McGraw-Hill Education, 2016.

[5] Claus Borgnakke, Richard E. Sonntag, and Gordan J.Van Wylen, Fundamentals of Engineering Thermodynamics(10th Edition), John Wiley & Sons Inc., 2019.

[6] Michael J. Moran, Howard N. Shapiro, Daisie D. Boettner, Margaret B. Bailey.Fundamentals of Engineering Thermodynamics(9th Edition), John Wiley & Sons Inc.，2018.

学习指导：

[1] 何雅玲. 工程热力学精要解析. 西安:西安交通大学出版社，2014.

[2] 童钧耕，荡云良，叶强. 工程热力学学习辅导与习题解答（第3版）. 北京：高等教育出版社, 2017.

[3] 吴晓敏. 工程热力学精要与题解. 北京：清华大学出版社,2012.