一、课程基本信息

二、课程描述

中文：

这是一门为建筑环境与能源应用工程专业学生开设的专业基础课，通过该课程的教学使学生能够掌握热力学的基本概念和基本理论，为学生学习相关后续专业课程，如空调用制冷技术、暖通空调、热泵技术等，打下必不可少的基础；通过工程热力学的整个教学过程逐渐培养学生分析问题、概括问题的能力，培养学生具有比较熟练的运用热力学原理和方法进行热力系统分析的能力，对实际工程热力系统中反映出的信息能予以理解和利用；主要内容为热力系统分析的基本方法和基本原理，具体包括：热力性质、热力学第一定律、热力过程、热力学第二定律和熵、水蒸气、湿空气、热力循环等。

英文：

This is a basic course for majors of Building Environment and Energy Engineering, aiming at the students’ mastery of the basic concepts and theories of thermodynamics, thus laying a solid foundation for their study of follow-up courses such as refrigeration, HVAC, and heat pump. The study of this course develops the students’ ability to analyze and solve practical problems, to analyze the thermodynamic system using thermodynamic method, and to understand and use the information involved in practical thermodynamic system. The main contents of this course are the basic approaches and principles of analyzing the thermodynamic system, including the thermodynamic property, the first law of thermodynamics, thermodynamic process, the second law and entropy, steam, moist air and thermodynamic cycle.

三、课程内容

（一） 课程教学目标

工程热力学是研究物质的热力性质、热能与其他能量之间相互转换的一门工程基础理论学科，是建筑环境与设备专业的主要技术基础课之一。建筑环境与设备工程专业的专业内容及特点决定了在工程热力学课程教学时需有所侧重，引入专业背景，重点培养学生分析及解决专业范围内的热力学问题的能力，因此有必要设置《建筑环境与设备工程热力学基础》课程。通过本课程的学习，使学生掌握本专业涉及的热力学基础理论知识，为学习后续的专业课打下坚实的基础。

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对建筑环境与设备工程专业所涉及的各种热工过程和热力循环进行分析计算。

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储备必要的基础知识，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得学生得到一定的训练。

（二） 基本教学内容

工程热力学的主要内容大致可以分为两个方面，即：基本理论部分和基本理论的应用部分。基本理论部分包括工质的性质、热力学第一定律和热力学第二定律等内容；基本理论的应用部分主要是将热力学基本理论应用于各种热力装置的工作过程，并对气体和蒸汽循环、致冷循环、热泵循环、喷管及扩压管等进行热力分析和计算，探讨影响能量转换效果的因素以及提高转换效率的途径和方法等。本课程要求学生了解工程热力学在专业学习中的地位和作用；理解基本概念及研究方法、特点、并能正确运用它们，能对热力系统进行分析计算，具有进行建立热力学模型的能力；掌握热力学的基本定律，并能正确应用这些规律进行热力过程的分析和计算，能够运用图表进行热力分析和计算，掌握热力过程及循环的一般方法。

绪论

教学目的与要求：了解课程基本内容，学习本课程应注意的问题。

教学重点：工程热力学对于本专业的重要性与必要性

教学难点：适当的工程实例选取

教学内容：讲解工程热力学的发展历史，通过实例引发学生对课程内容的兴趣。

学时分配：2学时

第一章、基本概念

教学目的与要求：掌握工程热力学中的有关基本概念

教学重点：讲解利用相关基本概念分析热力系统的必要性与方法

教学难点：部分基本概念过于抽象化，如何讲解清楚是教学难点

教学内容：热力系统；工质热力状态及基本状态参数；平衡状态；准静态过程、可逆过程；热力循环。

学时分配：8学时

第二章、理想气体性质

教学目的与要求：掌握气体热力系统状态变化分析与计算的方法

教学重点：理想气体的概念与状态方程

教学难点：比热容的概念、混合气体性质

教学内容：理想气体概念；理想气体状态方程；理想气体比热；混合气体性质。

学时分配：6学时

第三章、热力学第一定律

教学目的与要求：掌握利用热力学第一定律分析热力系统的方法

教学重点：热力系统的能量守恒

教学难点：焓、开口与闭口系统能量方程

教学内容：系统储存能；系统与外界传递的能量；闭口、开口系统能量方程；稳态稳流能量方程及应用。

学时分配：7学时

第四章、理想气体热力过程和气体压缩

教学目的与要求：掌握理想气体的基本热力过程及相关计算

教学重点：四种典型气体热力过程的特点与计算

教学难点：由基本热力过程引出多变过程，压气机原理

教学内容：分析热力过程的一般目的及一般方法；气体的基本热力过程及多变过程；压气机的理论压缩轴功；活塞式压气机余隙影响；多级压缩及中间冷却。

学时分配：7学时

第五章、热力学第二定律

教学目的与要求：掌握利用热力学第二定律分析热力系统的方法

教学重点：热力学第二定律、卡诺定理、熵的概念

教学难点：热力过程发生的方向性及熵的引出

教学内容：热力学第二定律的实质及表述；卡诺循环、卡诺定理；熵与熵方程；孤立系统熵增原理；火用和火无。

学时分配：9学时

第七章、水蒸气

教学目的与要求：掌握水、水蒸气的热力过程变化特点及相关计算

教学重点：水蒸气的定压发生过程及计算

教学难点：水蒸气热力过程的工程计算

教学内容：液体的蒸发与沸腾；水蒸汽定压发生过程；水蒸汽表和图；水的三相图和三相点；水蒸气的基本热力过程。

学时分配：7学时

第八章、湿空气

教学目的与要求：掌握湿空气的热力过程变化特点及相关计算

教学重点：湿空气焓湿图及计算

教学难点：焓湿图的理解与应用

教学内容：湿空气的性质；湿空气的焓湿图；湿空气的基本热力过程。

学时分配：8学时

第九章、气体和蒸汽的流动

教学目的与要求：掌握高速流动条件下气体的热力性质变化规律及相关计算

教学重点：喷管、扩压管等管道中气体流动性质变化规律

教学难点：气体高速流动过程中的能量转换

教学内容：绝热稳定流动的基本关系式；气体在喷管中的绝热流动、喷管中流速及流量计算；喷管主要尺寸的确定；实际喷管有摩擦的流动；扩压管流动；气体和蒸汽的绝热节流。

学时分配：4学时

第十章、动力循环

教学目的与要求：掌握动力循环的基本原理及工程应用

教学重点：基本动力循环的原理

教学难点：能量转换在动力循环中的体现

教学内容：蒸汽动力的基本循环；朗肯循环；回热循环与再热循环；热电循环；内燃机循环；燃气轮机循环。

学时分配：2学时

第十一章、制冷循环

教学目的与要求：掌握制冷循环的基本原理及工程应用

教学重点：基本制冷循环的原理

教学难点：能量转换在制冷循环中的体现

教学内容：空气压缩制冷循环；蒸气压缩制冷循环；蒸汽喷射制冷循环；吸收式制冷循环；热泵；气体的液化。

学时分配：4学时

四、考核方式

采用平时成绩与期末考试成绩相结合的方式，分别占期末总成绩的30%和70%，期末考试采用笔试，百分制。考试内容覆盖全部教学内容，课程重点内容约占80%，基本理论和基本概念约占50%，计算及分析部分约占考试内容的50%。

五、教材及参考书

教材：

廉乐明、李力能、吴家正等编.工程热力学（第四版）[高校建筑环境与设备工程学科专业指导委员会推荐教材].中国建筑工业出版社.1999

参考书：

（1）.M. C. 波特尔，C. W. 萨默顿[美] 著.工程热力学.科学出版社.2002

（2）.严家碌编.工程热力学.人民教育出版社.1981

（3）.童钧耕，卢万成编.热工基础.上海交通大学出版社.2001

六、授课手段

利用多媒体教学的优势，使内容深入浅出，加强学生对学习内容的理解与认识。在讲授中应选择有代表性的内容讲解，做到举一反三，提倡互动启发式教学，着重培养学生的能力。在课外安排学生听有关专业知识的学术报告，加深学生对专业知识的理解和扩展学生的专业面。