最新工程热力学课程 高中其它科目课件教案

•教学背景与目标•教学内容与方法•教学资源与工具•教学过程与实施目录•教学评价与反馈•教师角色与素质要求01教学背景与目标课程背景介绍工程热力学在能源与动力工程领域的重要性工程热力学是研究热能与机械能相互转换以及热能传递规律的学科，对于能源的高效利用和动力设备的优化设计具有重要意义。

当前工程热力学教学面临的挑战随着科技的快速发展和新能源技术的不断涌现，工程热力学的教学内容需要不断更新和完善，以适应新的教学需求。

教学目标设定知识与技能目标使学生掌握工程热力学的基本概念和基本定律，了解热能传递和转换的基本过程，能够运用所学知识分析和解决简单的工程热力学问题。

过程与方法目标通过理论讲解、案例分析、实验操作等多种教学手段，培养学生的分析、综合、创新和实践能力。

情感态度与价值观目标激发学生对工程热力学的学习兴趣和热情，培养学生的团队协作精神和创新意识，提高学生的职业素养和社会责任感。

学生需求分析学生的专业背景和先修课程01学生的学习特点和兴趣爱好02学生在未来职业发展中的需求03教学重点与难点教学重点教学难点02教学内容与方法整合知识点间的联系，构建系统的知识体系，如将热力学第一定律和第二定律结合起来讲解热机的工作原理；强调知识点的工程应用背景，引导学生将理论知识与实际问题相结合。

梳理工程热力学基本概念、定律和原理，如热力学系统、热力学第一定律、热力学第二定律等；知识点梳理与整合根据工程热力学的学科特点，选择启发式、案例式、讨论式等教学方法；针对学生的实际情况，采用分层次、分阶段的教学方式，逐步提高教学难度；利用多媒体、网络等现代化教学手段，增强教学的直观性和趣味性。

教学方法选择依据设计课堂提问环节，鼓励学生主动思考和回答问题，激发学生的学习兴趣；安排小组讨论环节，引导学生就某一问题进行深入探讨和交流，培养学生的合作精神和沟通能力；设置课堂练习环节，让学生及时巩固所学知识，提高教学效果。

课堂互动环节设计案例分析与实践应用引入工程实例，分析热力学理论在工程中的应用，如汽轮机、内燃机等热力设备的热力过程分析；安排实验课程，让学生亲自动手操作，加深对热力学理论的理解和掌握；布置课程设计任务，让学生综合运用所学知识解决实际问题，培养学生的工程实践能力和创新能力。

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。

目录•课程简介与目标•热力学基本概念与定律•热力学性质与过程分析•热力学在能源转换中的应用•热力学在环境保护中的应用•实验课程安排与要求课程简介与目标工程热力学的研究对象和任务研究热能与机械能相互转换的规律，以及提高能量转换效率的途径。

工程热力学在能源领域的应用涉及动力、制冷、空调、化工、环保等多个领域，为能源的高效利用提供理论指导。

工程热力学与相关学科的关系与传热学、流体力学、燃烧学等学科密切相关，共同构成能源科学与工程学科体系。

工程热力学概述030201知识目标掌握工程热力学的基本概念、基本原理和基本方法，了解工程热力学在能源领域的应用。

能力目标能够运用工程热力学知识分析实际工程问题，提出解决方案，并具备初步的工程设计和创新能力。

素质目标培养学生的工程素养、创新意识和团队协作精神，提高学生的综合素质。

课程目标与要求教材及参考书目01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。

热力学基本概念与定律温度、热量与内能温度温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。

热量热量是指当系统与外界存在温差时，通过热交换，系统从外界吸收或向外界放出的能量。

内能内能是物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和。

热力学系统与过程热力学系统热力学系统是指某一由大量粒子组成的宏观物质系统。

粒子间的相互作用力可以忽略，但又大量到足以符合统计规律，从而能确定其宏观性质。

热力学过程热力学过程是指热力学系统从某一始态出发，经过某一特定路径转变为另一终态的整个过程。

热力学第一定律热力学第一定律的表述热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。

热力学第一定律的数学表达式ΔU=W+Q，其中ΔU为内能的变化量，W为外界对系统做的功，Q为系统从外界吸收的热量。

工程热力学教案教案标题：工程热力学教学目标：1. 理解工程热力学的基本概念和原理。

2. 掌握工程热力学中的常用计算方法。

3. 能够应用工程热力学知识解决实际问题。

教学重点：1. 工程热力学的基本概念和原理。

2. 热力学系统的性质和特点。

3. 热力学过程的描述和分析。

4. 热力学循环的计算和优化。

教学难点：1. 热力学系统的性质和特点的理解。

2. 热力学过程的描述和分析方法的掌握。

3. 热力学循环的计算和优化方法的应用。

教学准备：1. 教学PPT或投影仪。

2. 教学实例和案例分析材料。

3. 实验室设备和实验材料（可选）。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 引入工程热力学的基本概念和应用领域。

2. 激发学生的学习兴趣，提出与实际生活和工程实践相关的问题。

二、理论讲解（30分钟）1. 介绍热力学系统的性质和特点，如封闭系统、开放系统等。

2. 解释热力学过程的描述方法，如等温过程、绝热过程等。

3. 讲解热力学循环的基本原理和常见循环类型。

三、计算方法与案例分析（40分钟）1. 介绍工程热力学中常用的计算方法，如热力学方程、热力学图表等。

2. 分析实际案例，应用计算方法解决工程热力学问题。

3. 引导学生进行讨论和思考，加深对工程热力学知识的理解。

四、实验演示（可选，30分钟）1. 进行与工程热力学相关的实验演示，如热力学循环实验等。

2. 引导学生观察实验现象，分析实验数据，并与理论知识进行对比和验证。

五、总结与拓展（10分钟）1. 总结工程热力学的基本概念和计算方法。

2. 引导学生思考工程热力学在实际工程中的应用和发展前景。

3. 提供相关学习资源和拓展阅读推荐。

教学评估：1. 课堂练习：布置与工程热力学相关的计算题目，检验学生对知识的掌握程度。

2. 实验报告：要求学生撰写实验报告，包括实验过程、数据分析和结论。

3. 课堂讨论：鼓励学生积极参与课堂讨论，分享自己的思考和观点。

教学延伸：1. 建议学生参加相关实习或实践活动，加深对工程热力学知识的理解和应用。

《工程热力学》课程教案*** 本课程教材及主要参考书目教材：沈维道、蒋智敏、童钧耕编，工程热力学（第三版），高等教育出版社，2001.6手册：严家騄、余晓福着，水和水蒸气热力性质图表，高等教育出版社，1995.5 实验指导书：华北电力大学动力系编，热力实验指导书，2001参考书：曾丹苓、敖越、张新铭、刘朝编，工程热力学（第三版），高等教育出版社，2002.12 王加璇等编着，工程热力学，华北电力大学，1992年。

朱明善、刘颖、林兆庄、彭晓峰合编，工程热力学，清华大学出版，1995年。

曾丹苓等编着，工程热力学（第一版），高教出版社，2002年全美经典学习指导系列，[美]M.C. 波特尔、C.W. 萨默顿着郭航、孙嗣莹等译，工程热力学，科学出版社，2002年。

何雅玲编，工程热力学精要分析及典型题精解，西安交通大学出版社，2000.4概论（2学时）1. 教学目标及基本要求从人类用能的历史和能量转换装置的实例中认识理解：热能利用的广泛性和特殊性；工程热力学的研究内容和研究方法；本课程在专业学习中的地位；本课程与后续专业课程乃至专业培养目标的关系。

2. 各节教学内容及学时分配0-1 热能及其利用（0.5学时）0-2 热力学及其发展简史（0.5学时）0-3 能量转换装置的工作过程（0.2学时）0-4 工程热力学研究的对象及主要内容（0.8学时）3. 重点难点工程热力学的主要研究内容；研究内容与本课程四大部分（特别是前三大部分）之联系；工程热力学的研究方法4. 教学内容的深化和拓宽热力学基本定律的建立；热力学各分支；本课程与传热学、流体力学等课程各自的任务及联系；有关工程热力学及其应用的网上资源。

5. 教学方式讲授，讨论，视频片段6. 教学过程中应注意的问题特别注意：本课程作为热能与动力工程专业学生进入专业学习的第一门课程（专业基础课），要引导学生的学习兴趣和热情。

另，用例应尽量采用较新的事实和数据。

7. 思考题和习题思考题：工程热力学的宏观研究方法与微观方法的比较作业: （短文，一、二页即可）网络文献综述——能源利用与工程热力学8. 师生互动设计讲授中提问并启发讨论：从本课程教材的四大部分的标题看，对于工程热力学的研究内容有没有一个初步的认识（可以“猜想”）？知道热力学第一、第二定律吗？第三、第零定律呢？请举例并比较：宏观研究方法和微观研究方法。

工程热力学工程热力学的作用：主要研究热能与机械能相互转换的规律、方法及提高转化率的途径，比较集中地表现为能量方程。

工程热力学部分的主要内容（1）基本概念与基本定律，如工质、热力系、热力状态、状态参数及热力过程、热力学第一定律、热力学第二定律等等，这些基本概念和基本定律是全部工程热力学的基础。

（2）常用工质的热力性质。

其主要内容是理想气体、水蒸气、湿空气等常用工质的基本热力性质。

工质热力性质的研究是具体分析计算能量传递与转换过程的前提。

（3）各种热工设备的热力过程。

其主要内容有理想气体的热力过程、气体和蒸汽在喷管和扩压管中流动过程及蒸汽动力循环等热力过程的分析计算。

这些典型热工设备热力过程的分析计算，是工程热力学应用基本定律结合工质特性和过程特性分析计算具体能量传递与转换过程完善性的方法示例。

第一章工质及气态方程第一节工质热力系统第二节工质的热力状态基本状态参数第三节平衡状态状态方程第四节理想气体状态方程本章的主要内容1、讨论能量转换过程中所涉及的各种基本概念；2、在以气体为重要工质的能量转换过程中，介绍其状态方程。

本章的学习要求•理解工质、热力系的定义，掌握热力系的分类。

•理解热力状态和状态参数的定义；掌握状态参数的特征、分类，基本状态参数的物理意义和单位；掌握绝对压力、表压力和真空度的关系。

•掌握平衡状态的物理意义及实现条件。

•了解状态方程式及参数坐标图的物理意义及作用。

•理解热力过程、准平衡过程和可逆过程的物理意义与联系，能正确判定准平衡过程和可逆过程。

第一节工质及状态方程本节重点掌握热力系统，在学习这一概念之前先认识一个概念：【工质】1. 什么是工质?实现热能与机械能相互转换或热能转移的媒介物质。

2. 工质特性:可压缩、易膨胀、易流动3. 常用工质:热机循环中: 水蒸气、空气、燃气。

制冷循环、热泵循环中: 氨、氟里昂。

举例（1）从能量转换方面：汽轮中的水蒸气首先要知道汽轮机的工作过程，如图示（蒸汽动力循环示意图）该工作过程实现了热能——>机械能的能量转换，水蒸气作为该能量转换过程中的媒介物质，就是工质。

｛复习提问｝1、什么是热力学第一定律？2、什么事准平衡过程和可逆过程？举例描述。

3、系统储存能包括及部分，各是什么，表示符号和表达式是什么？｛导入新课｝第三节系统与外界传递的能量上一节课我们学习了系统的总储存能，这一节我们来学你系统与外界传递的能量。

在热力过程中,热力系与外界交换的能量包括三部分，分别是功量、热量和工质通过边界时所携带的能量。

下面我们分别来学习这三种能量：一、热量1、定义：系统和外界之间仅仅由于温度不同（温差）而通过边界传递的能量称为热量。

符号：Q , 单位为J或kJ2、单位质量工质与外界交换的热量用q表示,单位为J/kg或kJ/kg 。

微元过程中热力系与外界交换的微小热量用δQ或δq表示。

3、热量为在热传递中物体能量改变的量度,是过程量。

其数值大小与过程有关，所以不是状态参数。

4、热量正负规定: 系统吸热，热量取正值，Q（q）＞0 ；系统放热，热量取负值，Q（q）＜0 。

5、热量的记算式（推导）：引入新概念【熵】熵：指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。

有温差便有热量的传递,可用熵的变化量作为热力系与外界间有无热量传递以及热量传递方向的标志。

1、符号: S , 单位为J/K 或kJ/K 。

2、单位质量工质所具有的熵称为比熵, 用s 表示, 单位为J/（kg⋅K) 或kJ/（kg⋅K）。

用熵计算热量在微元可逆过程中，系统与外界传递的热量可表示为：δq =Tds δQ =TdS在可逆过程1-2中，系统吸收的热量可写为：q =⎰21Tds Q=⎰21TdS根据熵的变化判断一个可逆过程中系统与外界之间热量交换的方向：ds＞0，δq＞0，系统吸热；ds＜0，δq＜0，系统放热；ds=0，δq=0，系统与外界没有热量交换，是绝热（定熵）过程。

3. 温熵图(T-s图)在可逆过程中单位质量工质与外界交换的热量q =⎰21Tds ，大小等于T-s图（温熵图）上过程曲线下的面积，因此温熵图也称示热图。

工程热力学课程教案周次第 1 周日期年月日星期教学内容绪论第一章：基本概念及定义§1-1 热能和机械能相互转换的过程一．热能动力装置简介二．工质和热源概念§1-2 热力系统一．热力系统，外界，边界概念，二．热力系统分类三．简单可压缩系统§1-3 工质的热力学状态及其基本状态参数一．热力学状态，状态参数的概念二．状态参数的特征，分类三．基本状态参数的介绍重点与难点重点：热力系统，热力学状态，状态参数的特征难点：热力系统分类的理解状态参数是状态的单值函数的数学上的表示主要英文词汇Heat source，Heat reservoir；Working substance教学方法与手段讲授和多媒体课件相结合思考题作业题思考题：1-1，1-4,1-8 作业题：1-4，1-9备注工程热力学课程教案周次第 1 周日期年月日星期教学内容§1-4 平衡状态，状态方程式，坐标图一．平衡状态二．状态方程式三．状态参数坐标图§1-5 工质的状态变化过程一．准平衡过程（准静态过程）二．可逆过程§1-6 过程功和热量一．功的热力学定义二．过程热量的定义三．过程功和热量的异同§1-7 热力循环一．可逆循环与内可逆循环二．正向循环和逆向循环重点与难点重点：平衡状态，准平衡过程，可逆过程，过程功和热量，正向循环和逆向循环，循环的经济性指标难点：准平衡过程和可逆过程的理解主要英文词汇Quasi-static, Quasi-equilibrium, Reversible process, Work, Heat, Power cycle教学方法与手段讲授和多媒体课件相结合思考题作业题思考题：1-7，1-11, 1-12,1-14 作业题：1-11，1-19,1-21备注工程热力学课程教案周次第 2 周日期年月日星期教学内容第二章：热力学第一定律§2-1 热力学第一定律的实质§2-2 热力学能和总能一．热力学能二．总能§2-3 能量的传递和转化一．作功和传热二．推动功和流动功§2-4 焓重点与难点重点：热力学第一定律的实质；热力学能和总能的概念；热量传递和转化的两种方式：作功和传热；推动功和流动功，焓的定义和意义难点：热力学能和总能概念的理解。

化学化工系教案课程名称：工程热力学总学时数：72 学时讲授时数：72学时实践（实验、技能、上机等）时数：0学时授课班级：主讲教师：使用教材：大连理工大学《工程热力学》毕明树说明：1、授课类型：指理论课，实验课，实践课，技能课，习题课等；2、教学方法：指讲授、讨论、示教、指导等；3、教学手段：指板书、多媒体、网络、模型、挂图音像等教学工具；4、首次开课的青年教师的教案应由导师审核；5、讲稿内容附后。

绪论(2学时)一、基本知识1．什么是工程热力学从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。

电能一一机械能锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一(直接利用) 供热锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一汽轮机一一 (间接利用)发电冰箱一一-(耗能) 制冷2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题3. 热能及其利用（1）.热能：能量的一种形式（2）.来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。

如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。

二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。

（3）.利用形式：直接利用：将热能利用来直接加热物体。

如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大)间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能，4．.热能动力转换装置的工作过程5．热能利用的方向性及能量的两种属性过程的方向性：如：由高温传向低温能量属性：数量属性、,质量属性 (即做功能力)注意：数量守衡、质量不守衡提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。

6．本课程的研究对象及主要内容研究对象：与热现象有关的能量利用与转换规律的科学。

研究内容：（1）．研究能量转换的客观规律，即热力学第一与第二定律。

（2）．研究工质的基本热力性质。

（3）．研究各种热工设备中的工作过程。

（4）．研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学和物理化学问题。

7．.热力学的研究方法与主要特点（1）宏观方法：唯现象、总结规律，称经典热力学。