工程热力学课程教案完整版

•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。

《工程热力学》教案课程名称：工程热力学学分：2或3 学时：32或48课程教材：李永，宋健. 工程热力学[M]. 北京：机械工业出版社，2017专业年级：工科类相关专业本科生一、目的与任务工程热力学基本定律反映了自然界的客观规律,以这些定律为基础进行演绎、逻辑推理而得到的工程热力学方法、关系与结论,具有高度的普遍性、可行性、可靠性与实用性,可以应用于力学、宇航工程、机械与车辆工程等各个领域。

工程热力学目的是研究和讲授热力学系统、热能动力装置中工作介质的基本热力学性质、热力学定律、热力学各种装置的工作过程以及提高能量转化效率的途径等，使学生熟练掌握解决工程热力学问题的基本方法，培养学生灵活应用热力学定律合理分析热力学系统的基本能力。

工程热力学任务是研究和传授热力系统能量、能量转换以及与能量转换有关的物性间相互关系和基本研究方法，培养学生对热力学的基本概念、基本理论的熟练掌握，分析求解热力学基本问题的能力。

工程热力学起源于对热机和工质等的研究，热力学定律条理清楚，推理严格。

工程热力学的内容多、概念多、公式多与方法多，工程热力学广泛联系热力工程和能源工程等领域。

二、主要教学内容与学时分配绪论(2 学时)第一节热力学的发展意义第二节热力学的历史沿革第三节热力学的基本定律第四节熵与能源第一章基本概念(2学时)第一节热能、热力系统、状态及状态参数第二节热力过程、功量及热量第三节热力循环第二章热力学第一定律及其应用(2学时)第一节热力学第一定律及其表达第二节热力学能和总储存能第三节热力学第一定律的实质(2学时)第四节能量方程式第五节稳定流动系统的能量方程(2学时)第六节能量方程的应用第七节循环过程第三章理想气体的性质(2学时)理想气体及其状态方程理想气体的比热容、比热力学能、比焓及比熵理想气体的混合物第四章理想气体的热力过程(2学时)第一节热力过程的方法概述热力过程的基本分析方法第二节理想气体的基本热力过程(2学时)第三节理想气体的多变过程(2学时)第四节压气机的理论压缩功(2学时)第五章热力学第二定律(2学时)第一节热力过程的方向性热力学第二定律的表述第二节卡诺热机(2学时)卡诺循环和卡诺定理状态参数熵第三节熵增原理(2学时)克劳修斯不等式和不可逆过程的熵变熵的物理意义第四节㶲参数和热量㶲(2学时)㶲参数、能量的品质与能量贬值原理热量㶲、热量有效能及有效能损失第六章水蒸气的热力性质和热力过程(2学时)定压下水蒸气的发生过程蒸气热力性质图表蒸气的热力过程第七章实际空气的性质和过程(2学时)实际空气的状态参数及焓湿图实际空气的基本热力过程及工程应用三、考核与成绩评定考核：采用统一命题，闭卷考试。

工程热力学课程教案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】《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。

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。

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《工程热力学》课程教案说明：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。

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《工程热力学》课程教案说明：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。

工程热力学课程设计参考一、教学目标本课程旨在让学生掌握工程热力学的基本概念、理论和方法，能够运用工程热力学的知识解决实际问题。

通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.理解热力学系统的基本概念，如孤立系统、闭系统和开放系统。

2.掌握能量守恒定律和熵增原理，理解热力学第一定律和第二定律。

3.熟悉热力学状态量，如温度、压力、体积和熵等，并掌握状态方程的推导和应用。

4.学习热力学过程，如等压过程、等温过程和绝热过程等，并了解其特点和应用。

5.掌握热力机的原理和工作过程，如卡诺循环和朗肯循环等。

6.能够运用热力学的知识和方法分析实际工程问题，如热能转换和热能利用等。

7.能够运用热力学公式和图表进行计算和分析，如热力学状态方程的求解和热力图的绘制等。

8.能够运用热力学的原理和模型进行工程设计和优化，如热机效率的计算和热交换器的 design 等。

情感态度价值观目标：1.培养学生的科学思维和逻辑思维能力，提高学生分析和解决问题的能力。

2.培养学生对工程热力学的兴趣和热情，激发学生对工程热力学研究的热情。

3.培养学生对工程热力学应用的实际意义和价值的认识，提高学生对工程热力学的社会责任感和使命感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.热力学基本概念：热力学系统、能量守恒定律、熵增原理等。

2.热力学状态量：温度、压力、体积、熵等，状态方程的推导和应用。

3.热力学过程：等压过程、等温过程、绝热过程等，特点和应用。

4.热力机：卡诺循环、朗肯循环等，原理和工作过程。

5.热力学应用：热能转换、热能利用等实际工程问题的分析和解决。

6.热力学基本概念：第一周，2 课时。

7.热力学状态量：第二周，3 课时。

8.热力学过程：第三周，4 课时。

9.热力机：第四周，4 课时。

10.热力学应用：第五周，3 课时。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

工程热力学课程设计一、课程设计简介本课程设计是对工程热力学课程的实践性学习，通过实际应用热力学原理求解问题，提高学生对于热力学知识的理解和掌握。

本课程设计将结合实际工程问题，学生需要采集现场数据、运用热力学原理进行分析，并通过编程求解问题，最终输出解决方案。

二、课程设计背景工程热力学是机械、能源等工程领域中的重要学科，主要研究热力学基本定律及其应用。

在实际工程中，热力学理论与实际生产、生活密切相关。

课程设计将结合工程实际情况，让学生对于热力学的应用更加深入，将理论与实际结合起来，提高学生对于热力学知识的掌握，培养学生解决实际问题的能力。

三、课程设计内容1. 数据采集学生需到现场采集相关数据，记录温度、压力、流量等实际参数，作为后续分析的基础。

2. 基本热力学定律学生需要掌握热力学的基本定律，包括能量守恒定律、熵增定律、热力学第一定律和第二定律等。

3. 热力学循环模拟学生需要通过编程模拟热力学循环过程，例如理想气体循环模拟、蒸汽动力循环模拟等。

4. 热力学分析学生需要运用热力学原理对采集到的数据进行分析，如计算热效率、功率等参数，同时结合实际情况分析，提出改进建议。

5. 解决方案输出学生需要将热力学分析结果进行整合，并给出详细的解决方案。

在方案输出中，需要包括数据分析结果、程序代码、图表等内容。

四、课程设计目标通过本课程设计，学生将达到以下目标：1.掌握热力学基本定律及其应用。

2.运用计算机编程解决实际问题，提高解决问题的能力。

3.锻炼数据采集、处理和分析的实际能力。

4.学习整合各种工具，输出具有可行性的解决方案。

五、课程设计评估课程设计的评估将会按照以下两个方面进行：1. 理论评分评估学生对于热力学原理的掌握程度，包括基本热力学定律、热力学循环模拟等方面，并以作业、考试等形式进行答辩。

2. 实践评分评估学生在实践中的能力表现，包括数据采集、编程实现、分析结果等，并以课程设计报告等形式进行答辩。

六、课程设计总结本课程设计通过实际案例，让学生深入理解热力学知识在工程中的应用，提高学生对于工程热力学的理论理解和实践能力。

工程热力学课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握工程热力学基本概念，如系统、状态、过程、能量等；2. 掌握热力学第一定律和第二定律的基本原理及其应用；3. 掌握理想气体、实际气体及其状态方程，了解不同类型的热力学过程；4. 了解热力学循环的基本原理，掌握卡诺循环、布雷顿循环等典型循环的分析方法。

技能目标：1. 能够运用热力学基本原理分析和解决实际问题，如热机效率计算、热力学过程分析等；2. 能够正确绘制和应用P-V图、T-S图等热力学图解，提高问题解决能力；3. 能够运用所学知识，对实际热力学系统进行简单设计和优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程热力学的兴趣和热情，激发学习积极性；2. 培养学生的科学思维和创新意识，敢于提出问题、解决问题；3. 培养学生的团队合作精神，提高沟通与协作能力；4. 增强学生的环保意识，认识到热力学在节能减排中的重要作用。

本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。

课程注重理论联系实际，提高学生的知识水平和实践能力，培养学生的科学素养和工程意识。

通过本课程的学习，使学生能够掌握热力学基本原理，具备分析和解决实际问题的能力，为后续相关课程学习和工程实践打下坚实基础。

二、教学内容1. 热力学基本概念：系统、状态、过程、能量等；教材章节：第一章第一节进度安排：2课时2. 热力学第一定律和第二定律：能量守恒、熵增原理；教材章节：第一章第二节、第三节进度安排：4课时3. 理想气体和实际气体：状态方程、压缩因子；教材章节：第二章第一节、第二节进度安排：4课时4. 热力学过程：等温过程、等压过程、绝热过程、等熵过程；教材章节：第三章进度安排：6课时5. 热力学循环：卡诺循环、布雷顿循环、郎肯循环；教材章节：第四章进度安排：6课时6. 热力学图解：P-V图、T-S图的应用；教材章节：第五章进度安排：4课时7. 热力学案例分析：热机效率计算、热力学过程分析；教材章节：第六章进度安排：4课时本教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

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。