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期末不挂科
工程热力学(能源动力类)
第10次开课
开课时间: 2025年03月03日 ~ 2025年07月10日
学时安排: 3-5小时每周
进行至第5周,共19周 已有 212 人参加
立即参加
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课程评价(221)
spContent=知者不如好者,好者不如乐者。你可曾思考过咖啡机、压力锅、空调、汽车、飞机乃至生命体的工作秘诀?从自然力时代发展到清洁能源智能化利用,热力学不断推动科学技术的发展和人类社会的进步。让我们共同开启本课程的学习之旅,同学们可以取己所需、发挥主观能动性,相互促进,成为课堂的主人。
知者不如好者,好者不如乐者。你可曾思考过咖啡机、压力锅、空调、汽车、飞机乃至生命体的工作秘诀?从自然力时代发展到清洁能源智能化利用,热力学不断推动科学技术的发展和人类社会的进步。让我们共同开启本课程的学习之旅,同学们可以取己所需、发挥主观能动性,相互促进,成为课堂的主人。
—— 课程团队
课程概述


《工程热力学》是研究热能有效利用以及热能和机械能等其它能量转换规律及其应用的工程技术学科。《工程热力学》课程是能源动力、机械、化工、市政、航空航天等多个工程类专业的主干技术基础课之一。课程的主要任务是使学生掌握热力学的基本规律,并能正确运用这些规律对热工过程和热力循环进行分析和计算。本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识,而且为学生毕业后从事热能利用、热设计、热管理和热控制等方面的专业技术工作和科学研究工作打下必要的理论基础。课程在教学过程中注意培养学生辨证思维和逻辑推理的能力;训练其建立热力学模型的能力;着重培养学生对热工问题的判断、计算和综合能力分析能力;着重培养学生的创新精神和实践能力。教学内容及基本要求包括:牢固地掌握热能与机械能相互转换规律,并能推广应用于热能与化学能等其它能量的转化问题;掌握热力过程和热力循环的分析方法,深刻了解提高能量利用率的基本原则和主要途径;熟练地运用常用工质的物性公式和图表进行热力计算;了解各种新能源及其利用方式,理解能量直接转换的基本原理和主要技术以及目前存在的主要问题的与解决方向;增强实验动手能力、工程实践能力、逻辑思维能力、创新意识和环保意识。获首批国家线上线下混合式一流课程(2020)、黑龙江省精品在线开放课程(2019)。

授课目标

工程热力学是研究热能有效利用以及热能和机械能等其它能量转换规律及其应用的工程技术学科。课程的主要目标是使学生掌握热力学的基本规律,并能正确运用这些规律对热工过程和热力循环进行分析和计算。本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识,而且为学生毕业后从事热能利用、热设计、热管理和热控制等方面的专业技术工作和科学研究工作打下必要的理论基础。在教学过程中结合本课程特点,注意培养学生辨证思维和逻辑推理的能力;训练其建立热力学模型的能力;着重培养学生对热工问题的判断、计算和综合能力分析能力;着重培养学生的创新精神和实践能力。(1)牢固地掌握热能与机械能相互转换规律,并能推广应用于热能与化学能等其它能量的转化问题;(2)掌握热力过程和热力循环的分析方法,深刻了解提高能量利用率的基本原则和主要途径;(3)熟练地运用常用工质的物性公式和图表进行热力计算;(4)了解各种新能源及其利用方式,理解能量直接转换的基本原理和主要技术以及目前存在的主要问题的与解决方向;(5)增强实验动手能力、工程实践能力、逻辑思维能力、创新意识和环保意识。

课程大纲

第1章 基本概念

1.1 热力系

1.2 状态参数

1.3 平衡状态和状态方程

1.4 过程和循环、功和热量

第2章 热力学第一定律

2.1 热力学第一定律的实质和表达式

2.2 开口系能量方程

2.3 稳定流动的能量方程

2.4 功和热量的计算

第二章单元作业

第3章 气体的热力性质和热力过程

3.1 实际气体和理想气体

3.2 理想气体状态方程和摩尔气体常数

3.3 理想混合气体

3.4 气体的热力性质

3.5-定容过程、定压过程、定温过程和定熵过程

3.6 多变过程

3.7 无功过程和绝热过程

3.8 绝热自由膨胀和绝热节流过程

3.9 定容混合过程和流动混合过程

第三章单元作业

第4章 热力学第二定律

4.1 热力学第二定律的任务

4.2 可逆过程与不可逆过程

4.3 熵方程I-熵流和熵产

4.4 熵方程II-熵方程表达式

4.5 热力学第二定律各种表述的等效性

4.6 卡诺定理和卡诺循环

4.7 克劳修斯积分式

4.8 热量的可用能及其不可逆损失

第5章 气体的流动和压缩

5.1 一元稳定流动的基本方程

5.2 喷管中气流参数变化和喷管截面变化的关系

5.3 气体流经喷管的流速和流量

5.4 喷管背压变化时的流动状况

5.5 活塞式压气机的压气过程

5.6 叶轮式压气机和引射器的工作过程

第6章 气体动力循环

6.1 活塞式内燃机混合加热循环

6.2 活塞式内燃机定容定压加热循环以及各种循环的比较

6.3 燃气轮机装置的循环

6.4 喷气发动机循环及活塞式热气机循环

第六章作业

第7章 热力学一般关系式

7.1 基本概念和特征参数

7.2 热力学微分关系式

7.3 热系数

7.4 热力学能和焓的一般关系式

第8章 实际气体的热力性质

8.1 纯物质的热力学面

8.2 纯物质的气-液相变和克劳修斯·克拉贝龙方程

8.3 实际气体的状态方程

8.4 实际气体的比热容、焦-汤系数,焓和熵

8.5 对比状态方程和对应态原理,以及通用的压缩因子图

第八章单元作业

第9章 水蒸气性质和蒸汽动力循环

9.1 水蒸气的饱和状态

9.2 水蒸气的产生过程

9.3 水蒸气图表

9.4 基本蒸汽动力循环-朗肯循环

9.5 蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响以及蒸汽再热循环和抽气回热循环

第11章 制冷循环

11.1 逆向卡诺循环

11.2 空气压缩制冷循环

11.3 蒸汽压缩制冷循环

11.4 蒸汽喷射制冷循环和吸收式制冷循环

第十一章作业

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预备知识

高等数学 , 大学物理

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料


主要教材

严家騄,王永青. 《工程热力学》(第2版).中国电力出版社. 2014

主要参考书:

1. 沈维道 童钧耕 主编.《工程热力学》(第5版). 高等教育出版社. 2016.

2. 杨玉顺,张昊春,贺志宏.《工程热力学》. 机械工业出版社. 2009.

3. Michael J. Moran et al. Fundamentals of Engineering Thermodynamics (7th ed.). John Wiley & Sons, New York, 2010.

哈尔滨工业大学
1 位授课老师
张昊春

张昊春

教授

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