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工程热力学（全56讲）【理工学社】
2023-11-29 22:28课程 人已围观
本课程为上海交通大学童钧耕教授主讲
基本任务
通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和工质的分析研究，改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环，提高热能利用率和热功转换效率
工程热力学书籍
工程热力学书籍
。
为此，必须以热力学基本定律为依据，探讨各种热力过程的特性；研究气体和液体的热物理性质，以及蒸发和凝结等相变规律；研究工质特性也是分析某些类型制冷机所必需的。现代工程热力学还包括诸如燃烧等化学反应过程，溶解吸收或解吸等物理化学过程，这就又涉及化学热力学方面的基本知识。
研究内容编辑
工程热力学是关于热现象的宏观理论，研究的方法是宏观的，它以归纳无数事实所得到的热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律作为推理的基础，通过物质的压力 、温度、比容等宏观参数和受热、冷却、膨胀、收缩等整体行为，对宏观现象和热力过程进行研究。
这种方法，把与物质内部结构有关的具体性质，当作宏观真实存在
工程热力学书籍
工程热力学书籍
的物性数据予以肯定，不需要对物质的微观结构作任何假设，所以分析推理的结果具有高度的可靠性，而且条理清楚。这是它的独特优点。
章节
课 时 内 容 简 述
绪论
1
序言
课程性质及如何学好工程热力学
2
工程热力学导论录像
工程热力学的主要内容
第一章基本概念
3
系统和状态参数
热力系统的定义、分类；状态参数及特性
4
平衡状态和可逆过程
平衡状态、状态方程、准静态过程和可逆过程
5
功、热量和循环
功和热量的定义、计算；循环及其经济性指标
第二章热力学第一定律
6
热力学第一定律
第一定律实质、一般表达式和闭口系能量方程
7
稳流开系能量方程1
推动功、焓；稳流特征和稳定流动能量方程
8
稳流开系能量方程2
技术功、第一定律第二解析式，能量方程应用及例题
9
第一定律习题课
充气问题
第三章理想气体的性质
10
理想气体比热容
理想气体假设、状态方程和比热容及迈耶公式
11
理想气体热力学能和焓
利用比热容计算热量，理想气体热力学能和焓定义、计算
12
理想气体的熵
理想气体熵是状态参数证明及熵的计算
第四章理想气体热力过程
13
理想气体基本热力过程
多变过程及定压、定容、定温、定熵分析计算
14
基本过程的p-v和T-s图
基本过程在p-v和T-s图上的变化趋势；例题
15
过程习题课
变质量系统例题
第五章热力学第二定律
16
卡诺循环和卡诺定理
第二定律表述、卡诺循环构成、热效率分析及卡诺定理
17
克劳修斯积分
多热源可逆循环、克劳修斯积分和熵的导出
18
第二定律数学表达式
第二定律数学表达式、熵流、熵产
19
孤立系统熵增原理
闭口系和开口系熵方程及孤立系统熵增原理
20
作功能力（?）
热（冷）量?、热力学能
21
焓?、熵产与?损失
焓?：定义、p-v和T-s图；熵产与?损失?
22
第二定律习题课
、熵产与?损失例题
第六章水蒸气
23
水蒸气的性质
饱和状态、干度、定压加热过程p-v和T-s图
24
水蒸气状态参数及图表
水蒸气状态参数、水和水蒸气热力性质图表
25
水蒸气基本热力过程
利用图表确定状态参数例题；基本热力过程
26
蒸汽例题和压气机概述
水蒸气例题；压气机概述及活塞式压气机原理
第七章压气机的热力过程
27
余隙容积
余隙容积对生产量及理论耗功影响，容积效率
28
分级压缩及绝热效率
分级压缩最佳压比及叶轮式压气机的绝热效率
29
压气机例题和循环概述
压气机例题；分析循环一般方法和空气标准假设
第八章循环Ⅰ
30
活塞式内燃机理论循环
活塞式内燃机循环简化、混合加热循环及热效率
31
定压及定容加热循环
定压及定容加热循环热效率；各理想循环比较
32
蒸汽动力装置基本循环
蒸汽基本循环?郎肯循环：构成、热效率及分析
33
实际郎肯循环
循环不可逆性?汽机相对内效率；蒸汽循环例题
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
编号
章节
课 时 内 容 简 述
工程热力学Ⅰ回顾
1
工程热力学Ⅰ回顾a
基本概念、第一定律等
2
工程热力学Ⅰ回顾b
气体和蒸汽的性质、第二定律、基本过程。
3
工程热力学Ⅰ回顾c
压气机热力过程、内燃机和蒸汽循环
第一章混合气体和湿空气
4
混合气体的成分和热力学能、焓和熵
混合气体、分压力定律和分容积定律、混合气体的成分、混合气体的热力学能、焓和熵
5
湿空气及湿空气相对湿度
湿空气和饱和湿空气，绝对湿度、相对湿度。
6
湿空气干湿球温度、含湿量、焓
湿空气的含湿量、湿空气的焓
7
湿空气h-d图
湿空气的焓湿（h-d）图：原理、线群、应用
8
湿空气的热力过程
湿空气的热力过程：冷却去湿、加热、混合等
第二章实际气体性质和热力学一般关系
9
理想气体与实际气体性质的偏差、范德瓦尔方程、通用压缩因子图
理想气体与实际气体性质的偏差、压缩因子、范德瓦尔方程、R-K方程、多常数方程、维里型方程、对应态原理和通用压缩因子图
10
麦克斯韦关系和热系数
自由能和自由焓、特性函数、麦克斯韦关系和常用热系数
11
麦克斯韦关系和热系数例题
麦克斯韦关系，热系数；例题
12
热力学一般关系
熵、热力学能、焓和比热容的微分关系式
第三章气体和蒸汽的流动
13
稳定流动的基本方程和流速改变的条件
连续性方程、能量方程、过程方程、声速方程和流速改变的力学条件和几何条件
14
喷管内流动计算
喷管内气流流速和流量的计算和分析
15
喷管工作条件变化流动简析和喷管流动例题
喷管工背压变化对流动影响简析，喷管流动例题
16
有摩擦的绝热流动和绝热节流
摩擦对流速及能量的影响，绝热节流的概念和特征
17
转回温度，水蒸气节流过程
节流过程温度变化分析及水蒸气节流过程参数变化，节流过程例题
第四章循环Ⅱ
18
燃气轮机装置定压加热理想循环和实际循环
分析动力循环的方法，燃气轮机装置定压加热理想循环
19
燃气轮机装置不可逆性和提高燃气轮机装置循环热效率的措施
压气机的绝热效率和燃气轮机相对内效率，回热基础上的分级压缩级间冷却和回热基础上的分级膨胀中间再热
20
蒸汽动力装置基本循环
郎肯循环：构成、热效率、初参数对循环效率的影响
21
再热循环和抽汽回热循环
再热循环原理和分析，抽汽回热循环原理，抽汽量及循环分析
22
压缩气体制冷循环
压缩气体制冷循环原理，制冷量和制冷系数，回热式压缩气体制冷
23
压缩蒸气制冷循环和热泵循环
压缩蒸气制冷循环的构成、原理、制冷系数和压焓图；制冷机的性质；热泵循环原理
基本任务
通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和工质的分析研究，改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环，提高热能利用率和热功转换效率
工程热力学书籍
工程热力学书籍
。
为此，必须以热力学基本定律为依据，探讨各种热力过程的特性；研究气体和液体的热物理性质，以及蒸发和凝结等相变规律；研究工质特性也是分析某些类型制冷机所必需的。现代工程热力学还包括诸如燃烧等化学反应过程，溶解吸收或解吸等物理化学过程，这就又涉及化学热力学方面的基本知识。
研究内容编辑
工程热力学是关于热现象的宏观理论，研究的方法是宏观的，它以归纳无数事实所得到的热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律作为推理的基础，通过物质的压力 、温度、比容等宏观参数和受热、冷却、膨胀、收缩等整体行为，对宏观现象和热力过程进行研究。
这种方法，把与物质内部结构有关的具体性质，当作宏观真实存在
工程热力学书籍
工程热力学书籍
的物性数据予以肯定，不需要对物质的微观结构作任何假设，所以分析推理的结果具有高度的可靠性，而且条理清楚。这是它的独特优点。
章节
课 时 内 容 简 述
绪论
1
序言
课程性质及如何学好工程热力学
2
工程热力学导论录像
工程热力学的主要内容
第一章基本概念
3
系统和状态参数
热力系统的定义、分类；状态参数及特性
4
平衡状态和可逆过程
平衡状态、状态方程、准静态过程和可逆过程
5
功、热量和循环
功和热量的定义、计算；循环及其经济性指标
第二章热力学第一定律
6
热力学第一定律
第一定律实质、一般表达式和闭口系能量方程
7
稳流开系能量方程1
推动功、焓；稳流特征和稳定流动能量方程
8
稳流开系能量方程2
技术功、第一定律第二解析式，能量方程应用及例题
9
第一定律习题课
充气问题
第三章理想气体的性质
10
理想气体比热容
理想气体假设、状态方程和比热容及迈耶公式
11
理想气体热力学能和焓
利用比热容计算热量，理想气体热力学能和焓定义、计算
12
理想气体的熵
理想气体熵是状态参数证明及熵的计算
第四章理想气体热力过程
13
理想气体基本热力过程
多变过程及定压、定容、定温、定熵分析计算
14
基本过程的p-v和T-s图
基本过程在p-v和T-s图上的变化趋势；例题
15
过程习题课
变质量系统例题
第五章热力学第二定律
16
卡诺循环和卡诺定理
第二定律表述、卡诺循环构成、热效率分析及卡诺定理
17
克劳修斯积分
多热源可逆循环、克劳修斯积分和熵的导出
18
第二定律数学表达式
第二定律数学表达式、熵流、熵产
19
孤立系统熵增原理
闭口系和开口系熵方程及孤立系统熵增原理
20
作功能力（?）
热（冷）量?、热力学能
21
焓?、熵产与?损失
焓?：定义、p-v和T-s图；熵产与?损失?
22
第二定律习题课
、熵产与?损失例题
第六章水蒸气
23
水蒸气的性质
饱和状态、干度、定压加热过程p-v和T-s图
24
水蒸气状态参数及图表
水蒸气状态参数、水和水蒸气热力性质图表
25
水蒸气基本热力过程
利用图表确定状态参数例题；基本热力过程
26
蒸汽例题和压气机概述
水蒸气例题；压气机概述及活塞式压气机原理
第七章压气机的热力过程
27
余隙容积
余隙容积对生产量及理论耗功影响，容积效率
28
分级压缩及绝热效率
分级压缩最佳压比及叶轮式压气机的绝热效率
29
压气机例题和循环概述
压气机例题；分析循环一般方法和空气标准假设
第八章循环Ⅰ
30
活塞式内燃机理论循环
活塞式内燃机循环简化、混合加热循环及热效率
31
定压及定容加热循环
定压及定容加热循环热效率；各理想循环比较
32
蒸汽动力装置基本循环
蒸汽基本循环?郎肯循环：构成、热效率及分析
33
实际郎肯循环
循环不可逆性?汽机相对内效率；蒸汽循环例题
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
编号
章节
课 时 内 容 简 述
工程热力学Ⅰ回顾
1
工程热力学Ⅰ回顾a
基本概念、第一定律等
2
工程热力学Ⅰ回顾b
气体和蒸汽的性质、第二定律、基本过程。
3
工程热力学Ⅰ回顾c
压气机热力过程、内燃机和蒸汽循环
第一章混合气体和湿空气
4
混合气体的成分和热力学能、焓和熵
混合气体、分压力定律和分容积定律、混合气体的成分、混合气体的热力学能、焓和熵
5
湿空气及湿空气相对湿度
湿空气和饱和湿空气，绝对湿度、相对湿度。
6
湿空气干湿球温度、含湿量、焓
湿空气的含湿量、湿空气的焓
7
湿空气h-d图
湿空气的焓湿（h-d）图：原理、线群、应用
8
湿空气的热力过程
湿空气的热力过程：冷却去湿、加热、混合等
第二章实际气体性质和热力学一般关系
9
理想气体与实际气体性质的偏差、范德瓦尔方程、通用压缩因子图
理想气体与实际气体性质的偏差、压缩因子、范德瓦尔方程、R-K方程、多常数方程、维里型方程、对应态原理和通用压缩因子图
10
麦克斯韦关系和热系数
自由能和自由焓、特性函数、麦克斯韦关系和常用热系数
11
麦克斯韦关系和热系数例题
麦克斯韦关系，热系数；例题
12
热力学一般关系
熵、热力学能、焓和比热容的微分关系式
第三章气体和蒸汽的流动
13
稳定流动的基本方程和流速改变的条件
连续性方程、能量方程、过程方程、声速方程和流速改变的力学条件和几何条件
14
喷管内流动计算
喷管内气流流速和流量的计算和分析
15
喷管工作条件变化流动简析和喷管流动例题
喷管工背压变化对流动影响简析，喷管流动例题
16
有摩擦的绝热流动和绝热节流
摩擦对流速及能量的影响，绝热节流的概念和特征
17
转回温度，水蒸气节流过程
节流过程温度变化分析及水蒸气节流过程参数变化，节流过程例题
第四章循环Ⅱ
18
燃气轮机装置定压加热理想循环和实际循环
分析动力循环的方法，燃气轮机装置定压加热理想循环
19
燃气轮机装置不可逆性和提高燃气轮机装置循环热效率的措施
压气机的绝热效率和燃气轮机相对内效率，回热基础上的分级压缩级间冷却和回热基础上的分级膨胀中间再热
20
蒸汽动力装置基本循环
郎肯循环：构成、热效率、初参数对循环效率的影响
21
再热循环和抽汽回热循环
再热循环原理和分析，抽汽回热循环原理，抽汽量及循环分析
22
压缩气体制冷循环
压缩气体制冷循环原理，制冷量和制冷系数，回热式压缩气体制冷
23
压缩蒸气制冷循环和热泵循环
压缩蒸气制冷循环的构成、原理、制冷系数和压焓图；制冷机的性质；热泵循环原理
