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
授课题目（教学章节或主题）： 绪论，第一章 基本概念 授课类型 教学手段 理论课 多媒体 授课学时 授课时间 教学方法 讲授 4 内容纲要及时间分配： 绪论，2学时 1-1 热力系统，0.5学时； 1-2 热力状态，1学时； 1-3 热力过程，0.5学时。 教学目的与要求： 理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法 1理解热能利用的两种主要方式及其特点 2了解常用的热能动力转换装置的工作过程 3 深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念 4 掌握温度、压力、比容的物理意义 5 掌握状态参数的特点 重点与难点： 1、取热力系统，对工质状态的描述 2、状态与状态参数的关系，状态参数，平衡状态，状态方程，可逆过程。 思考题、讨论题、作业等： 思考题，附后。作业：1-2、1-4、1-5 参考资料（含参考书、文献等）： 《工程热力学学习指导》，化学工业出版社，毕明树编 《化工热力学》，化学工业出版社，陈新志，蔡振云，胡望明编著。 《化工热力学》，化学工业出版社，陈忠秀，顾飞燕，胡望明编著。 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。
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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。 优点：简单、明确、可靠、普遍。 缺点：不能解决热现象的本质。
（2）微观方法：从物质的微观结构与微观运动出发，统计的方法总结规律,称统计热力学。
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优点：可解决热现象的本质。缺点：复杂，不直观。 主要特点：三多一广，内容多、概念多、公式多。 联系工程实际面广。条理清楚，推理严格。
二、我国能源现状介绍
通过对我国能源及其利用现状的介绍,增强学生对我国能源问题的忧患意识和责任意识,激发学生为解决我国能源问题而努力学习的爱国热情
通过热能利用在整个能源利用中地位的阐述,使学生认识研究热能利用和学习工程热力学的重要性,向学生渗透爱课程、爱专业教育 三、练习与讨论
讨论题:能源与环境、节能的重要性、建筑节能、辩证思维
学习方法：物理概念必须清楚，记住一般公式，注意问题结果的应用。
第1章 基本概念（2学时）
1. 1 热力系统
一、热力系统
系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。 外界：与系统相互作用的环境。
界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。
依据：系统与外界的关系，系统与外界的作用：
热交换、功交换、质交换。
二、闭口系统和开口系统(按系统与外界有无物质交换)
闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。 开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。
三、绝热系统与孤立系统
绝热系统：系统内外无热量交换 (系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热)
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孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换
=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和= 一切热力系统连同相互作用的外界
四、根据系统内部状况划分
可压缩系统：由可压缩流体组成的系统。
简单可压缩系统：与外界只有热量及准静态容积变化
均匀系统：内部各部分化学成分和物理'性质都均匀一致的系统，是由单相组成的。 非均匀系统：由两个或两个以上的相所组成的系统。 单元系统：一种均匀的和化学成分不变的物质组成的系统。 多元系统：由两种或两种以上物质组成的系统。
单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 注意:
系统的选取方法仅影响解决问题的繁复程度，与研究问题的结果无关。 思考题：
孤立系统一定是闭口系统吗。反之怎样。 孤立系统一定不是开口的吗。 孤立系统是否一定绝热。 1．2 工质的热力状态与状态参数
一、状态与状态参数
状态：热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。 状态参数：描述工质状态特性的各种状态的宏观物理量。
如：温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。
状态参数的数学特性:
1． ?dx?x2?x1
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表明：状态的路径积分仅与初、终状态有关，而与状态变化的途径无关。
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