一、考試目的與要求
《工程熱力學》是建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程,是培養(yǎng)工科學生科學素質的公共基礎課,為學生學習后續(xù)專業(yè)課程提供重要的理論基礎。通過該課程,要求考生掌握熱能和機械能相互轉化的規(guī)律,能量轉換的條件對能量轉換的影響;掌握能夠有效利用能量的原則和途徑,分析熱力過程和循環(huán)的基本方法;清楚常用工質的物性,利用公式、圖表正確進行各種過程的計算,了解用熱力學微分方程研究物性的方法等內容。
二、考試內容及要求
第一部分 緒論
1、要求
掌握熱能及其利用;掌握熱能和機械能相互轉換的過程;了解工程熱力學的發(fā)展簡史;了解工程熱力學的主要內容和研究方法。
2、內容
第一節(jié) 熱能及其利用
第二節(jié) 熱能和機械能相互轉換的過程
第三節(jié) 熱力學發(fā)展簡史
第四節(jié) 工程熱力學的主要內容及研究方法
第二部分 基本概念及定義
1、要求
掌握熱力系統的分類、工質熱力狀態(tài)、基本狀態(tài)參數、狀態(tài)方程式及平衡狀態(tài)等概念;了解熱力過程;掌握功量和熱量的計算;掌握準靜態(tài)過程、可逆過程的判斷依據;了解熱力循環(huán)的組成。
2、內容
第一節(jié) 熱力系統
第二節(jié) 工質的熱力學狀態(tài)及其基本狀態(tài)參數
第三節(jié) 熱力學能和焓
第四節(jié) 平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖
第五節(jié) 工質的狀態(tài)變化過程
第六節(jié) 過程功和熱量
第七節(jié) 熱力循環(huán)
第三部分 熱力學第一定律
1、要求
掌握熱力學第一定律的表述和實質;了解系統熱力學能、總儲存能的概念;熟練掌握焓的概念與應用,注意流動功、軸功、技術功與膨脹功的區(qū)別與聯系;掌握系統與外界之間能量傳遞的方式;掌握閉口、穩(wěn)定流動開口系統能量方程與應用;理解人體的能量平衡的原理。
2、內容
第一節(jié) 熱力學第一定律及其基本能量方程式
第二節(jié) 開口系統能量方程式
第三節(jié) 人體的能量平衡
第四部分 氣體和蒸汽的性質
1、要求
了解理想氣體的概念;掌握理想氣體狀態(tài)方程及理想氣體比熱容、熱力學能、焓和熵的計算;掌握水蒸氣的飽和溫度和飽和壓力的關系;掌握水的定壓加熱汽化過程及狀態(tài)參數的變化;了解水和水蒸氣狀態(tài)參數及熱力性質圖表及水及水蒸氣熱力性質程序。
2、內容
第一節(jié) 理想氣體的概念
第二節(jié) 理想氣體的比熱容
第三節(jié) 理想氣體的熱力學能、焓和熵
第四節(jié) 水蒸氣的飽和狀態(tài)和相圖
第五節(jié) 水的汽化過程和臨界點
第六節(jié) 水和水蒸氣的狀態(tài)參數及熱力性質圖表
第七節(jié) 水及水蒸氣熱力性質程序簡介
第五部分 理想氣體混合物及濕空氣
1、要求
掌握理想氣體混合物的基本概念;掌握相對濕度和含濕量等基本概念;了解濕空氣過程及其應用。
2、內容
第一節(jié) 理想氣體混合物
第二節(jié) 理想氣體混合物的比熱容、熱力學能、焓和熵
第三節(jié) 濕空氣
第四節(jié) 濕空氣的狀態(tài)參數
第五節(jié) 濕球溫度和絕熱飽和溫度
第六節(jié) 濕空氣的焓-濕圖
第六部分 氣體和蒸汽的基本熱力過程
1、要求
了解熱力過程的一般目的及一般分析方法;掌握氣體的基本熱力過程及多變過程;掌握理想氣體的熱力過程的計算及其在坐標圖上的表示。
2、內容
第一節(jié) 理想氣體的可逆多變過程
第二節(jié) 定容過程、定壓過程和定溫過程
第三節(jié) 絕熱過程
第四節(jié) 理想氣體熱力過程綜合分析
第七部分 熱力學第二定律
1、要求
掌握熱力學第二定律的實質及表述;掌握卡諾循環(huán)、卡諾定理;掌握熵與熵方程及孤立系統熵增原理;掌握可用能的損失及計算;熵的性質及計算;用熵這個狀態(tài)參數進行過程方向及性質的判斷,并計算作功能力損失;了解?平衡方程。
2、內容
第一節(jié) 熱力學第二定律概述
第二節(jié) 卡諾循環(huán)和多熱源可逆循環(huán)分析
第三節(jié) 卡諾定理
第四節(jié) 熵、熱力學第二定律的數學表達式
第五節(jié) 熵方程
第六節(jié) 孤立系統的熵增原理
第七節(jié) ?
第八節(jié) 能量貶值原理
第九節(jié) ?平衡方程
第八部分 氣體和蒸汽的流動
1、要求
掌握穩(wěn)定流動的基本方程式;掌握促使流速改變的條件;掌握噴管的計算;掌握有摩阻的絕熱流動及其計算;掌握絕熱節(jié)流;掌握濕空氣的熱力過程,了解背壓變化時噴管內流動過程、非穩(wěn)態(tài)流動過程。
2、內容
第一節(jié) 穩(wěn)定流動的基本方程式
第二節(jié) 促使流速改變的條件
第三節(jié) 噴管的計算
第四節(jié) 背壓變化時噴管內流動過程簡析
第五節(jié) 有摩阻的絕熱流動
第六節(jié) 絕熱節(jié)流
第七節(jié) 濕空氣的熱力過程
第八節(jié) 非穩(wěn)態(tài)流動過程
第九部分 壓氣機的熱力過程
1、要求
掌握壓縮機的工作原理、熱力過程的計算;掌握余隙容積對壓縮過程的影響及多級壓縮中間冷卻的壓縮過程;了解葉輪式壓氣機的工作原理及引射式壓縮器工作原理。
2、內容
第一節(jié) 單級活塞式壓氣機的工作原理和理論耗功量
第二節(jié) 余隙容積的影響
第三節(jié) 多級壓縮和級間冷卻
第四節(jié) 葉輪式壓氣機的工作原理
第五節(jié) 引射式壓縮器簡述
第十部分 氣體動力循環(huán)
1、要求
掌握分析動力循環(huán)的一般方法;掌握活塞式內燃機的理想循環(huán)過程和實際循環(huán)過程的簡化;掌握活塞式內燃機各種理想循環(huán)的熱力學比較;掌握燃氣輪機裝置循環(huán)及其提高熱效率的措施;了解活塞式熱氣發(fā)動機及其循環(huán)過程及噴氣式發(fā)動機。
2、內容
第一節(jié) 分析動力循環(huán)的一般方法
第二節(jié) 活塞式內燃機實際循環(huán)的簡化
第三節(jié) 活塞式內燃機的理想循環(huán)
第四節(jié) 活塞式內燃機各種理想循環(huán)的熱力學比較
第五節(jié) 活塞式熱氣發(fā)動機及其循環(huán)
第六節(jié) 燃氣輪機裝置循環(huán)
第七節(jié) 提高燃氣輪機裝置循環(huán)熱效率的措施
第八節(jié) 噴氣式發(fā)動機簡介
第十一部分 蒸汽動力裝置循環(huán)
1、要求
掌握朗肯循環(huán)的熱力學原理;掌握再熱循環(huán)的熱力學原理;掌握回熱循環(huán)的熱力學原理;了解熱電合供循環(huán)、蒸汽—燃氣聯合循環(huán)、蒸汽動力裝置循環(huán)的傭分析。
2、內容
第一節(jié) 簡單蒸汽動力裝置循環(huán)——朗肯循環(huán)
第二節(jié) 再熱循環(huán)
第三節(jié) 回熱循環(huán)
第四節(jié) 熱電合供循環(huán)
第五節(jié) 蒸汽—燃氣聯合循環(huán)
第六節(jié) 蒸汽動力裝置循環(huán)的傭分析
第十二部分 制冷循環(huán)
1、要求
掌握制冷循環(huán)的相關專業(yè)術語;掌握壓縮空氣制冷循環(huán)的分析、計算和在坐標圖上的表示;掌握壓縮蒸汽制冷循環(huán)的分析、計算和在坐標圖上的表示;掌握制冷劑的性質;了解其他制冷循環(huán);掌握熱泵循環(huán)的分析與在坐標圖上的表示;了解提高循環(huán)能量利用經濟性的熱力措施。
2、內容
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 壓縮空氣制冷循環(huán)
第三節(jié) 壓縮蒸汽制冷循環(huán)
第四節(jié) 制冷劑的性質
第五節(jié) 其他制冷循環(huán)
第六節(jié) 熱泵循環(huán)
第七節(jié) 提高循環(huán)能量利用經濟性的熱力措施
第十三部分 實際氣體的性質及熱力學的一般關系式
1、要求
掌握理想氣體狀態(tài)方程用于實際氣體的偏差;了解范德瓦爾斯方程和R-K方程;了解對應態(tài)原理與通用壓縮因子圖、維里方程、麥克斯韋關系和熱系數、 熱力學能、焓和熵的一般關系式、比熱容的一般關系式、通用焓圖和通用熵圖、克拉佩龍方程和飽和蒸汽壓力方程、單元系相平衡條件、化學熱力學基礎。
2、內容
第一節(jié) 理想氣體狀態(tài)方程用于實際氣體的偏差
第二節(jié) 范德瓦爾斯方程和R-K方程
第三節(jié) 對應態(tài)原理與通用壓縮因子圖
第四節(jié) 維里方程
第五節(jié) 麥克斯韋關系和熱系數
第六節(jié) 熱力學能、焓和熵的一般關系式
第七節(jié) 比熱容的一般關系式
第八節(jié) 通用焓圖和通用熵圖
第九節(jié) 克拉佩龍方程和飽和蒸汽壓力方程
第十節(jié) 單元系相平衡條件
第十四部分 化學熱力學基礎
1、要求
掌握熱力學第一定律解析式;掌握赫斯定律和基爾霍夫定律;了解絕熱理論燃燒溫度、化學平衡和平衡常數、平衡移動原理、化學反應方向判據及平衡條件、
反應自由焓和等溫等壓反應的平衡常數、熱力學第三定律及熵的絕對值。
2、內容
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 熱力學第一定律解析式
第三節(jié) 赫斯定律和基爾霍夫定律
第四節(jié) 絕熱理論燃燒溫度
第五節(jié) 化學平衡和平衡常數
第六節(jié) 平衡移動原理
第七節(jié) 化學反應方向判據及平衡條件
第八節(jié) 反應自由焓和等溫等壓反應的平衡常數
第九節(jié) 熱力學第三定律,熵的絕對值
三、考試參考教材
《工程熱力學(第6版)》,作者:童鈞耕,王麗偉,葉強。出版社:高等教育出版社,出版時間:2022年2月,ISBN:9787040572438。