工程熱力學(xué)的應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：工程熱力學(xué)的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：熱能；動(dòng)力工程；鍋爐；應(yīng)用

在我國(guó)電力行業(yè)中，發(fā)電所使用的鍋爐類型較多，不同類型鍋爐在能源分配上存在較多的問題，會(huì)造成熱量的損耗。因此，應(yīng)用熱能與動(dòng)力工程學(xué)，不斷優(yōu)化鍋爐設(shè)計(jì)，提升鍋爐的利用率，推動(dòng)鍋爐的創(chuàng)新，可以有效解決鍋爐能源分配上的問題，減少能源的浪費(fèi)。

1.熱能與動(dòng)力工程學(xué)在鍋爐中的應(yīng)用

在我國(guó)的發(fā)電廠中，鍋爐設(shè)備較為常見。鍋爐設(shè)備作為一種將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備，是電力廠發(fā)電中的重要能量轉(zhuǎn)化設(shè)備。鍋爐的工業(yè)應(yīng)用有效的提升了傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了水能、熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。在發(fā)電廠中，鍋爐的作用主要是將生物或化學(xué)材料產(chǎn)生的熱能，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過機(jī)械能推動(dòng)發(fā)電廠其它設(shè)備的運(yùn)行，從而使整個(gè)生產(chǎn)線開始運(yùn)作，在鍋爐運(yùn)作的過程中，需要運(yùn)用到熱能與動(dòng)力工程學(xué)的相關(guān)知識(shí)[1]。因此，通過熱能與動(dòng)力工程學(xué)相關(guān)知識(shí)的更新，可以實(shí)現(xiàn)鍋爐設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，讓鍋爐更高效的運(yùn)作，從而實(shí)現(xiàn)整條生產(chǎn)線工作效率的提升。

2.熱能與動(dòng)力工程學(xué)在鍋爐中的應(yīng)用問題

2.1鍋爐風(fēng)機(jī)的損傷問題

風(fēng)機(jī)是鍋爐的重要組成部分，在鍋爐的運(yùn)行中起著非常重要的作用。風(fēng)機(jī)通過將氣體壓縮與傳輸，實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐的正常運(yùn)行。在鍋爐運(yùn)行的過程中，由于鍋爐生產(chǎn)任務(wù)量的不斷增加，風(fēng)機(jī)需要承擔(dān)更重的氣體傳輸任務(wù)，這在一定程度上會(huì)給風(fēng)機(jī)造成一定的損傷。風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)的過程中，基本上沒有考慮到風(fēng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)的承受能力，因此，氣體壓縮與傳輸?shù)墓ぷ髁吭谠黾拥耐瑫r(shí)，也會(huì)增加對(duì)風(fēng)機(jī)的壓力，從而可能造成風(fēng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)的損傷，影響到風(fēng)機(jī)正常的運(yùn)行效果。在風(fēng)機(jī)出現(xiàn)損傷時(shí)，鍋爐的其他設(shè)備也會(huì)受到相應(yīng)的影響，整條生產(chǎn)線的工作效率會(huì)明顯下降。因此，利用熱能與動(dòng)力工程學(xué)進(jìn)行風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的改良顯得尤為重要。

2.2能源效率問題

在鍋爐能源的轉(zhuǎn)化效率方面，雖然采取了相應(yīng)的燃燒控制技術(shù)，但是鍋爐的燃燒效率還是沒有得到有效的提升。在鍋爐進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)化的過程中，鍋爐本身的運(yùn)行會(huì)造成大量的熱能損耗，從總體上來看，雖然鍋爐的燃燒效率在不斷的增加，但是在鍋爐能源利用方面上來看，利用的程度還是偏低。因此，當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，要滿足鍋爐的生產(chǎn)需求，就需要從增加鍋爐的燃燒量入手，通過加重鍋爐的燃燒負(fù)擔(dān)，以保證提高能源的供應(yīng)，這就會(huì)造成鍋爐設(shè)備損耗的問題。因此，如何提升鍋爐的能源效率，降低鍋爐自身的能耗，提升鍋爐的能源利用效率，還需要從熱能與動(dòng)力工程學(xué)中尋找到相應(yīng)的技術(shù)支持[2]。

3.熱能與動(dòng)力工程學(xué)在鍋爐中的應(yīng)用創(chuàng)新

3.1創(chuàng)新鍋爐燃燒控制技術(shù)

在鍋爐燃燒過程中，加強(qiáng)對(duì)能量轉(zhuǎn)換的控制，是提升鍋爐能源利用效率的重要部分。在鍋爐的早期生產(chǎn)中，鍋爐燃燒時(shí)，主要是依靠人工進(jìn)行鍋爐燃料的填充。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多電力企業(yè)淘汰了人工填料的方式，采用了自動(dòng)填料。自動(dòng)填料依靠鍋爐燃燒控制技術(shù)，借助各種氣體分析儀以及控制裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)，利用熱電偶實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒參數(shù)的O定，在利用計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)值誤差的計(jì)算，以提升計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。鍋爐燃燒控制需要利用熱能與動(dòng)力工程學(xué)的相關(guān)計(jì)算實(shí)現(xiàn)。

3.2鍋爐風(fēng)機(jī)葉片的改進(jìn)

風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在實(shí)際的熱能與動(dòng)力測(cè)量中有較大的難度。當(dāng)前，我國(guó)還沒有形成一整套的風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)行控制體系，無法對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的制造提供相應(yīng)的參考借鑒。因此，要實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)優(yōu)化，就需要通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方式對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣流的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，通過風(fēng)機(jī)運(yùn)行模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)向的最優(yōu)化分離。然后，使用計(jì)算機(jī)對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行模擬設(shè)定，采用模擬實(shí)現(xiàn)的方法，測(cè)算不同風(fēng)速下，葉片運(yùn)行的不同情況，獲取實(shí)驗(yàn)的對(duì)比數(shù)據(jù)，根據(jù)對(duì)比數(shù)據(jù)的差異，自動(dòng)調(diào)機(jī)最優(yōu)化的矢量，得出矢量圖，找出最優(yōu)的風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)方案中，需要保證鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離與攻角的最優(yōu)關(guān)系，從而提升風(fēng)機(jī)自身的承載力。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)電力需求的不斷增大，電力行業(yè)在不斷發(fā)展。在電力鍋爐的運(yùn)行過程中，需要應(yīng)用到熱能與動(dòng)力工程學(xué)的相關(guān)理論。通過熱能與動(dòng)力工程學(xué)可以實(shí)現(xiàn)鍋爐的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低鍋爐運(yùn)行的能耗，保障鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

第2篇：工程熱力學(xué)的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞 工程熱力學(xué) 教學(xué) 策略

【中圖分類號(hào)】G712

一、工程熱力學(xué)的特點(diǎn)

工程熱力學(xué)是熱能與動(dòng)力工程、化工機(jī)械及油氣儲(chǔ)運(yùn)等許多工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是這些專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在高等院校教學(xué)工作中占有重要地位。工程熱力學(xué)是熱力學(xué)最早的一個(gè)分支，主要是研究熱能與其它能量之間相互轉(zhuǎn)換規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科。工程熱力學(xué)包含的內(nèi)容較多、理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)、熱力學(xué)理論和公式較繁雜、很多內(nèi)容比較抽象，對(duì)于剛接觸這門課的許多大學(xué)生來說是非常難的一門課程。雖然工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)同為專業(yè)基礎(chǔ)課程，但其學(xué)習(xí)難度要遠(yuǎn)高于傳熱學(xué)，因?yàn)閭鳠釋W(xué)的主要內(nèi)容就是傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射等三種傳熱方式，而工程熱力學(xué)中既包括熱力學(xué)三大定律、各種工質(zhì)的熱物理性質(zhì)，還包括郎肯循環(huán)等各種熱力循環(huán)?；诠こ虩崃W(xué)學(xué)科的上述特點(diǎn)，必須積極探討工程熱力學(xué)課程的有效教學(xué)方法，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，達(dá)到真正掌握工程熱力學(xué)知識(shí)的目的。

二、工程熱力學(xué)的教學(xué)方法

要做好工程熱力學(xué)的教學(xué)工作，必須改進(jìn)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法，通過教學(xué)法的改進(jìn)來不斷增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和對(duì)知識(shí)的理解掌握程度。筆者根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為在工程熱力學(xué)的教學(xué)過程中可以采用以下幾點(diǎn)策略。

1、明確工程熱力學(xué)教學(xué)的目的

在教學(xué)的過程中，老師應(yīng)該對(duì)工程熱力學(xué)有一個(gè)明確的定位。工程熱力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，因此教學(xué)的首要目的是讓學(xué)生對(duì)工程熱力學(xué)的知識(shí)有比較牢固的掌握。但與此同時(shí)，老師應(yīng)該對(duì)教學(xué)目標(biāo)有更高的要求，由于工程熱力學(xué)的特點(diǎn)，學(xué)好這門課非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和分析問題、解決問題的能力，也就是說可以通過這門課使學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題的方法，為他們今后的工作和科研打下良好的基礎(chǔ)。雖然高職院校的學(xué)生底子普遍比較薄弱，但通過正確的引導(dǎo)也會(huì)使他們?cè)趯W(xué)好課本知識(shí)的同時(shí)使自己的綜合素質(zhì)得到提高。如在學(xué)習(xí)熵的概念時(shí)，由于這個(gè)概念比較抽象，很多學(xué)生可能會(huì)比較困惑，這時(shí)老師應(yīng)將課本內(nèi)容與社會(huì)現(xiàn)象相結(jié)合，組織大家辯論社會(huì)的發(fā)展符不符合孤立系統(tǒng)熵增原理。同學(xué)們通過積極的辯論，不僅可以加深對(duì)熱力學(xué)中熵的概念的理解，而且也提高了他們學(xué)習(xí)熱力學(xué)的興趣，鍛煉了他們的思維能力，使教學(xué)效果得到顯著提升。

2、在教學(xué)過程中運(yùn)用好現(xiàn)代教學(xué)手段

現(xiàn)代技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展使得多媒體教學(xué)的應(yīng)用也越來越普遍，但與此同時(shí)也出現(xiàn)了許多問題需要解決，最典型的就是多媒體教學(xué)成了老師的閱讀式教學(xué)和學(xué)生的瀏覽式教學(xué)，一堂課下來學(xué)生并沒有收獲多少東西。因此，在多媒體教學(xué)的過程中老師必須要認(rèn)真準(zhǔn)備自己的電子教案。在電子教案的制作過程中必須要根據(jù)工程熱力學(xué)課程的特點(diǎn)引入大量的信息和動(dòng)畫，這樣便于學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，如在學(xué)習(xí)郎肯循環(huán)時(shí)，通過向?qū)W生進(jìn)行動(dòng)畫演示，可以使學(xué)生對(duì)該循環(huán)的流程和循環(huán)過程中所涉及到的設(shè)備有一個(gè)非常清楚的了解。另外，在制作多媒體課件的時(shí)候，老師必須要注意揚(yáng)長(zhǎng)避短，大到內(nèi)容的收集與調(diào)整、小到字體的顏色與大小等問題必須要認(rèn)真對(duì)待。在多媒體教學(xué)的過程中必須將老師、學(xué)生、課件及教材作為一個(gè)有機(jī)的整體來考慮，使教師成為整個(gè)教學(xué)過程的組織者、學(xué)生成為工程熱力學(xué)知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者，多媒體僅僅是教學(xué)的工具和輔助手段，并不能替代教師的作用，教學(xué)過程中仍然要以老師為主導(dǎo)和學(xué)生為主體。

3、積極在課堂教學(xué)中開展“研究型”學(xué)習(xí)的模式

高等職業(yè)院校培養(yǎng)的是實(shí)踐性和應(yīng)用性比較強(qiáng)的人才，因此在課堂教學(xué)中必須貫徹“學(xué)以致用”的教學(xué)理念。就以熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)為例，雖然熱力學(xué)第二定律僅僅是簡(jiǎn)單的一句話，但該定律卻是用來判斷熱力過程能否進(jìn)行的重要依據(jù)。利用該定律學(xué)生很容易對(duì)基本的物理現(xiàn)象進(jìn)行判斷，如熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體等。但在熱力系統(tǒng)比較復(fù)雜的情況下，很多學(xué)生往往不知如何下手去判斷該過程能不能進(jìn)行。在進(jìn)行該部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)老師應(yīng)多結(jié)合具體的案例，讓學(xué)生根據(jù)課本的知識(shí)去判斷有些表面看起來可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的熱力過程能不能實(shí)現(xiàn)。如可以讓學(xué)生討論汽輪機(jī)做完功的乏汽有沒有利用的價(jià)值，因?yàn)檫@是很多沒有學(xué)過工程熱力學(xué)的人經(jīng)常會(huì)提出的問題，要解決這個(gè)問題，就需要學(xué)生有一個(gè)宏觀的思維，對(duì)郎肯循環(huán)的整個(gè)過程有深入的了解，多進(jìn)行類似的“研究型”學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生將自己的所學(xué)用到實(shí)踐中去，真正達(dá)到學(xué)以致用的目的。

4、教學(xué)手段多樣化，提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力

一個(gè)好的老師教給學(xué)生的是終身學(xué)習(xí)的能力，而不僅僅是給學(xué)生書本上的知識(shí)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，知識(shí)更新的速度越來越快。高職院校的學(xué)生畢業(yè)后大部分從事的都是一線的技術(shù)工作，由于技術(shù)更新?lián)Q代的速度非?？?，因此這就對(duì)他們的學(xué)習(xí)能力提出了更高的要求。由于工程熱力學(xué)的內(nèi)容十分豐富，并且只要涉及到能源的行業(yè)都能用上工程熱力學(xué)的知識(shí)，這為工程熱力學(xué)教學(xué)手段的多樣化提供了非常便利的條件。在教學(xué)過程中除了讓學(xué)生學(xué)好課本知識(shí)和進(jìn)行必要的習(xí)題訓(xùn)練外，可以給學(xué)生布置實(shí)踐性比較強(qiáng)的大作業(yè)，大作業(yè)的形式可以多種多樣。如可以讓學(xué)生就熱力學(xué)中的某個(gè)熱點(diǎn)問題進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，根據(jù)自己查找的資料寫成報(bào)告；在學(xué)習(xí)完熱力學(xué)中的主要熱力循環(huán)過程以后可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)理論上可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的熱工設(shè)備等；另外，還可以讓學(xué)生針對(duì)某個(gè)企業(yè)的能耗特點(diǎn)進(jìn)行分析，找出其中潛在的節(jié)能潛力并提出實(shí)現(xiàn)的方案等。通過以上多種多樣的教學(xué)手段，不僅可以使學(xué)生對(duì)基本的理論知識(shí)有了更好的掌握，而且也真正培養(yǎng)了他們的綜合學(xué)習(xí)能力，對(duì)他們順利完成大學(xué)學(xué)業(yè)及今后的工作都有著巨大的幫助作用。

三、結(jié)語(yǔ)

結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從幾個(gè)方面提出了做好工程熱力學(xué)教學(xué)工作的措施。由于篇幅所限，僅就幾個(gè)主要方面展開論述，希望能為從事工程熱力學(xué)教學(xué)工作的大學(xué)老師提供一些有益的參考。

參考文獻(xiàn)

第3篇：工程熱力學(xué)的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：化工熱力學(xué) 教學(xué) 課程質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（c）-0213-01

化工熱力學(xué)是是化學(xué)工程一個(gè)重要的基礎(chǔ)學(xué)科，是工程與工藝等各類化工專業(yè)的必修課程。該課程把熱力學(xué)的基本原理應(yīng)用于化工技術(shù)領(lǐng)域，結(jié)合表征實(shí)際體系特性的狀態(tài)方程、活動(dòng)系數(shù)模型進(jìn)行各種熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算。由于該課程相對(duì)于其他課程而言理論性強(qiáng)，概念多、公式多，學(xué)生往往覺得抽象不易掌握。大篇幅的公式推導(dǎo)也讓學(xué)生望而生畏[1-2]。

如何引導(dǎo)學(xué)生掌握本課程的基本原理、應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)技能，了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，也是本課程教學(xué)必須回答的問題。本文試從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，以期提高化工熱力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

1 理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

對(duì)日常生活中一些常見的現(xiàn)象用專業(yè)的化工熱力學(xué)知識(shí)給予科學(xué)的解釋。這樣可以使學(xué)生感受到該課程對(duì)生活實(shí)踐的指導(dǎo)意義，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，達(dá)到既掌握了化工熱力學(xué)的知識(shí)又培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題能力的目的。

例如：冰箱的工作原理與空調(diào)是否相同？夏天打開冰箱門是否能當(dāng)空調(diào)？空調(diào)與取暖器哪個(gè)更省電？將冰箱和空調(diào)的工作原理與第六章的制冷循環(huán)相聯(lián)系。為何從天然植物中提取香精、色素等有效成分常用超臨界萃取技術(shù)？萃取劑為何常選CO2？在第二章PVT關(guān)系的應(yīng)用當(dāng)中著重介紹了超臨界萃取技術(shù)以及萃取劑的選擇[3-4]。在講到相關(guān)的理論知識(shí)時(shí)，適時(shí)的把這些學(xué)生感興趣的問題穿來，使理論知識(shí)不再那么枯燥。

比如說在講第六章熵增原理的時(shí)候，可以做適度的延伸，將熵增原理與宇宙的變化過程聯(lián)系起來?；艚餥5]在《時(shí)間的方向》這一報(bào)告中，提出了熱力學(xué)時(shí)間箭頭、時(shí)間箭頭和宇宙學(xué)時(shí)間箭頭的一致性。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，事物總是向無序狀態(tài)變化，稱為“熵”的不斷增大。因此，我們只能看見杯子打碎成碎片的過程，從來不會(huì)看見杯子的碎片復(fù)原成為杯子，相對(duì)來說，杯子是有序的狀態(tài)，碎片是無序的狀態(tài)。阿姆斯特丹大學(xué)理論物理學(xué)院埃里克.弗林德教授（Erik Verlinde）認(rèn)為引力從本質(zhì)上是一種熵力，如果一個(gè)物體在其它物體周圍發(fā)生微小移動(dòng)會(huì)改變周圍的無序度，就會(huì)感受到引力。

通過這樣一些理論的提出，讓學(xué)生通過討論，首先能培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、開拓創(chuàng)新的精神；其次將熱力學(xué)的理論與哲學(xué)、物理學(xué)等其他學(xué)科相聯(lián)系，能讓學(xué)生了解自然科學(xué)其實(shí)沒有學(xué)科的邊界，科學(xué)是相通的思想；三是介紹一些化工熱力學(xué)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。例如在講授范德華方程時(shí)，講述了萊頓低溫實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人著名低溫物理學(xué)家卡末林-昂內(nèi)斯如何利用范德華方程成功地把一種又一種“永久氣體”（氧氣、氫氣、氦氣等）液化，乃至作出對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生巨大影響的貢獻(xiàn)—— 超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)。最后如何利用超導(dǎo)電性實(shí)現(xiàn)磁懸浮列車，讓學(xué)生感受到化工熱力學(xué)在實(shí)際生活中的重大指導(dǎo)意義。

2 與時(shí)俱進(jìn)，借助計(jì)算機(jī)軟件來輔助教學(xué)

在化工熱力學(xué)教學(xué)過程中，公式多，計(jì)算復(fù)雜成為嚴(yán)重影響教學(xué)效果的主要因素。為了使學(xué)生在今后的工作實(shí)際當(dāng)中能更好的運(yùn)用化工熱力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，我們?cè)诮虒W(xué)過程中，專門作了一個(gè)專題，介紹了目前應(yīng)用較多的幾種軟件，包括Aspen Plus，Simulis Thermodynamics， HSC chemistry等。其中著重介紹了目前應(yīng)用最廣的Aspen Plus （Advanced System for P

rocess Engineering）。該軟件美國(guó)AspenTech公司研制，由MIT主持、能源部資助、55個(gè)高校和公司參與開發(fā)。是基于序貫?zāi)K法的穩(wěn)態(tài)過程模擬軟件，并附帶有龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，包含了豐富的狀態(tài)方程和活度系數(shù)模型。在各章節(jié)的計(jì)算過程中，分別對(duì)這幾種軟件相關(guān)的熱力學(xué)計(jì)算部分進(jìn)行了演示。

3 尊重傳統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)作風(fēng)

化工熱力學(xué)是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n程，有人稱之為完美的學(xué)科，就是因?yàn)樗睦碚摵凸蕉加袊?yán)密的理論基礎(chǔ)，都是通過層層推導(dǎo)得到的。而本課程中最主要的內(nèi)容就是熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算。盡管有相應(yīng)的軟件工具可以進(jìn)行輔助計(jì)算，但在教學(xué)過程中還是不能忽視學(xué)生的計(jì)算和推理能力的培養(yǎng)。通過日常的作業(yè)和課堂上的習(xí)題演練，讓學(xué)生在做題過程中領(lǐng)會(huì)化工熱力學(xué)的精髓，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和作風(fēng)。

4 把握主線，縱觀全局，理清脈絡(luò)

化工熱力學(xué)課程主要由原理、模型和應(yīng)用三部分所組成。原理是基礎(chǔ)，應(yīng)用是目的，模型是應(yīng)用中不可缺少的工具[7]。如果把化工熱力學(xué)比作一個(gè)大樹，那么原理就是它龐大的根系，模型是它的主干和枝丫，而應(yīng)用這是化工熱力學(xué)所開出的花朵和果實(shí)。

因此在每一章學(xué)習(xí)之前，我們都會(huì)給學(xué)生提供兩副結(jié)構(gòu)圖。一是本門課程所研究體系的框架圖。二是每章之間的關(guān)系及聯(lián)系圖。使學(xué)生能全面把握化工熱力學(xué)的整體框架，正確理解熱力學(xué)概念，靈活運(yùn)用熱力學(xué)原理。在學(xué)習(xí)時(shí)能做到，“提起是一串，放下是一堆”的學(xué)習(xí)方式。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉守軍，何秀麗.《化工熱力學(xué)》教學(xué)中應(yīng)把握的幾個(gè)問題[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2001，19（1）：80-86.

[2] 王琳琳，陳小鵬，童張法.理論聯(lián)系實(shí)際提高化工熱力學(xué)教學(xué)質(zhì)量[J].化工高等教育，2003，3.

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[5] 包科達(dá).熱物理學(xué)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2004.

第4篇：工程熱力學(xué)的應(yīng)用范文

Thermodynamics and the

Destruction of Resources

2011，500pp

Hardback

ISBN9780521884556

B. R. Bakshi等編

本書從獨(dú)特的多學(xué)科的視角努力把嚴(yán)格的熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)在各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用展示出來，所有這些領(lǐng)域的探索都涉及了可持續(xù)發(fā)展問題。這些領(lǐng)域包括機(jī)械、化學(xué)工程、物理學(xué)、地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)學(xué)和工業(yè)生態(tài)學(xué)。

編者相信：需要一本像本書那樣能綜合反映熱力學(xué)基本原則在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的專著，使人們能充分地了解熱力學(xué)基本原則可以在定性判斷“人類活動(dòng)如何影響自然資源和環(huán)境”方面發(fā)揮重要的作用。所以本書的目的就是匯集各個(gè)領(lǐng)域的專家撰寫的各自領(lǐng)域內(nèi)熱力學(xué)規(guī)則應(yīng)用的最新成果，并將本書的最終目的演化為：不是在領(lǐng)域以外尋求解決本領(lǐng)域內(nèi)的嚴(yán)格的科學(xué)和工程問題的方法，但是要吸取其他領(lǐng)域解決類似科學(xué)問題的經(jīng)驗(yàn)和智慧，定義好所要解決的問題的核心、堅(jiān)定“環(huán)境保護(hù)”的原則，在本領(lǐng)域解決方法的基礎(chǔ)上適當(dāng)融合其它學(xué)科的有效辦法，為將來有可能被稱之為“可持續(xù)性科學(xué)”的解決方法打下基礎(chǔ)。

全書分為4部分，含19篇論文，第1部分基礎(chǔ)，含第1-3章：1. 熱力學(xué)：廣義的有用能量和可用的最大功或放射本能（exergy）；2. 能量和放射本能（exergy）：研究資源利用需要的兩個(gè)概念？3. 熱力學(xué)給出的資源使用帳單。第2部分產(chǎn)品和過程，含第4-8章：4. 材料的分離和回收；5.轉(zhuǎn)換技術(shù)發(fā)展的一種基于熵的度量；6. 在生產(chǎn)過程中所用資源的熱力學(xué)分析；7. 超純度和能源利用：半導(dǎo)體制造的個(gè)案研究；8. 能源和利用：現(xiàn)狀、未來可能的發(fā)展路徑和熱力學(xué)的觀點(diǎn)。第3部分生命周期的評(píng)估和度量，含第9-13章：9. 用熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)提高生命周期庫(kù)存數(shù)據(jù)的質(zhì)量；10. 可持續(xù)發(fā)展技術(shù)：來自熱力學(xué)的度量；11. 生命周期評(píng)估中的熵的生產(chǎn)和資源消耗；12. 在工業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)中的能量和物流；13.物流分析和投入產(chǎn)出分析的合成。第4部分經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)，含第14-19章：14.能源和生態(tài)系統(tǒng)投入產(chǎn)出分析的早期發(fā)展；15. 放射本能（exergy）經(jīng)濟(jì)學(xué)和放射本能（exergy）環(huán)境分析；16. 熵、經(jīng)濟(jì)學(xué)和政策；17. 人口的一體化和隔離：熱力學(xué)家的一個(gè)觀點(diǎn)；18. 在生態(tài)系統(tǒng)中的放射本能（exeergy）分析：背景和挑戰(zhàn)；19. 熱力學(xué)用于可持續(xù)發(fā)展科學(xué)發(fā)展的思考。附錄：標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)放射本能。

本書是由來自世界各個(gè)國(guó)家的24位專家撰寫。可供相關(guān)領(lǐng)域的大學(xué)生、研究生、教師、工程師和研究人員閱讀和參考。

吳永禮，

研究員

（中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所）

第5篇：工程熱力學(xué)的應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】 熱力學(xué)；統(tǒng)計(jì)物理；教學(xué)方法

一、引言

熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理是理論物理的五大分支之一，具有與其它四個(gè)分支（經(jīng)典力學(xué)、電磁學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)）同等重要的科學(xué)與工程地位。熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程是本科教學(xué)中物理學(xué)及相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課程，它以大量微觀粒子組成的宏觀物質(zhì)系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于熱力學(xué)理論和統(tǒng)計(jì)物理理論，揭示熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及與熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物性及宏觀物質(zhì)系統(tǒng)的演化。許多工程科學(xué)都是由熱力學(xué)所衍生的或與其密切關(guān)聯(lián)，例如傳熱學(xué)、流體力學(xué)、材料科學(xué)等，該課程也是學(xué)習(xí)量子力學(xué)、固體物理的基礎(chǔ)。熱力學(xué)的應(yīng)用范圍很廣，主要包括：引擎、渦輪機(jī)、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、推進(jìn)器、燃燒系統(tǒng)、冷凍空調(diào)系統(tǒng)、能源替代系統(tǒng)、生命支援系統(tǒng)及人工器官等。

通過熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程的教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的形象思維和邏輯思維能力，提高學(xué)生的物理修養(yǎng)，使學(xué)生深入認(rèn)識(shí)熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理理論，能從熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)角度闡述熱運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及熱運(yùn)動(dòng)對(duì)物質(zhì)宏觀性質(zhì)的影響，能基于熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)理論解決實(shí)際熱力學(xué)問題。熱力學(xué)理論和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)理論的統(tǒng)一性的教學(xué)，可使學(xué)生樹立物質(zhì)世界是分層次的、宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)緊密聯(lián)系、量的積累引起質(zhì)的變化等物理學(xué)基本觀點(diǎn)。然而該門課程抽象性強(qiáng)，教學(xué)難度很大，因此教學(xué)過程中必須有針對(duì)性的采用科學(xué)的教學(xué)方法以保證良好的教學(xué)效果。

二、重點(diǎn)突出物理思想和物理方法教學(xué)

科學(xué)思想和方法是物理科學(xué)的重要內(nèi)容。美國(guó)著名物理學(xué)家費(fèi)恩曼曾經(jīng)說過：對(duì)學(xué)習(xí)物理的人來說，重要的不是如何正規(guī)嚴(yán)格地解方程，而是能猜出它們的解并理解物理的意義。清華大學(xué)著名物理學(xué)家葉企孫教授也曾強(qiáng)調(diào)指出： 物理教學(xué)不僅要給學(xué)生以知識(shí)，更要給學(xué)生科學(xué)思想和方法。可見物理思想和物理方法在物理教學(xué)中的重要性。物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)和發(fā)展是依賴于物理思想的發(fā)展和建立于科學(xué)的物理方法的基礎(chǔ)之上的。物理知識(shí)的傳授是“授人以魚”，物理思想和物理方法的傳授則是“授人以漁”。僅僅傳授物理知識(shí)容易使學(xué)生對(duì)掌握的結(jié)論確信無疑，這將限制學(xué)生的創(chuàng)造性和個(gè)性發(fā)展。而物理思想和物理方法的傳授不僅是為學(xué)生提供必要的知識(shí)儲(chǔ)備外，也是為他們提供能力儲(chǔ)備。

在熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理課程的教學(xué)中，除了物理思想和物理方法自身具有的重要地位之外，授課學(xué)時(shí)少和授課內(nèi)容多的矛盾、化繁為簡(jiǎn)提高教學(xué)效果的要求也需要將物理思想和物理方法的傳授放在一個(gè)重要位置。把握該課程的物理思想和基本方法，對(duì)授課內(nèi)容和知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，是解決授課學(xué)時(shí)少和授課內(nèi)容多的矛盾的根本方法。熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理課程對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求也較高，涉及到大量繁復(fù)的公式數(shù)學(xué)推導(dǎo)和變換，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程的過程中很容易將注意力停留在物理公式的數(shù)學(xué)形式上而忽略了其中的物理意義、物理思想和物理方法，最終結(jié)果是導(dǎo)致學(xué)生思維混亂、滿頭霧水。因此，在熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理課程中應(yīng)該盡量簡(jiǎn)化物理公式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和數(shù)學(xué)變換方面的教學(xué)，而將教學(xué)的重點(diǎn)放在物理公式的物理意義、物理思想和物理方法方面，幫助學(xué)生從物理角度對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行深入理解。

三、排除學(xué)生心理障礙

熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程的特點(diǎn)是比較抽象，學(xué)生理解困難和難以建立相應(yīng)的物理圖像。較大的學(xué)習(xí)阻力會(huì)影響學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣和愛好，導(dǎo)致學(xué)生存在接受熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理的物理思想和相關(guān)理論的心理障礙。上述在把握課程的物理思想和基本方法的基礎(chǔ)上對(duì)授課知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整和將授課內(nèi)容化繁為簡(jiǎn)是排除學(xué)生心理障礙的一個(gè)有效方法，此外好的課題引入對(duì)于排除心理障礙從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣也會(huì)起到十分重要的作用。如教學(xué)實(shí)踐證明，課程緒論由熱力學(xué)發(fā)展史引入，從“熱”本質(zhì)的爭(zhēng)論到焦耳、克勞修斯、開爾文、能斯脫、麥克斯韋、玻爾茲曼、吉布斯等科學(xué)家的豐功偉績(jī)進(jìn)行逐步闡述，可以有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)物理的興趣和增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理發(fā)展史能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新思維水平，提高學(xué)生整合信息、發(fā)現(xiàn)問題的能力。[1]同時(shí)也有利于激發(fā)學(xué)生的自我意識(shí)[2]和有助于學(xué)生理解物理知識(shí)，有助于學(xué)生體驗(yàn)物理學(xué)的批判精神和形成整體性的物理知識(shí)觀。[3]再如在統(tǒng)計(jì)理論部分的課題引入時(shí)，重點(diǎn)突出物理思想，突出宏觀系統(tǒng)由大量微觀粒子組成的特點(diǎn)，使學(xué)生真正清楚統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的研究對(duì)象及方法，理解統(tǒng)計(jì)物理與熱力學(xué)的不同之處和統(tǒng)一之處，也可以有效消除學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)物理的形成心理障礙?？傊?，通過好的課題引入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，消除學(xué)生的畏難情緒，對(duì)排除學(xué)生學(xué)習(xí)熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理的心理障礙不無裨益，這也是保證學(xué)生在熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理課程學(xué)習(xí)過程中始終保持學(xué)習(xí)主動(dòng)性的關(guān)鍵。

四、詳細(xì)闡述熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理兩種方法的關(guān)系

熱力學(xué)方法與統(tǒng)計(jì)物理方法是熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理研究大量微觀粒子組成的宏觀物質(zhì)系統(tǒng)的熱現(xiàn)象的兩種基本方法，兩種方法的有機(jī)結(jié)合是熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理理論的一個(gè)基本特征，應(yīng)幫助學(xué)生很好地把握該基本特征。熱力學(xué)的基本任務(wù)是研究熱運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，是研究熱現(xiàn)象的宏觀理論，它不涉及物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，而是從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)出發(fā)，依據(jù)在大量實(shí)踐中總結(jié)出來的幾條基本宏觀定律，運(yùn)用嚴(yán)密的邏輯推理而形成的一整套完整的熱現(xiàn)象理論。統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的基本任務(wù)是揭示熱現(xiàn)象的本質(zhì)，是研究熱運(yùn)動(dòng)的微觀理論，它從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，依據(jù)微觀粒子所遵循的力學(xué)規(guī)律，再用概率統(tǒng)計(jì)的方法求出系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)及其變化規(guī)律。熱力學(xué)理論的發(fā)展先于統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的發(fā)展，其起源可追溯至十七世紀(jì)末開始的長(zhǎng)期而激勵(lì)的“熱”本質(zhì)爭(zhēng)論，到19世紀(jì)中頁(yè)在焦耳測(cè)定熱功當(dāng)量的工作基礎(chǔ)上熱力學(xué)第一定律得以建立了“熱質(zhì)學(xué)”，奠定了熱力學(xué)的發(fā)展基礎(chǔ)，并在克勞修斯、開爾文、能斯脫等人的進(jìn)一步努力下建立了熱力學(xué)第二定律和第三定律，使熱力學(xué)理論更臻完善。熱力學(xué)能解決宏觀熱現(xiàn)象的一些問題，但仍未能對(duì)熱現(xiàn)象的本質(zhì)作出解釋。在熱力學(xué)發(fā)展的同時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)論也開始發(fā)展起來?？藙谛匏箯姆肿舆\(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)出發(fā)導(dǎo)出波意耳-馬略特定律。麥克斯韋應(yīng)用統(tǒng)計(jì)概念研究分子的運(yùn)動(dòng)，得到了分子運(yùn)動(dòng)的速度分布定律。玻爾茲曼給出了熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)解釋。最后吉布斯發(fā)展了麥克斯韋和玻爾茲曼的理論，建立了系綜統(tǒng)計(jì)法。至此統(tǒng)計(jì)物理學(xué)形成了完整的理論?？梢姛崃W(xué)理論和統(tǒng)計(jì)物理理論的發(fā)展雖有先后之分，但是發(fā)展過程卻緊密聯(lián)系，對(duì)應(yīng)的兩種研究方法各有優(yōu)缺點(diǎn)又有機(jī)結(jié)合，二者的區(qū)別和聯(lián)系如下表所示：

基礎(chǔ) 方法 優(yōu)點(diǎn) 不足

熱力學(xué)方法 由大量現(xiàn)象總結(jié)歸納的熱力學(xué)基本定律 數(shù)學(xué)演繹、邏輯推理 高度的普適性、可靠性 無法解釋漲落現(xiàn)象、無法揭示熱現(xiàn)象本質(zhì)

基礎(chǔ) 方法 優(yōu)點(diǎn) 不足

統(tǒng)計(jì)物理方法 物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、宏觀量與微觀量的關(guān)系、等概率原理 概率統(tǒng)計(jì)方法 可求具體物質(zhì)的熱性質(zhì)、解釋漲落、揭示熱現(xiàn)象本質(zhì) 近似性

可見，熱力學(xué)方法和統(tǒng)計(jì)物理方法共同來自于人們對(duì)宏觀熱現(xiàn)象的明確認(rèn)識(shí)和微觀熱運(yùn)動(dòng)特征的準(zhǔn)確把握，二者相輔相成，互為補(bǔ)充，是一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一體，缺一不可。課程教學(xué)過程中，應(yīng)在詳細(xì)闡述熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的概念定義、發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上講授二者的有機(jī)統(tǒng)一關(guān)系，使學(xué)生對(duì)兩種方法有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，準(zhǔn)確把握課程的基本特征，這有利于學(xué)生理解熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理的物理思想和建立相應(yīng)的物理圖像。

五、幫助學(xué)生建立課程理論框架

學(xué)生在學(xué)習(xí)熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理的過程中，難以理解相關(guān)的物理思想、定理定律和無法建立清晰的物理圖像，很大程度上是由于沒有很好地把握課程的知識(shí)要點(diǎn)和理論主線。熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程有機(jī)結(jié)合思維方式截然不同的熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理兩種方法，分別從宏觀和微觀兩個(gè)層面對(duì)物質(zhì)系統(tǒng)的熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究，同時(shí)數(shù)學(xué)推導(dǎo)和變換繁復(fù)，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程很難捕捉到課程的知識(shí)要點(diǎn)和提煉出課程的理論主線，這就要求教師有意識(shí)的幫助學(xué)生把握課程的整體理論框架。

汪志誠(chéng)的《熱力學(xué)·統(tǒng)計(jì)物理》教材為例，[4]可以建立如下課程基本理論框架：課程分為熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理兩個(gè)部分。熱力學(xué)部分包括熱力學(xué)基本定律部分（核心）、均勻熱力學(xué)系統(tǒng)的熱力學(xué)公式、熱力學(xué)基本定律和熱力學(xué)公式的應(yīng)用三部分，前兩部分為熱力學(xué)的基礎(chǔ)理論，第三部分包括基礎(chǔ)理論在均勻單元系、均勻多元系以及非均勻系中的應(yīng)用。統(tǒng)計(jì)物理部分包括平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)理論、漲落理論和非平衡態(tài)理論，平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)理論為核心部分，又包括最概然統(tǒng)計(jì)理論和系綜理論。在授課學(xué)時(shí)日漸縮減的情況下，可將最概然統(tǒng)計(jì)理論作為本科教學(xué)中統(tǒng)計(jì)物理部分的講授主體。該部分可以分為系統(tǒng)微觀構(gòu)成的描述和基本統(tǒng)計(jì)規(guī)律、基本統(tǒng)計(jì)規(guī)律在不同微觀系統(tǒng)中的應(yīng)用兩部分，后者包括了基本統(tǒng)計(jì)規(guī)律在玻爾茲曼系統(tǒng)、波色系統(tǒng)和費(fèi)米系統(tǒng)中的應(yīng)用。這樣的一個(gè)簡(jiǎn)明的整體理論框架的建立，有助于學(xué)生對(duì)相關(guān)定理定律的融會(huì)貫通和對(duì)課程的物理思想和物理方法的整體理解，從而幫助學(xué)生建立完整的熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理圖像，達(dá)到該課程的最終教學(xué)目的。

六、結(jié)論

熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理是本科物理學(xué)及相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課程，具有抽象且數(shù)學(xué)知識(shí)要求高的特點(diǎn)，教學(xué)難度很大。在該課程的教學(xué)過程中通過重點(diǎn)突出物理思想和物理方法教學(xué)、排除學(xué)生心理障礙、詳細(xì)闡述熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理兩種方法的關(guān)系、幫助學(xué)生建立課程理論框架等科學(xué)的教學(xué)方法的應(yīng)用，可以有效提高教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生深入理解相關(guān)的物理思想和掌握相關(guān)的物理方法，建立完整的熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理圖像。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 陳運(yùn)保.物理學(xué)史對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生自我意識(shí)的重要作用[J].物理教學(xué)探討，2005.2.28-29.

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[4] 汪志誠(chéng).熱力學(xué)·統(tǒng)計(jì)物理[M].北京：高等教育出版社，2003.

第6篇：工程熱力學(xué)的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：工程熱力學(xué)；教學(xué)改革；教材；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）38-0199-02

《工程熱力學(xué)》是高等院校機(jī)械工程類、能源與動(dòng)力類等專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程主要研究熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律，以及合理有效利用熱能的基本理論，對(duì)培養(yǎng)學(xué)員科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新性思維和實(shí)踐能力，以及專業(yè)課程學(xué)習(xí)都將起到奠基的作用。通過《工程熱力學(xué)》課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)員掌握熱力學(xué)的基本概念和基本規(guī)律，并能正確運(yùn)用這些規(guī)律進(jìn)行熱力過程、熱力循環(huán)分析和計(jì)算；培養(yǎng)學(xué)員科學(xué)分析和邏輯思維能力。養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索、刻苦鉆研的科學(xué)作風(fēng)。經(jīng)過數(shù)十年的持續(xù)建設(shè)，《工程熱力學(xué)》課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、實(shí)驗(yàn)保障設(shè)施、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面進(jìn)行了大量的建設(shè)和改革，取得了顯著的效果。

一、教材和教學(xué)內(nèi)容改革

在教材和教學(xué)內(nèi)容方面，課程組近年來開展了《工程熱力學(xué)》“立體教材”體系的建設(shè)工作。以課程教學(xué)為基本形式，以綜合能力的培養(yǎng)和提高為基本目標(biāo)，利用多種教育化教育手段，構(gòu)建新穎教材、網(wǎng)絡(luò)課程、多媒體課件、教學(xué)輔導(dǎo)書等組成的內(nèi)容豐富、功能齊全的《工程熱力學(xué)》綜合性立體化教學(xué)資源。從而使教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率大為提高。在人才培養(yǎng)方面，取得了豐碩的教學(xué)成果。多年來不斷更新選取適合本科人才培養(yǎng)和專業(yè)需求的高水平教材，以滿足課程標(biāo)準(zhǔn)的要求?！豆こ虩崃W(xué)》目前采用華自強(qiáng)等主編的《工程熱力學(xué)》第四版，由高等教育出版社2009年11月出版。該教材是國(guó)家“普通高等教育十一五國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材”，被眾多院校廣泛采用。該教材還有配套習(xí)題，方便學(xué)員進(jìn)行課后復(fù)習(xí)和自測(cè)。此外，課程還指定了多部教材和教學(xué)輔導(dǎo)書，供學(xué)員學(xué)習(xí)和研究使用，包括清華大學(xué)出版社2011年6月出版，朱明善主編的《工程熱力學(xué)（第2版）》；高等教育出版社2007年6月出版，童鈞耕主編的《工程熱力學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題解答》；McGraw-Hill2005年出版的由Yunus A.Cengel主編的《Thermodynamics An Engineering Approach the 4th edition》等。針對(duì)授課專業(yè)增多，內(nèi)容增加，學(xué)時(shí)減少及面向裝備擴(kuò)大和發(fā)展的實(shí)際，在對(duì)后續(xù)專業(yè)課程需求和部隊(duì)需求深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，著眼當(dāng)前需要和未來發(fā)展，從以下三個(gè)方面入手進(jìn)行了課程內(nèi)容體系的優(yōu)化重組。

1.突出重點(diǎn)內(nèi)容，貼近裝備實(shí)際，針對(duì)裝備特點(diǎn)突出與動(dòng)力系統(tǒng)工作原理密切相關(guān)的熱力學(xué)知識(shí)。弱化蒸汽的熱力性質(zhì)及其動(dòng)力循環(huán)方面的內(nèi)容。

2.以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，結(jié)合《工程熱力學(xué)》理論在武器裝備上的具體應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)室發(fā)展，引入了計(jì)算機(jī)編程求解和虛擬實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)代教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容。

3.利用自主研制的和虛擬實(shí)驗(yàn)軟件，以及課程組成員科研項(xiàng)目多的優(yōu)勢(shì)，引入了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等研究性教學(xué)內(nèi)容。優(yōu)化重組后的新課程內(nèi)容體系，以經(jīng)典《工程熱力學(xué)》內(nèi)容為主體，科學(xué)處理了經(jīng)典與現(xiàn)代的關(guān)系，引入了新知識(shí)和新技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了知識(shí)的綜合運(yùn)用和實(shí)踐訓(xùn)練，保持了課程教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、科學(xué)性和前沿性。

二、教學(xué)設(shè)施建設(shè)

《工程熱力學(xué)》課程在教學(xué)設(shè)施方面取得了明顯的進(jìn)步。特別是近年來，本校充分利用各種科研項(xiàng)目成果，進(jìn)一步完善本課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備，更新了多套空氣定壓比熱測(cè)試設(shè)備。對(duì)噴管流動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)的硬件平臺(tái)進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)編制了具有虛擬實(shí)驗(yàn)和在線分析的分布式噴管流動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。保障實(shí)踐環(huán)節(jié)均能以實(shí)物操作為教學(xué)的主要手段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。為使學(xué)員在課堂以外能夠及時(shí)的復(fù)習(xí)和總結(jié)，補(bǔ)充課堂教學(xué)內(nèi)容的不足，針對(duì)課程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)并完成了《工程熱力學(xué)》的網(wǎng)絡(luò)課程。該網(wǎng)絡(luò)課程集教學(xué)指導(dǎo)、教學(xué)實(shí)施、自主學(xué)習(xí)、測(cè)試考試等功能于一體。目前已經(jīng)完成本課程的網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，學(xué)員可以在校園網(wǎng)上觀看課程授課的視頻錄像，課程內(nèi)容的在線學(xué)習(xí)和測(cè)試，該網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)豐富了學(xué)員的學(xué)習(xí)途徑，對(duì)于促進(jìn)學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效果發(fā)揮了積極的作用。通過多年來的建設(shè)，課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境建設(shè)成效顯著，形成了以教材、多媒體為主和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境為輔，集理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)于一體的課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)特色。從畢業(yè)學(xué)員反饋的情況來看，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，不僅顯著地增加了課堂的信息量，而且有效改善了教學(xué)效果。利用新技術(shù)更新了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)員實(shí)踐、創(chuàng)新能力的新做法。通過自主設(shè)計(jì)、研制的噴管流動(dòng)演示虛擬實(shí)驗(yàn)軟件平臺(tái)，該虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有良好的開放性、自主性、綜合性，而且突破了實(shí)驗(yàn)受設(shè)備、場(chǎng)所、環(huán)境、時(shí)間的限制，有效提高了學(xué)員的實(shí)踐創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

三、教學(xué)方法改革

教學(xué)改革是提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的根本保障，多年來課程組一直十分注重加強(qiáng)和深化教學(xué)改革，并取得了一定的成果，具體做法如下。

1.課堂教學(xué)采用啟發(fā)交流式，實(shí)現(xiàn)單向知識(shí)傳輸模式向師生交互模式的轉(zhuǎn)變。利用自主研制的功能完備，界面友好，集授課、自學(xué)、測(cè)試、管理等功能于一體的《工程熱力學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程》，依托校園網(wǎng)和多媒體教室等，構(gòu)建了教學(xué)互動(dòng)，適合自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、相對(duì)寬松的雙語(yǔ)多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了教員主導(dǎo)作用和學(xué)員主體作用的和諧統(tǒng)一，在提高教學(xué)效果的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)員主動(dòng)、有效地獲取知識(shí)的意識(shí)和能力。

2.在教學(xué)方法上，改進(jìn)課堂講授方式，采用“研究型”的教學(xué)模式。針對(duì)課程特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)員掌握理論、應(yīng)用和試驗(yàn)三個(gè)方面的知識(shí)與能力：《工程熱力學(xué)》的理論，《工程熱力學(xué)》基本理論和概念的掌握，培養(yǎng)理性思維和分析能力；《工程熱力學(xué)》的應(yīng)用，面向裝備和工程實(shí)踐，熟悉了解實(shí)際《工程熱力學(xué)》問題，培養(yǎng)應(yīng)用原理解決問題的能力；《工程熱力學(xué)》的實(shí)驗(yàn)，通過綜合性試驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)員的動(dòng)手能力和科研工作素質(zhì)。

3.注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。結(jié)合課堂教學(xué)，開展科技創(chuàng)新活動(dòng)，使學(xué)生綜合素質(zhì)能力獲得提高。

4.根據(jù)學(xué)員的反饋不斷完善教學(xué)文件。對(duì)已有的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、優(yōu)秀的教材進(jìn)行及時(shí)的更新和完善，并作為素材之一放在教學(xué)網(wǎng)站上，作為學(xué)習(xí)的參考資料供學(xué)員下載學(xué)習(xí)使用?？偨Y(jié)：筆者經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)《工程熱力學(xué)》進(jìn)行綜合的教學(xué)改革，收效明顯。教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率得到很大提高，在培養(yǎng)新型專業(yè)人才方面，取得了豐碩的教學(xué)成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚羽非，趙金輝.工程熱力學(xué)立體化教材建設(shè)與實(shí)踐[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，（2）.

第7篇：工程熱力學(xué)的應(yīng)用范文

摘要：《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》是為新能源科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)的兩門專業(yè)必修課，也是該專業(yè)大學(xué)生所必須掌握的熱工類課程。該課程具有知識(shí)豐富、專業(yè)性強(qiáng)、課時(shí)多等特點(diǎn)。在《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》課程教學(xué)中，大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是很重要的一環(huán)。本文對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行了探討，并對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新精神與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：工程熱力學(xué)；傳熱學(xué)；新能源；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）52-0176-02

能源是現(xiàn)代社會(huì)賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的先決條件。新能源專業(yè)的畢業(yè)生，肩負(fù)著為國(guó)家能源發(fā)展貢獻(xiàn)力量的重要責(zé)任。為達(dá)到培養(yǎng)專業(yè)知識(shí)面廣、基本功扎實(shí)和創(chuàng)新能力強(qiáng)的本科人才的目標(biāo)，作為新能源專業(yè)非常重要的必修課――《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》的課程設(shè)計(jì)和教學(xué)方法探索就顯得尤為重要[1，2]。此前的相關(guān)文獻(xiàn)中報(bào)道了《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》教學(xué)的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)[3-6]。本文在此教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)熱工課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化和探索，以更好地提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維。

一、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和精選是教學(xué)改革的關(guān)鍵。作為專業(yè)必修課，在學(xué)時(shí)有限的情況下，如何最大程度地講授最有價(jià)值的知識(shí)點(diǎn)成為教學(xué)的關(guān)鍵。

熱工類課程由《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》兩門課組成?！豆こ虩崃W(xué)》按熱力學(xué)基本概念、熱力學(xué)第一定律、理想氣體的性質(zhì)與過程、熱力學(xué)第二定律與熵、氣體動(dòng)力循環(huán)、水蒸氣、蒸汽動(dòng)力循環(huán)、制冷循環(huán)、理想混合氣體和濕空氣、實(shí)際氣體的性質(zhì)等內(nèi)容分為若干章節(jié)；《傳熱學(xué)》按照傳熱基本概念、穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)、非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱、熱輻射及輻射換熱、傳熱過程與換熱器等分為若干章節(jié)。由于新能源科學(xué)與工程專業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)專業(yè)，學(xué)科領(lǐng)域廣泛，涉及能源類（如生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、風(fēng)能）、化工類（如基礎(chǔ)化學(xué)、物理化學(xué)、新能源材料）、力學(xué)類（如工程力學(xué)、流體力學(xué)）等多門課程和領(lǐng)域。

在實(shí)際的教學(xué)過程中，教學(xué)內(nèi)容必須有所側(cè)重，應(yīng)充分考慮到不與新能源科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的其他相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生重復(fù)。另外由于《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》課程難度較大，在教學(xué)過程中要講清課程中的要點(diǎn)和基礎(chǔ)知識(shí)。可以以“基本原理―公式推導(dǎo)―影響因素―實(shí)際應(yīng)用”為主線介紹該課的有關(guān)知識(shí)，建立每章知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，讓學(xué)生清楚該門課程的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)。對(duì)重點(diǎn)的熱力學(xué)第一和第二定律進(jìn)行原理介紹，仔細(xì)推導(dǎo)相關(guān)公式，讓學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)，使學(xué)生在進(jìn)一步的學(xué)習(xí)中不會(huì)混淆概念，相對(duì)輕松地應(yīng)對(duì)課程。此外，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，例如介紹空調(diào)在夏天與冬天的工作原理、冰箱開門對(duì)室內(nèi)的影響，積極引導(dǎo)學(xué)生利用熱力學(xué)定律進(jìn)行分析，增加課程的趣味性以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容始終能反映本學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)術(shù)水平，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)方向的把握。

二、教學(xué)方法的探索

（一）以創(chuàng)新性地教帶動(dòng)創(chuàng)新性地學(xué)

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。要想發(fā)展經(jīng)濟(jì)，需要加大科研力度、提高科技含量。這已被證明是一種行之有效的道路。與此對(duì)應(yīng)的是，要促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量、提高教學(xué)效率，必須加大教學(xué)與科研的力度、提高教學(xué)與科研互動(dòng)水平。在當(dāng)今大力發(fā)展科學(xué)技術(shù)的大背景下，如何提高身為未來科學(xué)技術(shù)發(fā)展主力軍的大學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新能力，成為目前高校教學(xué)的難題和重點(diǎn)。傳統(tǒng)的直白講課和搜集各種習(xí)題以供學(xué)生練習(xí)只會(huì)讓課程變得生硬和枯燥，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)熱情越來越低，甚至出現(xiàn)了普遍的抄襲作業(yè)和遲到早退等不良現(xiàn)象。為了改變這些不良現(xiàn)象，就需要在教學(xué)手段上進(jìn)行創(chuàng)新。教師通過對(duì)平時(shí)科研工作成果的再學(xué)習(xí)，并結(jié)合對(duì)教材的研究，創(chuàng)造性地運(yùn)用某些方法，使學(xué)生對(duì)重要問題達(dá)到本質(zhì)上的領(lǐng)悟。在這種途徑中，教師的創(chuàng)新思維方式以及從中體現(xiàn)的一言一行，讓學(xué)生耳濡目染、潛移默化，對(duì)帶動(dòng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新學(xué)習(xí)、開發(fā)創(chuàng)新思維起到積極的作用。

例如，在進(jìn)行《傳熱學(xué)》教學(xué)時(shí)，學(xué)生往往對(duì)傳熱的基本概念，尤其是二維與三維的導(dǎo)熱理論及方程很難理解。一般地教學(xué)方式是，教師在黑板上進(jìn)行微觀導(dǎo)熱原理推導(dǎo)，得出一維傅里葉導(dǎo)熱定律和二維三維傅里葉導(dǎo)熱定律，并給出幾個(gè)常用的導(dǎo)熱方程。這種教學(xué)方式中，推導(dǎo)過程比較晦澀，給出的方程也較為難懂，學(xué)生們很可能只會(huì)死記硬背，不能靈活運(yùn)用。針對(duì)以上問題，筆者建議將導(dǎo)熱理論與生活問題相結(jié)合，或者采取數(shù)學(xué)建模的方法，將導(dǎo)熱方程與實(shí)踐相結(jié)合，選取最適合該問題的模型，以達(dá)到課程有趣生動(dòng)、富有創(chuàng)新性，激發(fā)學(xué)生們的創(chuàng)新思維。以創(chuàng)新性地“教”帶動(dòng)創(chuàng)新性地“學(xué)”，學(xué)生收獲的不僅僅是知識(shí)點(diǎn)，更是如何去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的實(shí)際能力，為以后在新能源科學(xué)與工程專業(yè)領(lǐng)域的探索中打下良好基礎(chǔ)。

（二）板書教學(xué)與多媒體輔助教學(xué)相結(jié)合

多媒體技術(shù)以其圖文并茂、聲像俱佳、動(dòng)靜皆宜的呈現(xiàn)使課堂教學(xué)達(dá)到了全新的境界。在《傳熱學(xué)》的講授中，一維的傳熱理論和公式很好理解和應(yīng)用，但二維與三維牽扯到微觀傳熱理論，以至于推導(dǎo)過程較為復(fù)雜，傳熱方程較為抽象難懂。因此需要教師精心準(zhǔn)備多媒體課件，通過動(dòng)態(tài)描繪各向同性材料的微觀傳熱過程，讓學(xué)生理解不同形狀材料在具有不同位置的熱源時(shí)如何進(jìn)行熱傳導(dǎo)。通過繪制動(dòng)態(tài)的卡諾循環(huán)過程，使學(xué)生深入理解熱力學(xué)第二定律，并理解第二類永動(dòng)機(jī)無法制成的原因。同時(shí)需要注意的是，對(duì)于工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)，由于信息量大、內(nèi)容廣，過多地依賴多媒體教學(xué)可能會(huì)讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)難以消化，因此在教學(xué)中對(duì)于難度較大的基礎(chǔ)理論部分和原理的學(xué)習(xí)，板書不可缺少，使學(xué)生能夠有充分時(shí)間緊跟老師的思維去理解每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

（三）課程教學(xué)與科研活動(dòng)相結(jié)合

教師可以將全班學(xué)生分為若干調(diào)研小組，每五個(gè)人為一組，選擇新能源與熱工基礎(chǔ)理論相結(jié)合的課題，通過查找國(guó)內(nèi)外科技文獻(xiàn)，調(diào)研總結(jié)新能源專業(yè)前沿知識(shí)，形成調(diào)研報(bào)告，鍛煉學(xué)生閱讀科技文獻(xiàn)的能力，提前為畢業(yè)設(shè)計(jì)的開展奠定基礎(chǔ)。各小組也可以參與指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目，在實(shí)驗(yàn)室做一些力所能及的科研活動(dòng)，并通過文獻(xiàn)調(diào)研，形成工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)知識(shí)系統(tǒng)。課程結(jié)束時(shí)，各小組以PPT形式向全班同學(xué)作匯報(bào)，授課老師根據(jù)報(bào)告提出問題，該組同學(xué)進(jìn)行即時(shí)答辯，考查學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。

三、課程考核方式的探索

工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)覆蓋面廣、知識(shí)點(diǎn)多，應(yīng)該采取靈活多樣的考核辦法。在成績(jī)的評(píng)定方式上，可以設(shè)定了四項(xiàng)考核內(nèi)容，第一部分是學(xué)生考勤、課堂互動(dòng)表現(xiàn)和課堂筆記，通過此部分的考核，提高學(xué)生的聽課注意力，鍛煉學(xué)生提煉課程重點(diǎn)內(nèi)容的能力；第二部分是根據(jù)每個(gè)小組的調(diào)研報(bào)告、PPT展示、答辯情況打分，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、口頭表達(dá)能力和應(yīng)變能力；第三部分是每節(jié)課結(jié)束前的思考題，采取加分方式，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考；第四部分是傳統(tǒng)的期末考試，考試內(nèi)容為課程講授的基本內(nèi)容，專業(yè)性強(qiáng)的理論部分強(qiáng)調(diào)定性了解，讓學(xué)生對(duì)熱工基礎(chǔ)有個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。

隨著新能源科學(xué)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，熱工基礎(chǔ)理論散發(fā)出強(qiáng)大的活力。根據(jù)新能源科學(xué)與工程專業(yè)特點(diǎn)，教師還需要在教學(xué)過程中，不斷探索教學(xué)方法和考核方式，不斷優(yōu)化課程內(nèi)容，提升教學(xué)質(zhì)量，使課程教學(xué)體系更加科學(xué)合理，更好地適應(yīng)社會(huì)對(duì)新能源科學(xué)與工程專業(yè)人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

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[3]武和全，姚永騰.對(duì)“工程熱力學(xué)及傳熱學(xué)”課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J].科教導(dǎo)刊（下旬），2015，（4）：90-91.

[4]武和全，吳云強(qiáng).提高“工程熱力學(xué)及傳熱學(xué)”課程教學(xué)質(zhì)量的改革探討[J].教育教學(xué)論壇，2015，（23）：267-268.

第8篇：工程熱力學(xué)的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：大工程觀；熱物理基礎(chǔ)；教學(xué)內(nèi)容；工程專業(yè)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2012）36-0300-04

自20世紀(jì)70年代以來，世界性的新技術(shù)革命對(duì)工程活動(dòng)產(chǎn)生了巨大影響，工程活動(dòng)對(duì)知識(shí)技術(shù)、能力綜合的需要達(dá)到前所未有的程度。從動(dòng)力生產(chǎn)、能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)以及工業(yè)生產(chǎn)過程本身特點(diǎn)來看，工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備合理用能、節(jié)能和環(huán)保的意識(shí)并懂得其基本的技術(shù)，而熱物理基礎(chǔ)課程的內(nèi)容是合理用能及節(jié)能理論中的最基礎(chǔ)與核心的部分。因此，作為介紹熱能的有效、合理的利用和轉(zhuǎn)換、傳遞技術(shù)的熱物理基礎(chǔ)課程，不僅應(yīng)是大工程觀下能源動(dòng)力類專業(yè)高等工程教育中的重要理論基礎(chǔ)課[1～2]，而且也應(yīng)是21世紀(jì)所有大工程觀下工程專業(yè)學(xué)生的公共理論基礎(chǔ)課。

高等工程教育 [3～4] 的熱物理基礎(chǔ)課程教學(xué)是培養(yǎng)具有熱物理工程技術(shù)的“大工程觀”要求的高等工程人才的唯一途徑。因此，熱物理基礎(chǔ)課程和教學(xué)的改革占據(jù)著“大工程”培養(yǎng)觀的重要地位，在大工程觀下高等工程技術(shù)人才的培養(yǎng)方案中，熱物理基礎(chǔ)課程體系是整個(gè)工程專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)，應(yīng)首先進(jìn)行改革，為整個(gè)培養(yǎng)具有大工程理念的高級(jí)工程技術(shù)人才打好基礎(chǔ)。

一、熱物理基礎(chǔ)課程體系現(xiàn)狀分析

（一）熱物理基礎(chǔ)課程特征分析

在中國(guó)，熱物理基礎(chǔ)課程一般指《工程熱力學(xué)》與《傳熱學(xué)》兩門課程。同時(shí)，由《工程熱力學(xué)》與《傳熱學(xué)》組成的《熱工學(xué)》、《熱工基礎(chǔ)》或《熱物理學(xué)》也屬于熱物理基礎(chǔ)課程的范疇。高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理是熱物理基礎(chǔ)課程的前續(xù)課程。對(duì)于工程專業(yè)而言，高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，很多學(xué)不好熱物理基礎(chǔ)課程的學(xué)生，主要是因?yàn)楦叩葦?shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)或者大學(xué)物理基礎(chǔ)不扎實(shí)所造成的[5-6]?！豆こ虩崃W(xué)》是一門較完善的課程，已形成較完整的理論體系，并具有完整的理論結(jié)構(gòu)和實(shí)際應(yīng)用內(nèi)容。《工程熱力學(xué)》課程中的基本概念和理論基礎(chǔ)是熱力學(xué)工程實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)，若基本概念和理論基礎(chǔ)沒掌握好，必然導(dǎo)致不能熟練推導(dǎo)出數(shù)學(xué)公式，從而會(huì)致使熱力學(xué)工程實(shí)際應(yīng)用學(xué)習(xí)的難度大大增大，甚至?xí)沟脤W(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)的情緒。與《工程熱力學(xué)》不同，《傳熱學(xué)》的公式很多是來自于實(shí)驗(yàn)的歸納整理，需要記熟背熟?！秱鳠釋W(xué)》主要是使用其原理或知識(shí)進(jìn)行分析，而《工程熱力學(xué)》主要是推導(dǎo)計(jì)算。兩門課程的共同特點(diǎn)是必須大量做思考題和習(xí)題，才能真正掌握，熟練應(yīng)用。

（二）熱物理基礎(chǔ)課程體系存在的問題

與大工程觀背景下工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的熱物理基礎(chǔ)課程教學(xué)相比較，還有較大的差距，主要表現(xiàn)為[7]：（1）輕視實(shí)際、脫離實(shí)際；（2）人才培養(yǎng)的熱物理知識(shí)結(jié)構(gòu)體系不夠完善，面向?qū)嶋H的熱物理工程訓(xùn)練不足，與企業(yè)聯(lián)系不夠緊密；（3）辦學(xué)方向面向熱物理工程不夠，教學(xué)模式和教學(xué)方法陳舊，文化陶冶過弱，專業(yè)教育過窄，功利導(dǎo)向過重，共性制約過強(qiáng)等。

二、大工程觀下熱物理基礎(chǔ)課程體系構(gòu)建

針對(duì)目前中國(guó)高等工程教育中熱物理基礎(chǔ)課程教學(xué)存在的問題，其改革思路是：以“大工程觀”教育理念為指導(dǎo)，以理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合為基礎(chǔ)，以熱物理與其他課程交叉滲透為依托，以熱物理工程的實(shí)踐性與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性為核心，以具備合理用能、節(jié)能和環(huán)保能力的培養(yǎng)為主線對(duì)工程專業(yè)的熱物理基礎(chǔ)課程進(jìn)行適應(yīng)性改革，探索大工程觀背景下工程專業(yè)熱物理基礎(chǔ)課程改革新途徑（如下頁(yè)圖1所示）。

（一）大工程觀下熱物理基礎(chǔ)理論課程體系構(gòu)建

1.統(tǒng)籌規(guī)劃，合理安排工程專業(yè)熱物理基礎(chǔ)課程體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。（1）研究適應(yīng)各大類工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)需要的熱物理基礎(chǔ)課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。根據(jù)各大類工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)所需要熱物理基礎(chǔ)知識(shí)的不同，各大類工程專業(yè)可分成三大類：1）熱物理基礎(chǔ)課程是該類型專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課；2）熱物理知識(shí)是某一大類中部份專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)，而對(duì)另一些專業(yè)則關(guān)系則要遠(yuǎn)一些（工業(yè)設(shè)計(jì)）或者熱物理知識(shí)是某類專業(yè)（如材料成型與控制工程）中的某一方向（如鑄造、焊接）的主要技術(shù)基礎(chǔ)課但與另一些方向（如真空技術(shù)及設(shè)備）關(guān)系較遠(yuǎn)；3）熱物理知識(shí)與該大類專業(yè)的主干技術(shù)無直接的關(guān)系。因此，可針對(duì)此三大類工程專業(yè)開設(shè)不同結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的熱物理基礎(chǔ)課課程，并可分為高學(xué)時(shí)（必修）的《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》、中學(xué)時(shí)（必修與選修）的《工程熱力學(xué)》、《傳熱學(xué)》或者《熱物理學(xué)》和少學(xué)時(shí)（必修與選修）的《熱物理學(xué)》等三種。對(duì)于同一大類中的不同類型專業(yè)在教學(xué)內(nèi)容上還可有所不同側(cè)重或以專題形式作適當(dāng)補(bǔ)充。對(duì)于中學(xué)時(shí)（必修與選修）的《工程熱力學(xué)》、《傳熱學(xué)》或者《熱物理學(xué)》；和少學(xué)時(shí)（必修與選修）的《熱物理學(xué)》，應(yīng)強(qiáng)調(diào)理解基本概念，掌握方法，而不深究公式的推導(dǎo)，通過典型問題的分析，達(dá)到舉一反三的目的。（2）熱物理基礎(chǔ)課程的相互滲透和相互融合。由于熱物理基礎(chǔ)課程的內(nèi)容是相互滲透、密切聯(lián)系的，必然存在交叉、重復(fù)部分。經(jīng)過綜合分析，可對(duì)那些有益的或是討論角度不同造成的重復(fù)內(nèi)容進(jìn)行謹(jǐn)慎處理（如有些內(nèi)容壓縮，而有些內(nèi)容則須加強(qiáng)）。其處理原則是：既要考慮課時(shí)的有效利用，又要保持熱物理基礎(chǔ)課程之間的銜接和層次。（3）拓寬熱物理基礎(chǔ)課程的工程應(yīng)用，增強(qiáng)與工程專業(yè)的聯(lián)系。熱物理基礎(chǔ)課程在工程實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用，在教學(xué)過程中，應(yīng)突出地反映這一特點(diǎn)。從兩個(gè)方面著手，首先把每個(gè)教學(xué)單元?jiǎng)澐譃榛A(chǔ)篇和應(yīng)用篇，基礎(chǔ)篇著重掌握基本概念、定律，應(yīng)用篇?jiǎng)t力求培養(yǎng)分析能力，采用點(diǎn)面結(jié)合的方法。所謂點(diǎn)，就是講清某單元基礎(chǔ)知識(shí)在工程實(shí)際或?qū)I(yè)課某方面的應(yīng)用，其中包括一定數(shù)量的例題或習(xí)題；所謂面，則是針對(duì)教師的科研、技術(shù)開發(fā)課題或科技論專題討論，綜合所學(xué)的知識(shí)。學(xué)生對(duì)這種教學(xué)方式反映熱烈，覺得學(xué)有所用。（4）更新熱物理基礎(chǔ)課程內(nèi)容，適應(yīng)現(xiàn)展要求。近代工程技術(shù)的發(fā)展給本科《傳熱學(xué)》教學(xué)帶來了巨大的變化，《工程熱力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容也不同程度地存在類似的情況。例如，二十年前的本科生教材很少有關(guān)于火用 分析方面的內(nèi)容，而現(xiàn)在這個(gè)狀態(tài)參數(shù)已經(jīng)被廣泛接受并用來分析工程設(shè)備過程的能量利用情況。

相對(duì)于《傳熱學(xué)》，《工程熱力學(xué)》的國(guó)內(nèi)外教材的內(nèi)容顯得似乎過于穩(wěn)定，近年來出版的教材中新技術(shù)的概念介紹極少。比如，當(dāng)前中國(guó)的長(zhǎng)期能源問題已經(jīng)十分突出，為保護(hù)環(huán)境，執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展的方針，在“十二五”規(guī)劃教材上，《工程熱力學(xué)》應(yīng)該對(duì)新的、先進(jìn)的能源利用方式（聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、氫能利用、燃料電池、分布式發(fā)電和熱電冷三聯(lián)供、新能源發(fā)電等等）有適當(dāng)?shù)姆从?。超臨界和超超臨界循環(huán)是傳統(tǒng)燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組提高經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性的有效途徑，也是近年來國(guó)外燃煤火電廠的重要發(fā)展方向及中國(guó)要積極研發(fā)的方向，在熱物理基礎(chǔ)課程新教材和今后的教學(xué)中也應(yīng)有相應(yīng)的地位。如在這方面予以充分重視，在熱物理基礎(chǔ)課程新教材和今后的教學(xué)中注意揚(yáng)棄舊的思想、研究方法及其內(nèi)容，利用一定學(xué)時(shí)介紹各學(xué)科的新方法、新內(nèi)容，努力使教學(xué)內(nèi)容適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展趨勢(shì)。

2.熱物理基礎(chǔ)課程與其他課程交叉滲透。（1）熱物理基礎(chǔ)課程與物理課程的交叉。熱物理基礎(chǔ)課程中的部分內(nèi)容與大學(xué)物理中的熱學(xué)存在重復(fù)。大學(xué)物理中，熱學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)數(shù)為12～14學(xué)時(shí)，且熱力學(xué)兩個(gè)定律只安排6學(xué)時(shí)。由于物理學(xué)主要解決“是什么”、“為什么”的問題，而熱物理基礎(chǔ)課程主要解決“做什么”、“怎么做”的問題，因此在熱物理基礎(chǔ)課程中，應(yīng)著重討論熱力學(xué)系統(tǒng)與環(huán)境（外界）相互作用的形式；熱平衡態(tài)與準(zhǔn)靜態(tài)過程的矛盾與統(tǒng)一；熱力學(xué)中如何延拓力學(xué)中的力、位移、功、熱力學(xué)能概念；為什么要討論可逆過程，如何由不可逆過程抽象出可逆過程概念，熵是如何引入的，為什么要定義一個(gè)熵函數(shù)等等。（2）熱物理基礎(chǔ)課程與流體力學(xué)課程的交叉。例如，《傳熱學(xué)》的對(duì)流換熱部分，有大量的邊界層和繞流理論，是重復(fù)流體力學(xué)的內(nèi)容。又如，流體力學(xué)和熱力學(xué)中都有氣體在管道、噴管中流動(dòng)的理論。經(jīng)過綜合分析，可以對(duì)那些完全重復(fù)內(nèi)容予以削減，或者進(jìn)行謹(jǐn)慎處理，但要保持熱物理基礎(chǔ)課程與流體力學(xué)課程之間具有較好的銜接性。（3）整合出新型熱物理課程。為適應(yīng)不同類型專業(yè)的需要，可以開設(shè)出一些綜合性的、新的熱工類課程。無論是能量轉(zhuǎn)換、熱量傳遞還是質(zhì)量傳輸，都存在如何提高轉(zhuǎn)換效率、傳遞效率和節(jié)約能源的問題，其中的關(guān)鍵是要減少過程的熵產(chǎn)（或不可逆損失）以及強(qiáng)化傳遞過程。為此，可開設(shè)一門綜合《工程熱力學(xué)》、《傳熱學(xué)傳質(zhì)學(xué)》和《流體力學(xué)》的新課——例如可稱之為《工程裝備熱流設(shè)計(jì)與優(yōu)化》。如果關(guān)于“優(yōu)化”的內(nèi)容能具體結(jié)合一些工程專業(yè)過程中的具體問題，那么這樣的課程就會(huì)受到相關(guān)專業(yè)的歡迎。

（二）大工程觀下熱物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程體系構(gòu)建

從熱物理基礎(chǔ)課程發(fā)展歷史來看，實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)學(xué)物理方法是并行發(fā)展、相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)的；而從教學(xué)角度分析，實(shí)驗(yàn)是鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和解決問題能力的重要環(huán)節(jié)。如何完善和合理組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將直接影響課堂教學(xué)的效果。為此，在熱物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中突破以往的傳統(tǒng)模式，以配合理論教學(xué)、鞏固課堂效果為目的，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，有效地發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)室的功能。

1.科學(xué)設(shè)置熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)成為理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力的場(chǎng)所。為滿足這種功能，應(yīng)增加熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，增設(shè)熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并相應(yīng)設(shè)置演示實(shí)驗(yàn)（包括課堂演示）、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。演示、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是不可缺少的內(nèi)容，可幫助學(xué)生理解抽象概念，印證熱物理基本理論和基本定律，鞏固課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，熟悉各種儀器設(shè)備及其操作規(guī)程，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是一般實(shí)驗(yàn)的一個(gè)飛躍，其作用更多的是為了培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的綜合能力，引導(dǎo)他們的縱向和橫向思維以及創(chuàng)新思想。這樣，通過多方面、多層次循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)過程，以求達(dá)到掌握基本技能和提高應(yīng)用能力的目的。

2.合理組織熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)。以往的熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，大多是學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書給出的原理和步驟等，機(jī)械地照搬硬套，做完實(shí)驗(yàn)、寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣既束縛了學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性，也不能滿足能力訓(xùn)練的要求。針對(duì)弊端，可對(duì)熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行合理組織。根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)，有的安排預(yù)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)開始前由指導(dǎo)教師提出問題，讓學(xué)生回答解決方法，以此評(píng)定預(yù)習(xí)成績(jī)；有的則讓學(xué)生分組，自己動(dòng)手組裝實(shí)驗(yàn)臺(tái)，做完實(shí)驗(yàn)后集中評(píng)議，對(duì)比優(yōu)劣，公開評(píng)定成績(jī)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則完全拋開指導(dǎo)書，代之以設(shè)備說明書、實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求等，讓學(xué)生自己擬定實(shí)驗(yàn)方案，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。

3.更新熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備和內(nèi)容。隨著科技的進(jìn)步和學(xué)科的發(fā)展，熱物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)和手段也更加完善，內(nèi)容不斷推陳出新。要適應(yīng)這種發(fā)展，不能僅僅依靠學(xué)校的撥款。在有限的財(cái)力、物力條件下，調(diào)動(dòng)教師積極性，自行研制、設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)，改造原有設(shè)備，開發(fā)新項(xiàng)目。例如，可以自行設(shè)計(jì)改造對(duì)流傳熱過程阻力實(shí)驗(yàn)的微機(jī)采集和處理系統(tǒng)、熱管換熱器試驗(yàn)臺(tái)等項(xiàng)目，這樣既可節(jié)省大量的經(jīng)費(fèi)，鍛煉了教師隊(duì)伍，又可保證學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)，開拓視野。

4.制訂嚴(yán)格合理的考核制度。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的好壞，應(yīng)有一個(gè)合理的考核方法。以往的考核大多以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告中大部分內(nèi)容是從實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上照抄的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、步驟等，考核成績(jī)不能反映學(xué)生的實(shí)際水平和能力以及相互之間的差別，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。為此，可制訂一套考核方法，分為紀(jì)律情況和學(xué)習(xí)態(tài)度、預(yù)習(xí)程度、操作和解決問題能力、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等多項(xiàng)考核內(nèi)容，貫穿了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，每項(xiàng)內(nèi)容按10分制評(píng)定成績(jī)，在統(tǒng)一印制的學(xué)生實(shí)驗(yàn)卡上反映出來，這樣能促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都認(rèn)真對(duì)待，可提高實(shí)驗(yàn)效果。

三、結(jié)論

時(shí)代在前進(jìn)、教育在發(fā)展、教學(xué)工作在改革，包括教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)改革，與時(shí)俱進(jìn)。作為熱物理基礎(chǔ)，一方面為大工程觀背景下各類工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課等提供預(yù)備知識(shí)；另一方面通過實(shí)驗(yàn)、測(cè)試技能訓(xùn)練，提高學(xué)生運(yùn)用理論分析和解決工程實(shí)際問題的能力。

從教育改革的發(fā)展趨勢(shì)和培養(yǎng)本科層次的工程技術(shù)人才的角度來看，理論與實(shí)際相結(jié)合，強(qiáng)化技能訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用和開發(fā)能力應(yīng)是技術(shù)基礎(chǔ)課的重要任務(wù)。在大工程觀下工程專業(yè)熱物理基礎(chǔ)課改革過程中，兼顧知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力培養(yǎng)兩個(gè)方面，使之成為由基礎(chǔ)到專業(yè)、從理論面向應(yīng)用的橋梁，確保培養(yǎng)的工程人才具備工程知識(shí)能力、工程設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)施能力、價(jià)值判斷能力、社會(huì)協(xié)調(diào)能力和終身學(xué)習(xí)能力。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇：工程熱力學(xué)的應(yīng)用范文

1核心課程體系的構(gòu)建

1.1核心課程體系構(gòu)建的原則

欽州學(xué)院開設(shè)化學(xué)工程與工藝專業(yè)有良好的機(jī)遇,同時(shí)也有多方面的挑戰(zhàn)。要辦好欽州學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè),貫徹學(xué)院打造五大品牌專業(yè)的精神,需要從緊密聯(lián)系北部灣區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面著眼,努力辦出具有石化特色的化學(xué)工程與工藝專業(yè),重點(diǎn)建立一套緊密結(jié)合石化下游產(chǎn)業(yè)鏈、注重過程開發(fā)和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的核心課程體系。在核心課程設(shè)置方面,確立夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)、強(qiáng)化工程意識(shí)、注重實(shí)驗(yàn)技能、拓寬專業(yè)口徑,注重石化特色的原則。 所謂化工過程,主要包含分離過程和反應(yīng)過程兩種過程。與這兩種過程緊密相關(guān)的一系列化工類課程共同構(gòu)成了化工類課程的核心。按照“門數(shù)適宜,重點(diǎn)突出,相互支撐,形成一體”的要求,選擇化工熱力學(xué)、分離工程、傳遞原理、反應(yīng)工程和化工工藝學(xué)等五門理論課以及與這五門理論課相關(guān)的化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課作為核心課程,建設(shè)具有石化特色化學(xué)工程與工藝專業(yè)的核心課程體系,全力打造化學(xué)工程與工藝這一品牌專業(yè)。在這五門理論課程中,分離工程和反應(yīng)工程分別研究各類分離過程和反應(yīng)過程,它們構(gòu)成了化工過程課程最核心的部分?；崃W(xué)是化工過程研究、開發(fā)和設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ),是化學(xué)工程的重要分支之一,與化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程關(guān)系密切?；崃W(xué)的核心價(jià)值在于研究過程進(jìn)行的方向和限度,為分離過程和反應(yīng)過程提供相平衡、反應(yīng)平衡數(shù)據(jù),并對(duì)化工過程進(jìn)行熱力學(xué)分析[1]。反應(yīng)工程是與工程實(shí)際緊密聯(lián)系的課程之一,它廣泛地將化工熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)以及生產(chǎn)工藝、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等反面的理論知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)綜合于工業(yè)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中[2]。

分離工程是化工專業(yè)基礎(chǔ)課程,講述的是如何將混合物進(jìn)行分離與提純的學(xué)科。作為專門研究分離方法的分離工程課程對(duì)學(xué)生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)有很重要的作用。該課程闡明了化工分離過程的本質(zhì)規(guī)律,重點(diǎn)研究分離方法的工業(yè)化途徑,設(shè)備設(shè)計(jì)放大效應(yīng),最優(yōu)分離路線的工業(yè)化,及最優(yōu)操作條件。在選擇具體分離方法時(shí),不僅要考慮技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟(jì)上的合理性,而且要考慮能耗、環(huán)保、設(shè)備放大和開發(fā)成本等諸多問題[3]。傳遞原理旨在研究化工動(dòng)量、熱量及質(zhì)量(俗稱三傳)的傳遞現(xiàn)象,用一種統(tǒng)一的觀點(diǎn)來處理三種傳遞現(xiàn)象,并研究動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞之間的類似性,是研究分離機(jī)理、分離效率和宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論,同時(shí)也是反應(yīng)器放大研究的基礎(chǔ)理論之一。與化工熱力學(xué)不同,傳遞原理是一門探討傳遞速率的課程,它對(duì)過程開發(fā)、過程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作、優(yōu)化控制及過程機(jī)理研究都有重要的使用意義[4]?；すに噷W(xué)重在工藝過程的分析,即在特定條件下,進(jìn)行分離過程、反應(yīng)過程的比較選擇、整合優(yōu)化。化工工藝學(xué)是大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)工程、分離工程等專業(yè)基礎(chǔ)可和專業(yè)課的綜合運(yùn)用。化工熱力學(xué)和傳遞原理旨在加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ),化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)工程和分離工程重在強(qiáng)化工程意識(shí),化工工藝學(xué)拓展了專業(yè)適應(yīng)面,可以突出石化特色。

2核心課程體系的優(yōu)化

為了保障以上核心課程體系的順利實(shí)施,建議結(jié)合欽州學(xué)院化學(xué)工程與工藝現(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃,從下面幾個(gè)方面作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2.1加強(qiáng)數(shù)理基礎(chǔ)教學(xué)力度,適度拓展

新世紀(jì)的工程人才必須有熟練應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)與工程等知識(shí)的能力,有進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)據(jù)處理的能力。在兩年的教學(xué)實(shí)踐中,學(xué)生普遍反映數(shù)理基礎(chǔ)不夠扎實(shí),一些數(shù)學(xué)問題不知所云,比如熱力學(xué)計(jì)算中要應(yīng)用迭代法求解狀態(tài)方程、精餾過程計(jì)算、反映工程中的偏微分方程求解等等,問題大都源于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱。因此建議加開線性代數(shù)、運(yùn)籌學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算、C程序語(yǔ)言、數(shù)學(xué)物理方法,流體力學(xué)等數(shù)理和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。多所兄弟院校也早就開設(shè)了這些基礎(chǔ)課程。線性代數(shù)和運(yùn)籌學(xué)的開設(shè)可以解決反應(yīng)器設(shè)計(jì)過程的優(yōu)化問題;概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和理解反應(yīng)工程中一些基本概念的基礎(chǔ);數(shù)值計(jì)算和C程序語(yǔ)言兩門課程是工科學(xué)生重要的基礎(chǔ)課程,加開這兩門課程也是落實(shí)我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)水平的要求,對(duì)學(xué)生的就業(yè)能力的提高有好處;數(shù)學(xué)物理方法和流體力學(xué)是傳遞工程等課程的基礎(chǔ),加開這兩門課程可以大大的提高學(xué)生工程數(shù)學(xué)能力,為就業(yè)和進(jìn)一步深造打下更堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)?？紤]到Matlab在科學(xué)和工程計(jì)算領(lǐng)域的突出作用,建議開設(shè)Matlab在化工中的應(yīng)用的相關(guān)課程[5]?；崃W(xué)和化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ),故將化工熱力學(xué)和從第四、五學(xué)期調(diào)整至第三、四學(xué)期;化工原理和反應(yīng)工程兩門課程共同構(gòu)成了化學(xué)工程最核心的部分課程,將化工原理從第四、五學(xué)期調(diào)整至第二、三學(xué)期,反應(yīng)工程從第三學(xué)期調(diào)整至第五學(xué)期,也是考慮到化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。同時(shí),將計(jì)算機(jī)模擬與仿真刪去,將其中的知識(shí)分散到加開的MATLAB在化工中的應(yīng)用和數(shù)值計(jì)算這兩門課程中。從上表2中還可以看出,加開的課程中,突出了數(shù)理課程的基礎(chǔ),同時(shí),適度的拓展經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)相關(guān)的課程,也增加化工制圖和電工學(xué)等實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力是必不可少的。

2.2整合化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)

為了整合學(xué)院教學(xué)資源,最大限度地利用現(xiàn)有的一切教學(xué)設(shè)備,建議從各門化學(xué)工程與工藝核心課程的專業(yè)實(shí)驗(yàn)中選出一些經(jīng)典的、與石化行業(yè)緊密相關(guān)的進(jìn)行重新編排,單獨(dú)設(shè)置一門大學(xué)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程,分成三個(gè)學(xué)期展開教學(xué)。另外,考慮到傳統(tǒng)的化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材以單一驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主,無法滿足新世紀(jì)綜合素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求,可將化工實(shí)驗(yàn)按由淺入深的原則劃分成驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。盡量精簡(jiǎn)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)?？梢詮慕處煹囊恍┛蒲许?xiàng)目中選出一部分讓學(xué)生參與,將這些項(xiàng)目設(shè)計(jì)成設(shè)計(jì)型或綜合型實(shí)驗(yàn),這樣,通過學(xué)生的親身體驗(yàn)科研過程,培養(yǎng)了正確的科研習(xí)慣,為學(xué)生的就業(yè)和進(jìn)一步的深造打下好的基礎(chǔ)。