工程热力学Ⅱ教案 四、学习目标与教学方法设计 学习目标 成功完成这部分内容学习后，学生列举余焓和余熵的定义，从通用焓图和通用熵图查取 气体余焓和余熵：能描述物质相变时压力和温度间的联系一一克拉贝隆方程及饱和蒸汽压方 程并利用蒸汽压方程进行计算：指出并进而概述热力学地二定律对平衡（含相平衡）的支配。 教学方法设计 本知识点侧重于工程使用图线资料的应用，所以教学中避免过多纠缠理论推导。 利用通用的图表是工程解决实际问题常用方法，虽然据热力学能、焓和熵的一般关系 设计合理的积分途径，理论上可以求取过程的热力学能、焓和熵的变化量，但是实际存在 的气体状态方程的精度、必要的参数的精度等问题，致使工程上转而采用通用图表，通用余 焓图和通用余熵图即被广泛用来确定气体的焓变和熵变。 由于通用余焓图和通用余熵图的构造原理需进一步的知识，这里只是提出余焓和余熵的 意义，通过例题(A820277)强调通用焓图和通用熵图的实际应用。 相图及图上3条相变线的讨论以气液相变为主，并注意与第3章水蒸气的性质呼应：克 拉贝隆方程的导出需进一步的知识（化学势等于摩尔吉布斯函数），故此处仅直接提出并通 过例题(Aeccbffa)描述其应用。 平衡判据应突出熵判据是基础并与第五章内容呼应。 安排有关天然气输运作为学生课后团队作业，该课题不仅需综合Partl~.Part3的知识， 还需结合工程热力学I的内容，学生在分析、讨论及撰写报告过程中将提升对气体性质、热 力学第一定律的认识和理解。 五、检测手段 团队作业： 若干年前曾设想用高压气瓶在海上天然气田灌装天然气后船运至浦东冲入管网，提出拟 用的充气部分的初步方案并预测存在问题既解决方法（综合Part1~Part3)。 习题：6-15,6-16,6-18,6-19,6-20,6-23。习题6-15和6-16是综合热力学一般关系 和通用图表概念，运用通用焓图和通用熵图解题：6-18和6-19是根据热系数推导状态方程： 6-20和6-23则为饱和蒸汽压方程的练习。 第6章知识，点的逻辑关系 理想气体状态方程应用于实际气体有很大的误差，大多数的经验性和半理论半经验性 的状态方程中含有物性常数，基于对应态原理得出的对比态方程可以使方程的使用范围扩大 到一组（热）相似的物质。利用通用压缩因子图查取压缩因子，修正由于采用理想气体状态 方程造成的偏差，更是我们用来解决缺乏物性资料的工质的P、、T关系的一个选择，也是 11
工程热力学Ⅱ教案 11 四、学习目标与教学方法设计 学习目标 成功完成这部分内容学习后，学生列举余焓和余熵的定义，从通用焓图和通用熵图查取 气体余焓和余熵；能描述物质相变时压力和温度间的联系——克拉贝隆方程及饱和蒸汽压方 程并利用蒸汽压方程进行计算；指出并进而概述热力学地二定律对平衡（含相平衡）的支配。 教学方法设计 本知识点侧重于工程使用图线资料的应用，所以教学中避免过多纠缠理论推导。 利用通用的图表是工程解决实际问题常用方法，虽然据热力学能 、焓和熵的一般关系 设计合理的积分途径，理论上可以求取过程的热力学能 、焓和熵的变化量，但是实际存在 的气体状态方程的精度、必要的参数的精度等问题，致使工程上转而采用通用图表，通用余 焓图和通用余熵图即被广泛用来确定气体的焓变和熵变。 由于通用余焓图和通用余熵图的构造原理需进一步的知识，这里只是提出余焓和余熵的 意义，通过例题（A820277）强调通用焓图和通用熵图的实际应用。 相图及图上 3 条相变线的讨论以气液相变为主，并注意与第 3 章水蒸气的性质呼应；克 拉贝隆方程的导出需进一步的知识（化学势等于摩尔吉布斯函数），故此处仅直接提出并通 过例题（Aeccbffa）描述其应用。 平衡判据应突出熵判据是基础并与第五章内容呼应。 安排有关天然气输运作为学生课后团队作业，该课题不仅需综合 Part1~Part3 的知识， 还需结合工程热力学Ⅰ的内容，学生在分析、讨论及撰写报告过程中将提升对气体性质、热 力学第一定律的认识和理解。 五、检测手段 团队作业： 若干年前曾设想用高压气瓶在海上天然气田灌装天然气后船运至浦东冲入管网，提出拟 用的充气部分的初步方案并预测存在问题既解决方法（综合 Part1~Part3）。 习题：6-15，6-16，6-18，6-19，6-20，6-23。习题 6-15 和 6-16 是综合热力学一般关系 和通用图表概念，运用通用焓图和通用熵图解题；6-18 和 6-19 是根据热系数推导状态方程； 6-20 和 6-23 则为饱和蒸汽压方程的练习。 第 6 章知识点的逻辑关系 理想气体状态方程应用于实际气体有很大的误差，大多数的经验性和半理论半经验性 的状态方程中含有物性常数，基于对应态原理得出的对比态方程可以使方程的使用范围扩大 到一组（热）相似的物质。利用通用压缩因子图查取压缩因子，修正由于采用理想气体状态 方程造成的偏差，更是我们用来解决缺乏物性资料的工质的 p、v、T 关系的一个选择，也是
工程热力学Ⅱ教案 本科阶段对实际气体P、v、T关系的要求。 实际气体并不符合理想气体的基本假设，所以求取热力学能、焓和熵等参数时只能采 用从热力学基本定律直接导出的一般关系式，由于在导出这些关系式时不作任何假设，因而 具有普遍性。这些关系式通常表示成由可以直接测量p、v、T和c等少数几个参数的偏微 分关系，它们揭示了各种热力参数之间的内在联系，对工质热力性质的理论研究和实验测试 都有重要意义。 麦克斯韦关系是简化推导热力学一般关系式的工具，麦克斯韦关系把不可测量的熵， 变转换成可测量的量的关系。热系数是由可测的量构成的偏导数，具有实用意义。在熵、热 力学能、焓的一般关系式中最重要的是熵的一般关系式，特别是第二d方程。实际气体的 比定压热容不小于比定容热容，液体和固体的比定压热容与比定容热容相差很小。 工程上实际气体的热力学能、焓和熵等参数的计算主要建立在查取相关图线，涉及到 相变时平衡条件应包含化学势相等。 本章有较多的微分运算，除了掌握必要的数学知识，应该多注意涉及的常用偏导数（如 热系数α，等)及推导过程中包含的物理意义，避免变成纯数学的推导技巧问题
工程热力学Ⅱ教案 12 本科阶段对实际气体 p、v、T 关系的要求。 实际气体并不符合理想气体的基本假设，所以求取热力学能、焓和熵等参数时只能采 用从热力学基本定律直接导出的一般关系式，由于在导出这些关系式时不作任何假设，因而 具有普遍性。这些关系式通常表示成由可以直接测量 p、v、T 和 cp 等少数几个参数的偏微 分关系，它们揭示了各种热力参数之间的内在联系，对工质热力性质的理论研究和实验测试 都有重要意义。 麦克斯韦关系是简化推导热力学一般关系式的工具，麦克斯韦关系把不可测量的熵， 变转换成可测量的量的关系。热系数是由可测的量构成的偏导数，具有实用意义。在熵、热 力学能、焓的一般关系式中最重要的是熵的一般关系式，特别是第二 ds 方程。实际气体的 比定压热容不小于比定容热容，液体和固体的比定压热容与比定容热容相差很小。 工程上实际气体的热力学能、焓和熵等参数的计算主要建立在查取相关图线，涉及到 相变时平衡条件应包含化学势相等。 本章有较多的微分运算，除了掌握必要的数学知识，应该多注意涉及的常用偏导数（如 热系数V 等）及推导过程中包含的物理意义，避免变成纯数学的推导技巧问题
工程热力学Ⅱ教案 第六章知识结构困 B-W方程 维里方程 MH方程 蒸气压方程 单元系相平衡 分子间力 克拉贝隆方程 平衡判据 分子体积 范德瓦尔方程 R-K方程 平衡 实际气体状态方程 热系数 理想气体状态方程 对比态方程 热力学第一定律 对应态原理 麦克斯伟关系 吉布斯方程 自由能 通用压缩因子图 通用压缩因子 自由焓 压缩因子 两用嫡图 余熵方程 ds方程 酒用烩图 余焓方程 d的方程 d方程 Cp-C方程 13
工程热力学Ⅱ教案 13 第六章知识结构图