《工程热力学》教学心得2022-04

2022-09-13草稿

2022-09-18修稿

2022-09-20定稿

王安良

按：上周（9.11-9.17)回归线下教学，并照顾因疫情无法返校的学生，即线下线上相结合的方式。本周继续讲第二章内容。今天（9.18）继续到校备课。昨天（9.19）放下许多看似“重要”的事情，专心备课。

讲解章节标题如下：

第二章 热力学第一定律^[1]

2.1 热力学第一定律的实质

2.2 储存能

2.3 闭口系统的能量方程

2.4 开口系统的能量方程

2.5 稳定流动能量方程

2.6 稳定流动能量方程的应用

我们一直用朱明善等人编写的这本教材^[1]，也推荐了参考阅读教材^[2][3]。作为本学科的核心专业基础课程，选适当的教材是必要的，但更重要的还是讲课或“教书”。

显然，备课环节不可或缺^[4]。

热力学第一定律的表述（数学、逻辑、物理、工程和人文性）不少于十多个，它们都是定律的某种“必要”诠释，但绝非“充要条件”。

热力学第一定律的应用不止在工热，“凡是”涉及到热传递、热交换及热功转换的领域，都要应用之，无一例外，更无一“违背”或“推翻”之的特例；“凡是”号称所谓的“突破”之，做出所谓的从0-1的创新，不是狂徒就是骗子，亦无反例。两个“凡是”是颠扑不灭的“科学真理”，更是“哲学真理”。

稳定流动系统也是个热力学系统模型，属于开口系统的一大类，可简化能量守恒方程，便于应用，以处理千变万化的实际问题。

非平衡与不稳定是有概念差别的。借用爱因斯坦的话来说，绝对的平衡是不存在的，唯有“相对论”是“绝对”稳定的原理。不稳定和稳定均是常见的，尤其在热力学领域，不稳定只是非平衡的一种表现形式，但稳定往往代表的恰恰是一种“特殊”非平衡，比如稳定流动，更特别的是超流。

本章只关注“经典”的“简单”稳定流动系统：

热交换器，动力机械，压缩机械，喷管，节流，等等。

参考文献

[1] 朱明善，刘颖，林兆庄，彭晓峰编著，史琳，吴晓敏，段远源改编，工程热力学，清华大学出版社，2011

[2] Yunus A. Çengel, Michael A. Boles, Thermodynamics : an engineering approach, McGraw-Hill, 2002

[3] 沈维道，蒋智敏，童钧耕合编，工程热力学（三版），高等教育出版社，2001

[4] 冯大城，高等学校教师应当做哪些工作？https://blog.sciencenet.cn/blog-612874-1354935.html

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