工程热力学论文精选(九篇)

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第1篇：工程热力学论文范文

关键词：研讨式教学；工程热力学；启发性原则

作者简介：耿凡（1982-），女，江苏徐州人，中国矿业大学电力工程学院，讲师；王迎超（1982-），男，山东滨州人，中国矿业大学力学与建筑工程学院，讲师。（江苏 徐州 221116）

基金项目：本文系2012年中国矿业大学青年教师教学改革资助计划项目（项目编号：2001263）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0076-02

工程热力学相关的热工技术和节能环保问题日益凸显，因此，“工程热力学”教学改革需要深入。那么，如何调动学生的学习兴趣，使其更清晰地理解并掌握抽象概念，把工程实际问题更形象地展示给学生并让学生应用所学知识去分析、解决实际问题，这对高校传统的教学方法和手段提出了挑战。因此，开展研讨式授课的教学模式改革被提上日程。[1，2]

一、研讨式教学改革的指导思想、原则及作用

1.指导思想

根据“工程热力学”课程的内容及特点，研讨式教学的指导思想是：以解决问题为中心，通过教师创设问题情境，学生按照课程要求在教师的教学指引下，对具体的热工理论及实际问题进行思考和研究，借助丰富的网络资源、必要的实验及模拟手段，探究其知识的发生过程、提出解决问题的方法。

2.实施原则

研讨式教学体现的主要教学原则是学生主体性原则、启发性原则、循序渐进原则及和谐性原则。

（1）学生主体性原则。学生在研讨式教学模式中成为学习行为的主人，始终处于稳定的自主地位，在教师的帮助下积极思考，多动手、多分析、多总结，积极发掘自己的创造潜力，有意识地占据课程学习的主体地位。

（2）启发性原则。教师在研讨式教学模式下以启发为主，设置贴近学生生活、富有吸引力的情境，提出有思考价值的问题，这要求教师有全面、深刻、独到的见解，了解学生原有知识基础和能力水平，并且有熟练利用现代化手段教学的能力。[3]如“门窗紧闭房间可否用电冰箱降温”，据笔者亲身授课经历，这一问题很能吸引学生的注意力，而且贴近生活。学生能够积极思考并能在教师的引导下用热力学第一定律进行分析得出结论。

（3）循序渐进原则。教师设计的问题要由易到难、由简到繁循序渐进地进行，便于让学生顺利进入状态，从而逐渐调动其积极性并提高其研讨的兴趣；另外，由于学生个体的差异，对设置问题的接受能力也有所不同，因此，教师也要针对学生个体的具体情况，对一个问题设置多个角度、多个层次、多个梯度便于学生理解，让学生由少到多、由个体到班级逐步理解问题。

（4）和谐性原则。研讨式教学过程中，教师通过设计的问题给学生指出方向，并适时启发学生思考，而学生在所设置的问题情境中要靠自己来解决问题，这种导与演的情境创设了师生之间、学生之间相互影响、共同进步的环境，呈现出平等和谐的教学氛围。

3.作用

研讨式教学包括对问题的认识、分析和解决各方面，主要或完全由学生自己来做，能够调动学生积极性，开阔其视野，有助于学生综合能力的提高。具体作用可分为以下几点：研讨式教学体现了以学为本的科学发展观，充分激发了学生的主体性；能够解决“工程热力学”理论与实践脱节的难题，能有效提高学生的实践能力；能够依托“工程热力学”课程设计，鼓励学生独立思考，着重培养其科研能力和创新精神。

二、研讨式教学改革可行性分析

从课程本身的性质和特点来看，研讨式教学方法和手段的改革是可行的。通过教学过程发现：学生能够通过课程教学了解和掌握了“工程热力学”的相关知识，但由于课堂及实验条件的限制，学生对于抽象概念认识模糊、对主要热工问题的认识不深，思路不清晰，解决问题能力十分有限，不少学生对此课程失去了学习兴趣。尽管引起该问题的原因很多，但教学方法和手段的局限是其重要原因。因此，教学方法和手段的改革十分重要。

“工程热力学”的研讨式教学打破讲授为主的模式，预期在教学过程中结合实际问题、以互动为主的方式使学生通过认识过程去掌握知识结构，从而掌握“工程热力学”的基本概念、理论和计算，并让其具有对各种“工程热力学”问题进行初步定性定量评价的能力和分析解决热工技术问题的能力。另外，在“工程热力学”研讨式教学初见成效后，可将其逐步推广到“工程流体力学”、“传热学”等课程中去。

三、研讨式教学改革具体内容

开展“工程热力学”研讨式教学的具体做法很多，本文拟采从以下几个方面进行分析：

1.常规教学为基础

教师应对当前典型热力学教材进行详细阅读，科学编辑，根据学科发展对课程内容进行部分更新和调整，优化课程内容。在已有的较扎实的“工程热力学”课程教案的基础上，制作与授课专业相符的具有较高专业水平的多媒体教学课件，采用图、文以及动画等形式为课程教学提供多样化、多视角、立体化的教学信息空间。[4]

2.实例研讨作穿插

教师在课堂讲述中适时引入工程和生活中常见的实例，如在讲“湿空气”时，让学生思考简单问题：“为何什么阴雨天晒衣服不易干，而晴天则容易干？”由此展开研讨式教学，通过教师对实例启发性的分析，把枯燥的理论变成具体的实际问题，开展课堂讨论，激发学生学习的兴趣。与此同时，教师启发学生独立思考，让学生以解决问题为目的，完成查资料、讨论、分析、提出整改措施、总结经验教训的一体化学习过程。

3.热点问题当点缀

教师结合当前的热工领域的热点问题，如提高热机效率、节能降耗、低碳环保以及日本核电事故等问题，开展课堂讨论调动学生积极性，在条件允许的情况下给学生课后试验的机会，让他们在动手过程中更深入地理解问题，或者借助模拟实验手段，鼓励学生多途径分析解决问题。最后总结、分析并撰写小论文。

4.课程本身问题

另外，在学生逐渐学会分析、解决、总结问题的同时，教师也要引导学生学会分析总结本门课程的学习，把课程本身作为一个问题去对待，学生要逐渐学会自己分析总结重点、难点和规律等，从宏观、微观两个角度认识课程。学生在学习过程中发现的疑点问题，在及时反映给教师的同时，要能够独立思考，并通过查资料、分析总结进而消除疑点问题。

通过研讨式教学，学生养成良好的思考习惯，从被动学习变为主动的学习，从而多角度地体会学习的过程。

四、实施方案

1.实时改进教学内容

教师要搜集“工程热力学”方面的教材、课件及教学改革论文，学习前人的教改思路和方法，深入分析兄弟院校的“工程热力学”课程建设经验及精品课程，取长补短。在大体保持传统内容及学时基础上，对教学体系和内容作进一步调整，适当增加与专业相关的内容，简化或删去部分比较陈旧的内容。

2.构建实例和热点问题资料集

教师搜集国内外“工程热力学”相关实例和典型热工问题，如针对性地引入日常生活常见的散热器管片、电冰箱和空调等生活中常见的电器循环、节能减排、低碳环保等热点问题，并运用“工程热力学”原理对具体热工过程、设备及工程热点问题进行深入剖析，形成与课程相配套的实例资料集。结合构建的实例集，增设课程实例研讨环节，激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习和独立思考的能力。

3.重视交流

教师应根据“工程热力学”大纲，明确课程定位，在教学过程重视与学生交流，及时了解学生兴趣、理解与接受能力。根据教学过程中发现的难点及疑点问题，鼓励学生根据所学有针对地加强相应习题的训练以加深对这些问题的认识。

4.习题训练

教师针对每一章的重点难点，构建相应题型，通过课题提问形式进行课堂讲授，并针对性地布置习题让学生进行课后复习和课前预习，使其独立解决问题，让其在作业同时实现对重点难点的及时掌握和有效巩固。同时，在课后多布置一些和实际生活相关的或者没有唯一答案的题目，例如“试分别举例说明热力学第一定律和第二定律对生产活动或日常生活的指导作用”等，通过对这些题目的思考与分析，学生的综合思维能力得到了锻炼，也活跃了学习的气氛。[4]

五、总结

研讨式教学在“工程热力学”课程的应用，可以调动课堂授课的生动性，激发学生的学习兴趣，学生可以集思考、行动、分析、总结于一体，有利于学生认知能力的开发和对教学内容的理解，具体的实施细节还有待于在教学实践中进一步摸索和完善。研讨式教学不仅对“工程热力学”教学改革有积极作用，对其他课程的改革也有借鉴意义。

参考文献：

[1]龙文希.研讨式教学法的实践与体会[J].广西教育学院学，2002，

（5）：116-117.

[2]王默晗.“工程热力学”教学方式探讨[J].中国电力教育，2010，

（3）：90-91.

第2篇：工程热力学论文范文

热经济学起源与20世纪50年代末期，创始人为美国的Tribus。他在其指导的博士论文“能量系统的火用分析”中,第一次将经济因素引入到了火用分析之中,并首次提出了通过系统逐个寻优达到全局最优的目的。到20世纪60年代中期,热经济学初步有了完善的体系，并被学术界命名为thermo-economics。Tribus的学生R.Evans还发表了热经济学孤立化原理的数学论证。随后，美国的另一学派代表人物R.Gaggioli，他以代数为主要数学计算模式，进而发展了代数模式的热经济学。德国的Beyer，结构系数模式经济学发展为符号经济学，也称矩阵模式热经济学（因为西方国家习惯称矩阵为符号），矩阵模式代表了热经济学的成熟阶段。到了1995年,王加璇等科学工作者开始在我国推行国际上各种流派的火用经济学的先进理论。部分学者根据我国的具体国情对其研究应用,并且已经取得了一定的成就，逐渐形成了各自的流派。

2热经济学的原理与优势

目前存在的能量评价方法包括以热力学第一定律为基础的能量分析法。这种分析法虽然操作简单，且已经被广泛应用，但评价值侧重于“量”而没有评价“质”。另一种是以热力学第一定律和第二定律和火用平衡理论为框架的火用分析法。这种方法在对能量系统进行综合分析优化的时候，得出的结果往往无法顾及经济因素。目前最为科学全面的分析是法是本文研究的将热力学分析与经济因素综合分析的热经济学分析法也称火用经济学分析法。这种方法结合了工程经济学、系统工程、最优化技术以及决策理论等基本思想，兼顾能量使用的“量”与“质”，并将系统的火用流价格数据化，能够评估兼顾能量使用效率与经济价值的综合结果，这种分析法在复杂的工程分析、诊断、优化、改进中，都有重大作用，技术优势非常明显。热经济学的分析能够全面辅助系统的优化，它的基本原理是在进行系统优化时，确定考虑的变量及变量之间的关系，然后选择约束条件和决策变量，最后用数学手段描述出目标函数与约束方程，进行求解。求解答案能够对项目设计提供重要参考资料，包括对可行方案的选择、对改进措施的评价、对成本的真实计算以及单元系统的维护与更替。

3热经济学的应用

热经济学是分析现代工程系统中一切与能力相关的系统的热力学方法，一般来说，从原则上区分，可以分为两大类方法，一是在卡诺和克劳修斯研究框架中，利用系统能平衡概念分析的系统各项技术、经济指标的完善程度，通过把被研究系统与卡诺循环理想循环系统进行对比，从它们之间的接近的程度判定系统的完善程度。二是以吉布斯理论为框架，采取热力学势概念的分析方法，分析系统中能量转换过程，以热力学势为分析重点，进而分析各种形式之下功的数值。从这一原理出发，我们可以评估被分析系统任意一点上的物流与能流所做功的性能。这一点能够无视系统的机构复杂程度而直接对系统性能进行评估，所以，我们可以充分利用这一方法的特点，分析得到需要的全部信息。这种方法，首先在化学热力学领域被广泛应用，而其他领域一般仍沿用第一类方法。在我国热经济学分析法被引入到热力系统，我国学者首先主要通过概念模型来分析热力系统，并实际通过绘制结构图对实际操作进行了指导，热经济学理论并且被用于分析复杂的能量体系，模拟故障诊断，并用于计算成本。在系统的优化方面，热经济学被用于对系统进行分析，分析的内容包括燃料、产品流的成本，和最红产品的形成过程，在此过程中，通过计算编辑火用成本的变化能够建立能量损耗分析模型，实现了在线诊断系统性能的目标，随后热经济学概念引入到火电机组，建立了加热器故障诊断指标的通用数学模型，实现了加热器故障诊断的可能性。还有学者通过研究火用流的计价和费用分配问题，对把输入的火用流进行拆分,提出了基于能级相近最大化相供的火用流计价策略，并将此原理应用于热电联产热力系统之中。生态系统的求解问题通常会遇到非线性问题和Lyapounov含义的稳定问题，对这类问题进行求解，必须使用微分几何与张量代数、步骤较为繁琐，且这些方法难度较大。再忽略精度细微误差的前提之下，我们可以使用网络热力学方法去求解，网络热力学分析法是近年来发展并逐渐成熟的计算方法，虽然目前仍有待完善，但是前景光明。

4结语

第3篇：工程热力学论文范文

关键词：差别化；教学方法；研究生；课程教学

针对我院研究生课程教学中开设的基础课“高等热力学”、专业基础课“材料化学”“火灾动力学”和专业课“消防功能材料”，研究了“差别化”教学方式在不同属性课程中的应用。

一、基础课教学

基础课教学主要强调基本科学方法和基本研究思路。由于学科专业的特殊性，我院本科课程的专业课发展起步较晚，与传统优势学科相比存在逻辑推理不太严密，有知识断裂等方面的不足。

在安全技术及工程研究生专业开设了基础课“高等热力学”，该课程特点鲜明、资源丰富，逻辑严密，推理严谨，是树立科学方法和培养研究思路的优秀课程之一。在该课程设计中，教学目的是扎实基础理论，培养学习方法，启发学员积极思考，从习惯听到习惯提出问题和分析问题，注重培养学员严密的逻辑思维能力，并有意识地进行训练，纠正我院学员以往“想当然”的思想。

“高等热力学”教学中选取部分章节内容组织学生自己讲授，培养学生的表达能力。同时引导学员与消防工程等各相关学科进行关联，通过查资料、对比分析、撰写读书笔记、读书报告和论文等形式引导学员思考该课程在安全技术及工程学科体系中的作用，避免学员为了考试而学习。但教师不能置身事外，否则会造成个别学员简单地将教材内容读一遍而未能取得实际效果，要指导学员进行课程设计，查阅相关背景，对知识进行整理和组织，并清楚表达所授内容，其他学员参与讲评，从不同角度思考问题，集思广益，提高学习效果。

二、专业基础课教学

“材料化学”是为我院材料学研究生开设的专业基础课，本身具备比较完善的体系。该课程是专业方向的选修课，选课人数较少，此时研究生的研究方向基本确定，部分同学已进入课题的前期研究阶段。因此，要立足为专业服务开展教学活动，教学内容的选取要关注学生研究方向，同时将课程内容结合研究生取得的研究成果进行分析探讨，培养学生研究意识和运用专业基础知识的能力。

专业基础课“火灾动力学”在火灾科学理论体系中具有举足轻重的作用，面向全院消防各专业研究生开设。选用的教学参考书是火灾动力学研究领域的权威专著Drysdale编写的原版著作。与基础课教学方法不同，在教学中注重与本科的专业基础课“消防燃烧学”进行比较，同时重视与其他课程的衔接。对于教学内容处理不能再采用原版著作系统学习，这会限制学生创新思维的发展。教学时应课上进行理论分析讨论，课后组织学员查阅理论背景、实验背景条件以及理论的工程应用，拓宽研究生的视野，加深研究生学习中的思考意识。以专业理论与实际研究相关联为出发点，并通过研究生授课研讨实际问题，进一步培养研究生的科学思维方法、创造能力和创新意识。

三、专业课教学

专业课教学是研究生教育的最基本部分，是提高研究生专业素质和创新能力的直接途径。通过本科阶段的学习，研究生已具有较好的专业基础和较强的自学能力，因此专业课教学的重点不再是基本理论和基础知识，专业课教学必须具有前瞻性，要引导学生关注学科的发展动态，注意学科的交叉、延伸。 “消防功能材料”是为材料学专业研究生开设的专业课，课程讲授应该达到：①了解基础，了解技术的应用。即学习成熟的理论和技术，了解基础理论和技术应用，可以参考专业领域学术论文和研究生已取得的成果。②了解消防领域的技术标准和规范。学院所培养的学员是从事消防实际工作的技术监督或建审人员，学员对工作领域的技术现状和规范有一个准确的了解，还要了解标准的渊源、背景和目前的状况，未来工作才能心中有数。③了解国内外专业领域研究动态和技术应用动态。作为专业领域的研究生不了解学科前沿发展动态，未来研究就会没有方向，不知道目前存在的问题，工作中就不容易发现问题。④了解消防技术监督中其他方面存在的问题，体现知识学有所用。专业课要达到的目的是重基础、重实际、重研究、重结合。

参考文献：

[ 1] 乔玉全.21 世纪美国高等教育 [ M].北京：高等教育出版社，2000.

第4篇：工程热力学论文范文

关键词：普通化学；新技术；教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）45-0038-02

目前，高等教育已经从精英教育进入大众化教育时代，科学技术的飞速发展也使知识传授型的教学内容开始向知识拓展型的教学内容转变，学生对知识的渴望也不仅限于书本上考试的内容，他们对相关新技术、新知识的渴望也日趋强烈。目前普通化学的教学内容主要是讲授化学的基础知识，已经不能满足学生对知识深度的需求，也不能跟上化学学科的发展速度[1]。化学在人类生存质量和安全方面都发挥着重要作用，未来也会以新的思路、观念和方式发挥核心科学的作用。现代新技术是化学现代研究的重要方法，在教学内容中将现代检测新技术与化学有机结合起来，使学生不仅知其然，还能知其所以然，了解并掌握现代化学的先进理念和研究方法是非常重要的，这里我们将化学理论和应用中所用到的新技术与普通化学教学内容有机结合，构建出以基础知识为主以相关新技术为辅的多方位拓展式教学内容，其对于提高学生的知识范围、增强学生对新技术的运用和掌握能力、提高思维和素质的协调发展起着至关重要的作用。在绪论中增加了化学研究历史和新技术发展历史紧密相关的部分。化学学科的发展是新技术发展的必然结果，同时也推动了新技术的进一步发展。

一、在热力学部分增加了以下研究技术和方法

利用热力学第一定律来解决化学变化中的热效应问题；利用热力学第二定律来解决指定的化学及物理变化实现的可能性、方向及进行限度问题。热力学函数的测定需要根据不同反应的特点进行有针对性的测定，举例如下。

1.利用电化学性质与热力学之间的关系式比较常见的测定。电子迁移过程和反应的热力学参数常见方法：用精密电导率仪测定有机弱酸溶液在不同温度条件下的电导，通过图解法得出298K时弱酸的解离常数和焓，并计算出电离过程的吉布斯自由能和熵[2]；电化学方法获取纳米材料的热力学函数测得了纳米铜的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯自由能、标准摩尔熵[3]。

2.固体吸附过程可以利用固体在不同温度下物理吸附氮气的等温线，然后根据热力学原理近似计算出该物理吸附过程的微分吸附热和积分吸附热，然后根据相应的公式计算得到过程吸附体系的内能、焓、熵、吉布斯自由能等热力学函数随吸附量的变化率[4]。

二、在热力学部分增加了以下研究技术和方法

1.动力学中活化能（Ea）是动力学中一个重要的物理量，与反应速度直接相关，对实际的生产有重要的知道意义。可以采用热重分析（TGA）测定热解曲线，用多元线性回归法确定热分解机制函数，然后确定活化能[5]。

2.对于生物的酶催化反应可以利用循环催化流动分析方法（Recirculat ing Catalysis Flow Analysis，RCFA）测定完整动力学曲线，由此求解得到催化反应表观速率常数（k），最后利用阿仑尼乌斯公式求得该催化反应体系的活化能[6]。

3.实验室中一般化学反应活化能和反应速率的测定采用微型化实验进行测定。

三、在电化学部分增加了电化学的世界先进研究成果和这些成果将如何改变我们的生活

学生最为熟悉和感兴趣的电化学知识是与电池相关的内容，电化学工作站是常见的新型电池的研究开发的检测仪器。工作原理是工作电极、参比电极、电解质溶液形成串联电路，在参比电极与工作电极间连接一个电压表，就可以测量出工作电极上的电压变化，计算出工作电极上所带的电量，准确的算出物质的质量等参数[7]。

为了提高学生的学习兴趣给学生介绍了最新的电池方面的研究成果。例如，美国密苏里大学计算机工程系Jae Wan Kwon（权载完）教授的研究组研发出了体积小但电力强的“核电池”[8]。只有一个硬币大小的电池可以让手机不充电使用5000年。美国加州斯坦福大学华裔科学家崔屹参与的研究是将银和碳纳米材料制成的特殊墨水涂在纸张上，成功制成“纸电池”，普通纸张未来或许可以用做轻型电池[9]。

四、在核外电子排布部分增加了最先进的测试

夸克等微观粒子发现等研究方法和先进研究成果，让学生了解到微观世界的奇妙。原子核类似于人类的指纹，如果测量精度足够高，原子核可依据其质量被准确鉴别出来。这类研究归属于原子核物理的范畴。原子核的高精度质量测量最先用的是相对简单的电磁系统原子核质谱仪，近20年来，随着放射性核束装置和实验技术的发展，原子核质谱仪已发展到实验环和潘宁阱等复杂的离子光学系统，质量测量的精度也越来越高。以稳定原子核28Si为例，其质量测量的相对误差从1937年第一次测量的2.1×10-5减小至1995年的7.0×10-11，提高了近6个数量级。除了原子核中的电子、中子和质子还有很多微观粒子，还包括夸克、k-介子等许多基本粒子的更基本的组成单元，可以称为基本粒子动物园。夸克是由美国伊利诺伊州巴达维亚费米国家加速器实验室的万亿电子伏特加速器（Tevatron，质子和反质子对撞机）发现的，Tevatron还测定了W玻色子的精确质量、发现了陶中微子以及著名的顶夸克。Tevatron有6.28公里长的圆形加速器轨道由1000多个超导磁铁构成，它们将质子和反质子按相反方向在真空管中加速到光速的99.99999954%，然后在两个5000吨的探测器中对撞，这种接近光速的高能量碰撞产生了大量全新的亚原子粒子，然后很快衰变[10]。

综上所述，在普通化学教学中将新技术、新方法以及先进的研究成果有机的与教学内容相结合，使学生了解新技术对化学发展起到的重要作用。能够扩展学生的知识范围、提高学生对化学学科的兴趣、使学生对化学学科的宽度和广度认识有了提升，全面提高教学质量。

参考文献：

[1]梁爱琴，孙芬芳，李琳，刘锦梅.工科普通化学素质教育的教学改革研究[J].化工高等教育，2008，（1）：90-92.

[2]屈景年，李俊华，王璐，等.有机一元弱酸热力学函数的测定[J].衡阳师范学院学报，2009，30（6）：63-65.

[3]王路得，黄在银，范高超，等.电化学方法测定纳米材料的热力学函数[J].中国科学：化学，2012，42（1）：47-51.

[4]陈晓立.固体物理吸附气体过程热力学状态函数变化的测定[J].纺织高校基础科学学报，1995，8（2）：126-131.

[5]李玮.TGA测定克拉霉素热分解动力学参数[J].中国抗生素杂志，2009，34（7）：419-421.

[6]王恒，李永生，高秀峰.可见光谱法测定GA-HRP-H2O2体系的活化能[J].光谱实验室，2011，28（2）：489-493.

[7]宋玉龙.电化学工作站开发[D].长春：东北师范大学硕士论文，2006.

[8]Wacharasindhu，J.W. Kwon，D. Meier，et al. Radioisotope Microbattery Based on Liquid Semiconductor[J].Journal of Applied Physics Letters，2009，（95）：014103.

[9]Liangbing Hu，Jang Wook Choi，Yuan Yang，et al. Highly conductive paper for energy-storage devices[J].PNAS，2009：1-5.

第5篇：工程热力学论文范文

英国物理学家、天文学家、数学家和自然哲学家，经典力学体系的奠基人，被称为力学之父，在物理学的很多分支都有很大的成就。他对力学进行了系统的研究，建立了牛顿三定律，奠定了经典力学的基础。他还发现了万有引力定律……后人为纪念他，将力的单位定名为牛顿。

2. 帕斯卡

法国数学家和物理学家。帕斯卡在物理方面的主要成就是对流体静力学和大气压强的研究。1653年，他发现了液体传递压强的规律。他还指出盛有液体的容器的器壁所受的压强也跟深度有关，还做了大气压随高度变化及虹吸现象等实验。此外，他还证明了空气有质量，驳倒了当时流行的“大自然厌恶真空”的错误说法。为了纪念他，后人用他的名字来命名压强的单位。

3. 开尔文

英国物理学家，热力学的主要奠基人之一。他在物理学的各个领域，尤其是热学、电磁学及工程应用技术方面有巨大的贡献。1848年，他创立了绝对温标，即热力学温标；1851年，他和克劳修斯各自独立地发现了热力学第二定律；1852年，他和焦耳一起发现了焦耳―汤姆逊效应，这一发现成为获得低温的主要方法之一，被广泛地应用到低温技术中。开尔文一生不懈地为科学事业奋斗的精神，永远为后人敬仰。人们为了纪念他，把国际单位制中的热力学温度的单位定做“开尔文”。

4. 瓦特

英国发明家，他对当时已出现的原始蒸汽机作了一系列重大的改进，大大提高了蒸汽机的效率和可靠性，使蒸汽机成了一种实用动力，从而引起一场产业革命。瓦特引入了第一个功率单位：马力；发明了压容图，用图示的形式表明蒸汽压力如何随汽缸的有效容积而变动。为了纪念他，功率的单位用瓦特命名。

5. 摄尔修斯

瑞典天文学家，他创立了摄氏温标，即现在常用的温度单位。

6. 库仑

法国物理学家、发明家，在固体摩擦、静电学和磁学方面都有重大贡献。1785年，他发现并总结出静止电荷间相互作用力的规律，即库仑定律。为了纪念他，电量的单位被命名为库仑。

7. 伏打

意大利物理学家、发明家。他发现了两种不同的金属接触时产生电势差的现象，以此发明了伏打电池；发现了电流使水分解的现象，奠定了电化学的基础；发明了起电盘。为纪念他，电压的单位被命名为伏特。

8. 欧姆

德国物理学家，曾做过多年中学教师，在极缺少仪器设备的条件下发现了欧姆定律。他独立地用库仑的方法制造了电流扭力秤，用来测量电流强度，引入和定义了电动势、电流强度和电阻的精确概念。他受热传导研究的启发，对电流的流动和热量的流动进行科学类比，以找出相似的规律。为了纪念他，电阻的单位用欧姆命名。

9. 焦耳

英国物理学家。1840年，他写了《电流析热》的论文，阐明了电流的热效应的规律，即焦耳―楞次定律。焦耳的最大贡献就是电热和机械当量的研究。1843年，他在《论电磁热效应和热功当量》的报告中指出自然界的能量是不能消灭的，消耗了机械能，总能得到相当的热能。他用自己精心设计的量热器，经过近四十年，用各种方法进行了四百多次实验，精确地测得热功当量的数值，为建立能的转化和守恒定律作出了贡献，是热力学第一定律的奠基人之一。为了纪念他，在国际单位制中，将能量或功的单位命名为焦耳。

10. 法拉第

英国物理学家和化学家，1831年，他发现电磁感应现象，确立了电磁感应的基本定律（法拉第电磁感应定律），这是现代电工学的基础。他还发现当时认为是各种不同形式的电，本质上都是相同的。1833―1834年，他发现了电解定律（法拉第电解定律），这是电荷不连续性最早的有力证据。他反对超距作用，认为作用的传递必须通过某种媒介，并用实验证明电介质在静电现象中对作用力的影响。他还详细地研究了电场和磁场，得到许多观点。为了纪念他，电容的单位被命名为法拉。

11. 安培

法国物理学家、数学家，电动力学的奠基人之一。他是将数学分析应用于分子物理学方面的先驱。他的主要科学工作是在电磁学上，对电磁学的基本原理有许多重要发现，如安培力公式、安培定则、安培环路定律等都是他发现的。他还首先提出了磁体的磁性是由各个分子的环行电流所决定的。由于他在电学方面的研究成果十分突出，被后人誉为“电学中的牛顿”，以他的名字安培命名的电流单位，为国际制的基本单位之一。

12. 特斯拉

南斯拉夫血统的美国电工学家、发明家，在科学技术上的最大贡献是开创了交流电系统，促进了交流电的广泛应用。为了纪念他，国际电气技术协会决定，把国际单位制中磁感应强度的单位命名为特斯拉。

13. 韦伯

德国物理学家，在电磁学上的贡献是多方面的。韦伯在建立电学单位的绝对测量方面卓有成效。他提出了电流强度、电量和电动势的绝对单位和测量方法；提出了电流强度的电动力学单位、电阻的绝对单位。韦伯与柯尔劳施合作测定了电量的电磁单位对静电单位的比值。1832年，高斯在韦伯协助下提出了磁学量的绝对单位。为了进行研究，他发明了许多电磁仪器：双线电流表、电功率表、地磁感应器等。后人为了纪念韦伯的科学贡献，以他的姓氏为磁通量的国际制单位命名。

14. 高斯

德国数学家、物理学家和天文学家，长期从事数学、物理学、天文学和大地测量学等领域的研究，著述丰富，成就甚多。为纪念他在电磁学领域的卓越贡献，在电磁学量的CGS单位制中，磁感应强度单位命名为高斯。

15. 亨利

美国物理学家，曾改进电磁铁，发明了继电器，并将其应用于电报中。亨利最大的贡献是发现了通电线圈的自感现象，并提出重要的自感定律。他还研究了自感现象，并在法拉第之前发现了电磁感应现象，在赫兹之前发现了无线电波。为了纪念他，电感的单位用亨利命名。

16. 赫兹

德国物理学家，1887年，他首先发表了关于电磁波的发生和接收的实验论文，总结了电磁波的传播规律，从而奠定了无线电通信的基础。他还肯定了电磁波和光波一样，具有发生反射、折射和偏振等性质，验证了麦克斯韦关于光波是一种电磁波的理论。他还首先发现了光电效应。为了纪念他，频率的单位被命名为赫兹。

17. 奥斯特

丹麦物理学家，1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，他的这一发现，被作为划时代的一页载入了史册。从1934年起，磁场强度的单位命名为奥斯特。

18. 贝尔

美国发明家，1876年发明电话。贝尔还发明了收音机、听度计、无痛检查了人体内金属的仪器、扁平式和圆筒式录唱机，制成第一个唱片。为纪念贝尔为人类作出的贡献，后人把电学和声学中计量功率或功率密度比值的单位定为“贝尔”。在工程计算上常以贝尔的十分之一为单位，称为分贝。

第6篇：工程热力学论文范文

摘要：工程热物理冰箱制冷剂理论循环分析CF3ICF3I/HC290

1引言

冰箱制冷剂CFC12的现有替代物主要有HFC134a、HC600a和HFC152a/HCFC22,它们分别在加工工艺、可燃性、环保和热工性能方面存在缺陷[1,2,寻求新型环保节能的冰箱工质仍是人们探究的方向。

三氟碘甲烷(CF3I)是作为哈龙替代物而开发的新型灭火剂,其臭氧层破坏势(ODP)为0,20年的全球变暖势(GWP)低于5,不燃,油溶性和材料相容性很好[3,饱和蒸汽压曲线和CFC12相近,具备了作为冰箱制冷剂的前提条件(至于毒性目前还没有定论[3,4)。有关CF3I的热物性,只有文献[3进行了较为系统的探究,目前还缺乏适用于汽液两相区的状态方程;CF3I在冰箱工况下的循环性能,还没有被系统地分析。根据文献[3的PVT实验数据,确定同时适用于CF3I汽液两相的PT方程;并在此基础上,对CF3I在冰箱工况下的循环性能进行系统地理论分析,旨在考察其作为冰箱制冷剂的可能性。

2理论循环分析的工具

2.1PT状态方程两参数F、ζc的求解

式中,R为工质的通用气体常数,Tr=T/Tc。确定PT状态方程需要具体物质的四个参数摘要:临界压力Pc、临界温度Tc、虚拟压缩因子ζc、斜率F。对于CF3I,文献[3给出其Pc=3.953MPa,Tc=396.44K[3。ζc、F的求解方法如下摘要:(1)选取n个饱和液相数据点(T、P、ρL)i(i=1,…,n;(2)假设一个ζc初值;(3)由式(6)、(7)、(8)求出Ωa、Ωb、Ωc,代入式(4)、(5)求得b、c;

(4)由汽液平衡条件fL=fV,输入某数据点i的(T、P)i,由式(1)、(2)求出αi;(5)由n个数据点的(Ti,αi)用最小二乘法拟合式(3),求出F;(6)由ζc和已求出的Ωa,Ωb,Ωc,F,根据方程(1)～(2)和汽液平衡条件计算各点的和的相对误差，以及个数据点的平均相对误差；

(7)以一定的步长改变ζc,重复步骤(3)-(6)。选取最小EYL所对应的ζc、F作为PT方程的参数。

文献[3给出了CF3I在301K-Tc范围内的25个饱和液相密度点,其中3个数据点是为了确定临界点而测的;把这3个数据点当作一个临界点对待,选取其余22个数据点按照上面的步骤求解得到CF3I的F=0.6514、ζc=0.3105。

2.2PT状态方程精度的验证

为了检验如上确定的适用于CF3I的PT方程的计算精度,以该方程对CF3I的饱和液密度、饱和蒸汽压、气相区PVT性质进行了计算,并和文献[3的实验数据进行了对比。对比实验数据为T%26lt;0.9Tc(即T%26lt;356.80K)范围内的13个饱和液相点、22个饱和蒸汽压点和T%26lt;Tc内77组气相区数据。结果表明,饱和液密度、饱和蒸汽压、气相区密度的最大相对误差分别为2.94%、0.42%、5.87%,平均相对误差分别为1.54%、0.25%、2.17%。相对误差、平均相对误差计算式分别为

（9）

（10）

式中,X-所要比较的物理量,cal-PT方程的计算值,exp-实验值,n-数据点的个数。

冰箱的名义工况为蒸发温度tevap=-23.3℃,冷凝温度tcon=54.4℃,吸气温度、过冷温度32.2℃[6,处于上述温度区间。可见,确定的适用于CF3I的PT方程,能够用于对CF3I的冰箱循环性能分析计算,而且精度良好。

3CF3I蒸汽压曲线的分析

从热力学角度看,替代制冷剂最好具有和原制冷剂相似的蒸汽压曲线[7。图1为几种工质的蒸汽压对比,其中CF3I的蒸汽压方程为[3

（11）

式中,

A1=-7.204825,A2=1.393833,A3=-1.568372,A4=-5.776895,适用范围243K～Tc;其它制冷剂的蒸汽压数据来自ASHARE[8。

由图1可见,在冰箱名义工况的温度区间内,HFC152a/HCFC22、HFC134a的蒸汽压曲线和CFC12吻合得很好;HC290的蒸汽压高于CFC12,HC600a的蒸汽压则比CFC12低许多。CF3I的蒸汽压介于HC600a和CFC12之间,在冰箱名义工况下和CFC12的最大差距为20%左右。由蒸汽压看,CF3I比HC600a更适合作为CFC12的灌注式替代物;按照优势互补原则选择HC290和CF3I组成混合物,灌注式替代CFC12的效果可能会更好。

4CF3I作为冰箱制冷剂的循环性能分析

4.1冰箱名义工况

采用带回热的冰箱制冷循环模型,即用回热器来实现工质的过冷和过热,并设工质经过回热器换热后节流前的温度和压缩机的吸气温度相等,这一温度称为回热温度。

计算CF3I的循环性能所需的理想气体比热式[3为摘要:

（8）

式中T的单位为K,R为CF3I的气体常数,单位为J/(K·kg)。计算焓、熵的参考态为ASHRAE规定的-40℃的饱和液态,参考态上h=0kJ/kg,s=0kJ/(kg·K)。

在冰箱名义工况下,设压缩机的总效率为0.70,计算了几种工质的循环性能。混合工质的蒸发温度取为蒸发器进口和露点温度的平均值,冷凝温度取其冷凝压力下的泡露点平均值。计算结果见表1。表中MIX1、MIX2分别表示质量百分比85/15、75/25的HFC152a/HCFC22。

观察表1中各种工质的性能参数,在压力水平方面,除了HC600a、HC290外,现有的几种冰箱制冷剂的蒸发压力Pevap、冷凝压力Pcond和CFC12都很接近。CF3I的压力水平和CFC12有一定偏差,其Pevap略低于大气压,蒸发器为微负压,不利于系统运行。CF3I的压比和CFC12的最接近。压缩机排气温度方面,HC600a和HC290的tdisch较低。CF3I的tdisch较高,不利于压缩机的运行;但和MIX1、MIX2十分接近,表明目前的冰箱压缩机能够承受这样的温度。CF3I的单位容积制冷量qv比CFC12小20%左右,也比HFC134a、MIX1和MIX2小,HC290比CFC12高40%左右。CF3I的COP是最高的,比CFC12高3.4%,这是CF3I的优势,而HC290是最低的。通过以上的比较可以看出摘要:(1)CF3I的循环性能指标和CFC12相近,可以在对原有制冷系统稍作改动的基础上,作为CFC12的灌注式替代物;(2)HC290和CF3I在循环性能指标上具有互补性,若将两者组成混合物,在性能上可能更接近CFC12。

4.2变工况

变工况循环性能分析,一般包括COP、qv、tdisch、随冷凝温度、蒸发温度、回热温度的变化规律。相比之下,各性能指标随回热温度的变化规律比随蒸发温度、冷凝温度的变化规律更重要一些,这是因为冰箱的回热器一般在环境中[1,回热温度的变化幅度、频率要比蒸发温度、冷凝温度要大、要快。分析几种制冷剂循环性能指标随回热温度的变化规律,分析方法是固定蒸发温度、冷凝温度,变化回热温度,看性能指标的变化趋向。

结果如图2-图5所示。回热温度由0℃变化到50℃,几种工质的COP都降低,其中CF3I降低得最慢。在qv方面,HC290随回热温度的变化显著,其他工质的变化规律相似。随着回热温度的升高,CF3I的tdisch增加速度比其它工质快,这是不利于冰箱运行的。由于在计算中固定了蒸发温度、冷凝温度,所以对于纯质来说保持不变,而对于混合工质来说,有稍微地上升。由图还可以发现,CF3I和HC290的循环性能指标分布在CFC12的两侧。

CF3I各项性能指标随回热温度的变化所表现的规律和CFC12基本类似,数值幅度上的偏差也不太大。COP优于CFC12,tdisch较CFC12为高。总起来说,CF3I存在作为CFC12灌注式替代物的潜力。

5CF3I/HC290混合物作为冰箱制冷剂的循环性能分析

5.1冰箱名义工况

由以上分析可知,CF3I和HC290的循环性能具有互补性,下面具体分析不同配比下HC290/CF3I混合物的循环性能。

计算工况、压缩机总效率的选取同上。表2列出了循环性能计算结果。

由表1已经知道CF3I的Pevap、Pcond、q0、qv都比HC290的小,所以随着HC290在混合物中所占比例的增加,HC290/CF3I混合物的Pevap、Pcond、q0、qv都应该呈现增大的趋向,而∑、tdisch、COP应该减小,这种规律在表2中得到了很好的体现。

对比表2和表1,可以看到CF3I/HC290混合物在65/35、60/40、55/45、50/50四种摩尔百分配比下各个性能指标和CFC12吻合得很好。

5.2变工况

对上面所给4种配比下的CF3I/HC290混合物进行了循环性能参数随回热温度变化规律的计算。结果表明,混合物的循环性能和CFC12十分接近,从理论循环分析的角度看,是CFC12理想的灌注式替代物。

图2-图5中列出了摩尔百分比为65/35(质量百分比为89.2/10.8)的CF3I/HC290的计算结果,其它3种配比下CF3I/HC290混合物的性能也和之相近。

5.3可燃性分析

以上4种配比的CF3I/HC290混合物中,HC290的摩尔比例最大为50%,其相应的质量比例最大为18.4%。一般家用冰箱的制冷剂的充灌量为0.1kg左右[6,9,以本文提出的4种CF3I/HC290混合物作为冰箱制冷剂,HC290的最大充灌量仅为0.0184kg。文献[10指出,在密封性好的制冷系统中,只要碳氢化合物的充灌量小于0.15kg,那么系统就是平安的。因此,CF3I的摩尔组成在50%～65%范围的CF3I/HC290混合工质在应用中的平安性是可以得到保证的。

6结论

(1)求得了适用于CF3I的PT方程,此状态方程对于CF3I的热力学性质和循环性能计算具有较高的精度。

(2)通过对CF3I的蒸汽压曲线、冰箱名义工况、变工况的计算分析,发现CF3I的循环性能和CFC12相近。

(3)按照优势互补的原则,筛选提出了CF3I的摩尔组成在50%～65%范围的CF3I/HC290混合工质,其循环性能和CFC12十分接近,可作为CFC12的灌注式替代物。

参考文献

1何茂刚.三氟甲醚作为冰箱制冷剂的理论分析.李惠珍,李铁辰等.西安交通大学学报,2003,37(1)摘要:10～14

2梁荣光.环保制冷剂CN-01的应用.曾恺,简弃非.制冷学报,2003,24(1)摘要:57～60

3段远源.三氟碘甲烷和二氟甲烷的热物理性质探究摘要:[博士学位论文.北京摘要:清华大学,1998

4DoddD.E.etc.FundamentalandAppliedToxicology,1997,35摘要:64

5NavinC.PatelandAmynS.Teja.Anewcubicequationofstateforfluidsandfluidmixtures.ChemicalEngineeringScience,1982,37(3)摘要:463～473

6王建栓.碳氢化合物在家用小型制冷装置中的替代探究摘要:[硕士学位论文.天津摘要:天津大学,2000

7刘志刚.CFCS替代工质筛选的热力学原则.傅秦生,焦平坤等.全国高等学校工程热物理第四届学术会议论文集,杭州摘要:浙江大学出版社,1992,73～76.

81993ASHRAEHANDBOOKFUNDAMENTALS,SIEdition,1993

第7篇：工程热力学论文范文

关键词：物理化学课程 教学方法 职业教育

物理化学是冶金、材料各专业的一门基础课程，物理化学学习的差与好影响到接下来专业理论课程的学习。作为一门必修课，相比其他高职高专中有机化学等化学课程，物理化学具有概念的抽象性、逻辑性强，规律的前后相关性强，学习过程中应用其他学科的知识面广，计算公式繁多等特点。因此，学习者要想掌握好物理化学这门课程，不仅要具有良好的基础化学知识，还必须具有一定的高等数学和普通物理学的基础。物理化学课程作为材料专业与冶金专业学生学习的一门必修课、一门理论课、一门专业基础课，教师怎样教好、学生如何学好这门枯燥难学的课程，都存在困难。本文从物理化学课程教学的自身特点和逐步培养学生学习兴趣方面入手，对这门主要的基础课的教学方法进行一些粗浅的探讨。

一、适当减少理论深度，加强应用

物理化学这门课理论性、系统性很强，内容较多而抽象，公式又多，每个公式有其特定的使用条件和范围，所以学生接受起来感到有一定的困难，特别对于高职高专层次的学生，数学、物理和化学基础比较薄弱，学起物理化学来倍感吃力，听课很辛苦、作业很难做。这就对老师的课堂教学提出了更高的要求，作为教师应该因材施教，充分考虑到授课对象是基础比较差的学生，对物理化学理论的获得不应以大而多为目标，而是以够用、能懂为标准，并且能满足各专业学生学习专业课的需要，就可以了。对于大量的物理化学公式，推导过程复杂并且涉及到大量的高等数学的知识，要让学生都记住和掌握是不可能的，也是没有必要的。其实数学推导过程只是获得结果的一种手段，不是目的，所以对于一般公式及其推导过程，要求理解就可以不要求掌握，对于特别重要的公式要掌握其使用条件和物理意义并且要牢记。物理化学理论性很强并且概念规律偏于抽象，授课过程中要适当加以淡化，并且多联系一些简单易懂的实例。如在热力学第一定律和热力学第二定律的讲解中，遇到具体的计算时，重点关注化学反应过程的能量改变、反应的方向与限度以及反应的速率，而淡化对抽象物理的讲述，方便学生理解和接受。

二、根据不同专业需要，侧重不同教学内容

物理化学这门课程内容的覆盖程度广、综合度高，它包括了热力学、化学动力学、表面化学、溶液等知识内容。在实际的讲授过程中，不同专业对同一课程有不同的要求。对于物理化学这门课程，不同的专业不能用同样的讲课方法讲述同样的内容。根据不同的专业的教学大纲要求，对教学内容进行删减取舍。作为物理化学核心内容的热力学第一定律和热力学第二定律，是每个学习物理化学的学生必须学习的内容，可以不考虑是否与专业理论密切相关。而对于化学动力学应用部分，则可以根据实际教学情况，根据不同专业自身教学大纲和学时安排的要求，有选择、有侧重地讲述。如材料成型与控制技术专业在热力学应用部分要加大学时，重点讲授。化学平衡、表面化学应是材料工程技术专业的重点内容，在该专业的湿法冶金中经常用到化学平衡原理、表面活性物质等概念。而化学反应速率应是冶金专业有色方向的重点内容，多项反应、扩散等内容出现在铝电解的课程中，溶液应是冶金黑色方向专业的重点内容，而胶体化学、电化学和冶金技术专业相关很少，基本不用作为教学内容。应该特别指出的是，物理化学删减教学内容不是删减一些该讲的内容，要综合考虑教学大纲和整门课程体系的完整性，抓关键抓主要。

三、教学中恰当安排随堂加强直观教学

实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位，它与物理化学课程紧密配合，通过实验教学，学生不仅可以巩固和加深对物理化学原理的理解，提高学生对物理化学知识灵活应用的创新能力，还培养了观察和分析问题的能力，加强学生动手能力，培养严肃认真、实事求是的科学态度和作风。例如，在讲解多相平衡反应这一章节时，我们让学生先做碳酸钙热分解的测定实验，这是一个典型的多项平衡反应。在学生有了对多项反应感性认识的基础上讲授这部分内容。像这样的做法还有很多，如实验室用蒸馏水洗涤容器为什么要少量多次和分配定律相联系，分离操作中的陈化原理和开尔文公式相联系等。

总之，恰当地将教学内容与实验操作联系起来，遵循“实验操作中的问题――引入讲授新内容――给出答案”，可以培养学生的科学思维能力与解决问题能力，提高学习物理化学的积极性。

四、列举实际生活实例，提高学生学习兴趣

物理化学知识其实存在于我们生活中的方方面面，只要稍加留意，就会在衣食住行中找到和物理化学有关的现象。因此在组织教学内容时，特别注意恰当地将教学内容和生活中学生遇到的实例结合起来，使学生认识到理论学习可以帮助解决实际问题，以此激发学生对物理化学这门课程浓厚的学习兴趣。将复杂的规律、原理、方法通过用熟悉、生动、简单的生活实例进行讲解，使学生容易接受，并且逐步培养兴趣。如考古工作中怎样根据动力学原理估算尸体的埋葬时间？根据一级反应的动力学方程，由于古尸上裹的碎布片中放射性元素碳14的衰变是一级反应，利用衰变半衰期及其活性可以计算出来。其他如陶瓷制品表面的结晶釉会产生富丽堂皇、光彩夺目的效果；打湿了的化纤衣服比全棉衣服易干，等等，这些奇妙的现象激起学生的兴趣后，就能促使他们去学习，当学生最终恍然大悟时，会深感学以致用的无限乐趣，从而投入到积极主动的思维之中，激发浓厚的学习兴趣，保证课堂教学效果。

五、贯穿人文教育，培养科学文化素养

物理化学中涉及的科学家很多，如盖斯、范托夫、克劳休斯、能斯特、范德华、阿伦尼乌斯、吉布斯等。他们发现建立的物理化学定理的方法不同，个人成长、成功经历也不同，在讲课过程中根据内容让学生去查阅科学家的生平、传记，了解他们成长的经历，写出小论文，有助于科学文化素质的养成。同时，在讲课过程中还可穿插一些科学家的小故事，把科学家观念的创新和科学思维的动人情节引入课堂教学，启发学生的创新激情，充分调动学生学习的积极性。比如发现了溶液中的化学动力学法则的荷兰科学家范托夫是第一位诺贝尔化学奖获得者，其他科学家像阿伦尼乌斯等等也曾获得过诺贝尔奖，通过在课堂中穿插这样的科学小故事，逐步培养学生的科学素养。同时，还可以讲讲我国物理化学的发展及作出贡献的中国物理化学科学家，培养学生们的爱国热情。

因此，物理化学的教学不应仅仅是向学生传授综合了数学化学的理论知识，培养其实验操作能力，更应是一种课程文化、科学文化的熏陶。

物理化学课程是一门基础理论性和实践性都较强的课程，对其他相关学科的专业课基础理论产生一定作用和影响。它在冶金与材料各专业教学中具有重要的基础地位。通过对教材选择、内容取舍、深浅把握、教学应用等方面多做思考研究，以取得更加良好的教学效果。

参考文献：

[1]王桂英.物理化学课程教学方法探讨.湖南冶金职业技术学院学报，2004（12）

[2]何红岩，马晶军，藏晓欢，李卫宁，任希霞，高等农林院校《物理化学》课程教学改革刍议.河北农业大学学报（农林教育版），2006（12）

[3]蔡邦宏.物理化学教学的几点体会.科教平台，2006（1）

第8篇：工程热力学论文范文

关键词：大学物理；教学改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）23-0122-03

物理学是一门研究物质存在的基本形式、内部结构、相互作用及运动状态的基本规律的科学。回顾历史，物理学的起源和发展促进了自然科学各个领域各个学科的建立和发展，物理学是工程技术的基础，物理学研究的每一次重大突破，都导致生产技术的飞速发展。物理学是人类文化的精彩篇章，一方面它能为高职学生学习专业知识和参加工程实践打下必要的物理基础，另一方面学学物理的过程将会使学生逐步学会科学的思维方法和研究方法，从而培养学生分析问题解决问题的能力，激发他们探索和创新的精神，真正提高人才素质。提高大学生的科学素质，是高等教育的一项重要任务，物理学既是科学， 也是文化。高职大学物理可以培养学生的人文精神，一切有志于提高科学素养和文化层次的人都有必要学习、了解物理学。

大学物理作为理工科院校各专业的一门必修基础课，在高职院校课程设置上正面临着挑战。高等教育大众化的不断推进和高职规模的不断扩大，生源的质量参差不齐，整体质量也有所下降，这给高职的大学物理教学提出了巨大挑战，不断推进大学物理教学改革，提高大学物理课程的教学质量已成为当务之急。高等职业教育根本任务是培养高等技术应用性专门人才，工学结合，校企合作成为高职院校普遍采用的模式，根据这一人才培养模式，高职院校各专业教学计划，大幅度压缩基础课的学时，增加实践教学学时。大学物理课也不例外。物理课程的改革存在着两个误区：一是对物理课程内容狂删猛砍，甚至不开设此课程；二是物理课程本身的改革与建设与专业课程及相应职业岗位群的职业技能要求衔接不好，没有针对性，没有充分体现出物理课程在社会生产实践和职业教育人才培养中的重要作用。

大学物理教学改革如果只是将教学内容在传统教学的基础上削减内容覆盖面和知识点，简化数学分析和推理过程，降低教学难度，缺乏对物理学重点内容的深入探讨，缺少前沿性的内容和与现代技术的结合，结果将会导致物理课程内容枯燥乏味，学生难以掌握物理学在工程技术上的应用，这将使物理学在培养学生掌握科学的研究方法，提高创新能力方面受到影响。所以要对各专业学生人才培养方案中专业课进行分析，从而确定大学物理教材中哪些内容可以不讲，哪些内容略讲，哪些内容精讲，以解决物理课内容多，课时少的问题。真正达到基础课为专业课服务，进而为培养专业人才服务的目的，对提高教学质量和效果有重要意义。

为此，笔者对我院开设大学物理课的化工系、机电系、自动化系的8个专业进行了调研，重点考查分析了化工、机电（自动化）类各专业的专业课程与核心课程所需要的大学物理知识，见下表。

根据以上的调研，依据当前高职教育理论和职业教育改革发展趋势，笔者认为高职大学物理教学改革主要在教学内容和教学方法上要搞好和专业课的衔接与整合，下面分别予以具体论述。

一、突出为专业课服务的功能

物理学与学生所学专业往往有着十分密切的联系，应注意根据所面向的学生的具体专业情况将物理内容进行引申，与其他专业内容进行联系和融合，充分发挥基础物理学对于其他工科专业的“接口”功能。既要讲一些联系专业的“接口”性内容，还要有适当渗透近代物理思想的观点的“窗口”性内容；不仅要把物理内容拓展到各专业领域甚至于把工科专业知识引入大学物理教学，还要通过与工科专业结合加深物理学的理论，从而使学生通过物理知识的理解和学习为专业知识的学习打下深厚的理论基础，促进对专业知识的更深刻理解，体现出物理学的强大的服务功能。

二、根据不同的专业特点确定不同的教学内容

化工类及相关专业的课程与物理热学知识有密切联系，如化工原理、物理化学、化工热力学等，在相关专业的教学中我们就要加强大学物理中热学部分的内容，如热力学第一定律、第二定律、封闭系统、开放系统、嫡、焓等内容要加深其理论深度。化学工程系开设的仪器分析课程就要求有物理学中电磁学、光学、原子物理学的内容作为基础，尤其是其中的核磁共振、原子发光原理、光谱(发射和吸收光谱)知识对于这门课程的学习很有帮助。化工类专业可主要考虑安排下面的内容：运动和力、动量守恒、能量守恒、流体力学、热力学基础、热量传递、静电场、稳恒磁场、电磁感应、近代物理介绍。

机电（自动化）类各专业的大学物理需求基本相同，教学内容可确定为：运动和力、动量守恒、能量守恒、刚体的定轴转动、流体力学、静电场、稳恒磁场、电磁感应、机械振动与机械波、近代物理介绍。化工类：运动和力、动量守恒、能量守恒、流体力学、热力学基础、热量传递、静电场、稳恒磁场、电磁感应、近代物理介绍。

三、教学内容与专业实例结合

在物理课教学的改革中教学内容与应用实例相结合，把教学重点更多地放在用物理学基本原理解释当今先进科学技术上，将会使专业知识的学习和应用取得更好的效果，学生的学习积极性也会得到极大的提高。基础课程和专业技术课程教师欢迎大学物理内容的这种改革，是因他们在讲授专业技术时找到了理论支撑。同时，学生认识到了物理学并不仅仅是空洞的理念，真正从思想上重视大学物理学习，重视理念与实际的结合，从而促进大学物理的教学。当然，大学物理的教学中要做这样的内容处理，并且要取得良好的教学效果，需要经过大量的基础性研究和大量素材的搜集，需要从事大学物理教学的教师投入极大的热情和精力。

参考文献：

[1]边静.地方工科院校大学物理教学内容改革探索[D].山东师范大学学位论文,2008.

[2]徐礼明.高职院校大学物理内容选取和教学对策[J].科技创新导报,2009,(19).

[3]郭建军.与专业相结合的大学物理特色教学初探[J].职业教育研究,2009,(08).

第9篇：工程热力学论文范文

关键词： 筒仓；基础；温度场；单元生死

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0220153－01

0 前言

大体积基础底板温度场的模拟对浇筑施工工艺影响考虑很少，混凝土浇筑的施工工艺的模拟，以及水化热生热率如何在程序中实现是仿真分析的关键技术。ANSYS中“单元生死”技术通过激活先浇筑层并施加相应的边界条件，杀死后浇筑层，对浇筑工艺起到了很好的模拟。

1 工程概况

本工程基础形式为桩基箱型基础，基底坐落于钢筋混凝土灌注桩上；主体结构采用筒壁与内柱共同支撑型式，筒壁与仓底结构系统整体联结；基础底板厚1300mm，筒壁处为2100mm。基础混凝土强度等级采用C30。测点1为基础中心，测点2为筒壁处。表1为本工程实例中混凝土的配合比，表2为混凝土和土壤的热力学参数。

表1 混凝土配合比

2 大体积混凝土热分析理论基础

2.1 热传导方程

假定混凝土为均匀各向同性的固体，则混凝土的热传导方程为：

2.2 初始条件和边界条件

初始条件为在初始瞬时物体内部的温度的分布规律，边界条件为基础表面与周围介质之间的温度相互作用规律，初始条件和边界条件合称边值条件（或定解条件）。

1）初始条件

在初始瞬时，即当 =0时，温度场是坐标（x，y，z）的已知函数

公式如下：

2）边界条件

基础与空气接触（包括有养护条件）的边界可按照第三类边界条件处理，第三类边界条件假定经过基础表面的热流量与基础表面温度T和气温Ta之差成正比，即

式中： 为温度； 为绝热温升； 为表面放热系数； 为导热数； 为导温系数为气温； 为气温。

3 考虑施工工艺过程的有限元模拟

3.1 基于APDL语言的水化生热率函数

本研究对水泥水化放热规律经验公式采用文献[1]中简便的指数式经验公式进行有限元计算，公式如下：

式中： 为混凝土水化热； 为最终水化热；m为水泥水化速度系数（ ）。

在ANSYS中，的绝热温升通过生热率HGEN来实现，HGEN作为体荷载施加在有限元模型上。

由文献[5]可知生热率计算公式为：

式中：HGEN为水化生热速率（ ）；W为单位体积混凝土水泥用量（ ）。