摘要：工程热力学是建筑环境与能源应用工程专业的专业基础课之一，与传热学、流体力学共同构成了建环专业的三大专业核心基础课。本文从工程热力学上接高等数学和大学物理等基础课，下联供热工程、暖通空调等专业课的独特特点，分析了其核心作用，并对教学内容提出建议供同仁参考。
关键词：工程热力学；专业基础课；核心；教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：2095-9214（2015）05-0084-01
引言
根据专业培养目标，建筑环境与能源应用工程专业的学生应较系统地掌握工程热力学、传热学、流体力学等专业基础课。工程热力学作为三大专业基础课之一，其核心作用显而易见，它不仅为后继专业课程的学习提供必要的理论准备，而且也为今后的生产实践与进一步的科学研究打下牢固的理论基础。
一、工程热力学的课程内容
工程热力学是研究热能与机械能相互转换规律的学科，其核心内容是热力学第一定律和热力学第二定律这两大热力学基本定律。热力学第一定律分析并揭示和热现象有关的热力过程中涉及的能量守恒关系；热力学第二定律则对进行热力过程进行深层次的研究，揭示满足能量守恒的热力过程是否能够发生，并通过引入熵这一抽象参数来判断热力过程能否进行和进行的完善程度。涉及的工质主要是理想气体（空气）和实际气体（水蒸气），以这些工质为载体，热机通过热力循环（正循环和逆循环）将热能转变为机械能，并通过具体的动力循环和制冷循环阐述上述基本理论在工程中应用。
二、工程热力学在专业基础课中的地位
工程热力学是能源、机械工程类专业的一门重要技术基础课、专业必修主干课。对建环专业而言，两大热力学基本定律是后续个门专业课的基础，一方面水蒸气、制冷剂等的热力性质，是后续供热、供燃气、通风与空调工程课程必须要用到的；而另一方面，供热课程、锅炉房等课程中的供热、供暖的热源以及为空调提供冷源的制冷装置，这些装置和设备中都要涉及热与功的转换，而这些恰恰是工程热力学研究的核心问题。在具体章节的学习中，工程热力学的制冷循环强调蒸汽压缩制冷循环，而蒸汽制冷循环是建筑设备工程专业的核心内容，是学习制冷专业课和热泵专业课的前提条件和理论基础。工程热力学重点研究了湿空气的性质，为学生进行下一步学习暖通空气调节专业课程中的空气处理过程奠定了重要基础。总体而言，工程热力学讲授了如何应用热工学科中的基本研究手段和方法对实际的热力过程和热力循环进行分析和研究，但建环专业对工程热力学知识的要求比动力类专业更多、更广。并且课程介绍中的分析各种热力循环效率的方法及指标，对提高学生的节能环保意识具有重大作用。
三、工程热力学教学思考
工程热力学是核心骨干基础课，也是学生普遍反映难学的一门课程，主要觉得：“概念多且抽象难懂、公式繁多、内容多且零碎”。前面的章节中涉及的基本概念及理论感觉都懂了，但是一到具体应用就无从下手，无法做到用学到的基本原理来解决实际的热力学问题，这就为后续课程的学习瞒下隐患。依据教学学时和教学计划，用有限的学时数（共64学时）把与以后的专业课学习紧密相关的章节重点讲解，做到重点难点明确清楚。每次上新课都要进行“课前回顾”，在加深学生对以往内容的印象同时引出新的内容，使内容连贯有序。为了提高学生应用热力学理论解决实际问题的能力，课后要重视思考题和习题作业。思考题进行互动讨论，典型习题让学生讲解自己的解题思路，教师剖析其中的难点和关键点，使学生明确做题思路以及容易出错的原因，以调动学生的学习积极性。
四、加强教学实践，构建学科的核心枢纽
工程热力学课程包含的内容与其他学科类似，由理论基础和知识应用两大部分构成。基础理论部分包括热力学的基本概念、工质（理想气体）的热力性质及过程、热力学第一定律和热力学第二定律，这为后续的专业课程学习铺垫宽厚的学科基础。在水蒸汽和湿空气的热力性质部分，不但可以教会学生采用计算公式解决工程问题，而且可以训练和培养学生熟练使用图表解决工程问题的能力。气体和蒸汽的流动部分可与流体力学课程相结合，让学生掌握基本的流动原理的同时，学会进行喷管的设计和选型，并能理解绝热过程在喷管中的应用，体现热力学理论对实际过程的指导意义。动力循环和制冷循环是不同热力循环在实际设备和工程中的应用，明确实现热变功所需设备以及提高热效率的途径。为了突出工程热力学的核心枢纽作用，在教学中要突出本专业特点。建筑环境与能源应用专业学生毕业从事的大多为工业锅炉房、供暖及空调的设计、施工及维护，所以对动力循环要重点讲解其涉及的基本原理和提高效率的途径，而制冷循环及热泵部分不但要让学生掌握热力循环的原理，更要清楚构成循环的各个设备部件，以及各部件对循环的影响，这对其掌握空调用制冷技术、空气调节、热泵、供热工程及锅炉房设备等课程都具有作用。
五、结束语
工程热力学是一门重要的技术基础课、专业必修主干课。该课程上接高等数学和大学物理等基础课，下联供热工程、暖通空调、热泵、制冷技术等专业课，具有非常重要的核心作用。在工程热力学学习中，学生如把前后所学知识有意识地贯通起来，通过教师点拨后再把知识从点到线、从线到面联系起来，便可形成工程热力学在学科中核心枢纽。
（作者单位：北方工业大学土木工程学院）
参考文献：
[1]廉乐明，谭羽非，吴家正等.工程热力学[M].北京：中国建筑出版社，2007.
[2]刘春梅，徐斌，吴建等. 建筑环境与设备工程专业工程热力学教学实践与探索[J]. 制冷与空调，2008：97-99.
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