工程热力学
课程内容
分数构成
课程成绩=卷面+平时 无期中无小测，有一次小组合作作业(pre+报告)
课程大纲
本课程主要讲述热力学的基本概念，基本定律以及气体和蒸汽的性质以及过程和循环。本课程面向普通高校能源动力类，化工机械类，航空航天类及土建类各专业工程热力学少学时课程。
课程资源
推荐教材/网课
资源文件
学习笔记
学习建议
一、认识工程热力学
热力学是研究热现象中，物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系，以及状态发生变化时，系统如何与外界相互作用的学科。而工程热力学是研究热能与机械能之间相互转换规律的学科，目的是通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和工质的分析研究，改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环，提高热能利用率和热功转换效率。
我之所以大谈特谈工热是一个怎样的学科，是因为理解一门课程的主要内容与学习任务是颇为关键的。这可以有效帮助我们理清课程思路，梳理知识框架，认识这门课程在自己专业知识体系的位置。以工热为例，我们应当认知到它的核心是对热能转换的研究，聚焦于热力系统的平衡态。
对一门课程的认识不是一蹴而就的，在实际学习中，我们会发现这门课程看似抽象，因为其中涉及大量的数学公式、理论推导以及物理概念（如热、功、能量、熵等），但它的实际应用其实十分广泛，可以相互结合学习。学生应当在掌握这些基础知识与概念的基础上，结合后续的热力循环与热力系统进行深入理解。你可以学习到实际工程设计中，如何提高发动机效率、降低能源消耗和开发新型能源设备等内容。因此，我对工程热力学的认识，不仅局限于书本上的定理和公式，而是将其看作一门将理论与实践结合、为未来工程设计打基础的关键学科。
二、关于学习方法的抛砖引玉
1.理解优先于记忆
因为工热的概念较多，在学习工程热力学时，很多人倾向于直接背诵公式和定理，但我发现这往往是低效的。首先，工热的公式繁多，最基础的表示能量(单位为J)的符号就有E（储存能）、G（自由焓）、H（焓）、Q（热量）、U（热力学能）、W（体积变化功），这还不包括它们的各种下标形式。因此，想要死记硬背是极为困难的，必须要建立在理解的基础上。
另外，热力学的很多公式并不是孤立存在的，它们背后有完整的物理意义，彼此间也存在的递进关系，许多后续出现的定理和公式往往由前面的推导得到。学习时一定要循序渐进，优先理解每个公式的来源和适用条件。例如，第一定律和第二定律的物理意义不同，它们在不同场景中的应用也各不相同，但是它们之间的符号是互通的，第二定理的推导中也运用了第一定理的内容。尤其是教材中的第二部分工质的热力性质，整个第三部分热力过程与热力循环全都是根据此推导得到的。对这些定律和公式的理解，不仅能帮助记忆，还能在解题时灵活运用。在考试中，约有一半的题目会直接考验你各种概念的理解，万望同学们重视。
2.结合实际应用来学习
工程热力学有很多与实际工程相关的内容，像是朗肯循环、卡诺循环、布雷顿循环等。这些概念如果单纯从理论上学习可能较为抽象，如果只关注热力循环的p-v图，尝试去背诵各个过程会比较艰难，但如果结合实际的机械设备进行学习，比如将它们与汽轮机、压缩机或者发动机联系起来理解，就会发现更加容易掌握，例如汽轮机的膨胀过程基本是可逆绝热过程，即定熵过程。因此，我常常在学习时找一些相关的机械原理视频，结合教材和讲义中的公式分析设备的工作过程。
除此之外，对于很多概念的学习其实也需要我们结合现实中的一些规律与经验，如蒸汽的热力性质、理想气体混合物与湿空气两章，如果能联想到生活中的一些现象或许会好理解很多。
3.通过图表增强理解
许多热力学过程都需要对系统的变化进行可视化分析，如PV图、TS图等，也有很多记录了气体各项性质的图表。这些图不仅是解题的关键工具，也能够帮助理解热力学过程中能量的变化。这些图表与实际的学习内容是彼此反映的关系，有些很难搞懂的知识或许能借助可视化的图形来理解，而对原理的掌握也会让我们对图表得心应手。因此，我会在学习中格外关注各种图表，标注关键状态点和过程变化。通过图表，我能够更好地理解每个过程的具体变化，从而提升解决复杂问题的能力。
4.课堂内外
暂且抛开工热，我想各位优秀的同学肯定都有一套适合自己的优秀学习方法。我在此分享一些自己对理工科课程的拙见，供各位批评指正。首先，课堂作为学校学习模式的基本单元，重要性是不言而喻的。在大学阶段，多数人的学习时间其实是不多的，在课堂外很少自学，这就更加凸显了课堂的重要性，许多知识尽量在课堂上搞清楚，不要拖到课后，否则可能会连带着影响我们的作业完成，影响下一节内容的学习。
至于如何提高课堂的学习效率，我的方法是预习加上记笔记。在上一些比较重要或困难的课程时，我会提前简单翻一下课本，这不会花费太多时间，但是可以有效的构建一个基本的知识框架，上课时只要把老师讲的内容当作拼图往里面填充就行，这样也不容易错过一些重要的内容，有助于合理分配精力。而记笔记本身就是对知识框架的建立，对知识重要程度的斟酌，更有利于考试周复习。
在大学，不得不提升的就是自学能力，我的习惯是结合教材和智云或是一些精品网课。教材的逻辑极为详尽，知识脉络清晰，结合老师划出来的重点就可以有序高效地学习一门课程。
三、学习资源分享
在学习过程中，我利用了各种资源来辅助学习或复习。以下是一些对我帮助较大的资源：
1.教材
《工程热力学》教材自然是我的最主要学习资料。这本教材内容结构清晰，涵盖了热力学的核心内容，每章后面的习题也很有针对性，能够帮助巩固知识。另外，认真完成课后习题无疑是必要的，大多数题目非常典型，在历年的考试的大题中都能看到相关的影子，如果你对作业有着良好的掌握，期末考试对你而言绝对不会困难。
2.网络课程与公开课
在理解一些难点时，我会查找相关的网络课程，查漏补缺。MOOC平台和B站上有很多优秀的热力学课程和视频讲解，可以辅助学习。例如，在考试周复习的时候，我提前刷了一遍MOOC上的工热速成课，它能帮助我快速的回顾整门课程的重点和难点，辅助我将串联前后知识，让我对一些复杂概念（如熵的定义、不可逆过程）有了更深入的理解。孙志坚老师在23年的复习课也讲的很好，推荐大家复习的时候可以看一看。
3.老师和同学的帮助
学习工程热力学时，向老师和同学请教是非常重要的。课堂上不理解的地方我会及时记下，并在课后向老师请教，老师往往能给出更加系统的解释。另外大学时老师很少会组织习题课，即便上习题课也很容易因为间隔太长忘记相关内容。因此有必要及时向老师询问错题，避免忘记而形成知识缺漏。而与同学讨论学习中的疑问或难点，也让我能站在不同的角度思考问题，提升了对知识的掌握。
四、时间规划与困难克服
我并不是一个擅长时间规划的人，大学生有许多学习之外的事情非常容易打断原有的计划。不过我对自己的学习进度一直有着大体的把控。我觉得在大学中，将老师所讲的内容及时搞懂就已经足以在考试中取得良好的成绩。因此我会做到之前提到的课前预习，上课尽量认真听讲，课后若是有缺漏的，就通过智云弥补。在做作业的时候，我也会将该节课的内容简单过一遍。一定不要把不懂的地方留到下节课，否则相承接的知识点会更难搞懂，打消听课热情，从而不听的课、不懂的知识就会如雪球般越滚越多。
学习工程热力学过程中，我遇到的最大困难是工质的热力性质中第四章的内容，这章有大量常微分方程的内容，公式本身的背后含义也极难理解。说来惭愧，一直到考试考完我也没有完全理解全部的推导过程，但是我熟练掌握了其中最为关键的几个公式，这其实也绰绰有余了。所以在课程中碰到一些困难的内容不要感到慌张，我们要相信多数课程还是比较好掌握的。
五、“刷题”与考试周复习
我是不太推崇大学时大量刷题的，这有多方面原因。首先，大多数课程其实是没有刷题条件的，除了部分热门理工科课程（微积分、大物等），一些课程甚至连历年真题都找不到，很难找到高质量的题源。其次，大学的课程是通过式而不是高中的筛选式，题型往往比较固定，不考验灵活变通，将课后作业的题型吃透即可。最后，大学的课程较多，如果每门课都刷题很容易顾此失彼，在知识点掌握上我觉得认真听课比刷题效率要高得多。当然，如果有几门课实在掌握不好，刷题肯定也是有所帮助的。
考试周复习还是要看自己对这门课的掌握程度，核心是立足教材。就我自己而言，如果掌握较好，我基本就只是过一遍教材或者老师的PPT，然后刷一下历年题，如果准确率较高，这门课我就算复习的差不多了。如果是比较困难的课或者掌握程度差，我就会先找复习课的资源，形成一个整体的认识或知识框架，有效提高复习效率，然后通过网课或智云将自己不懂的地方补足，最后再回归课本和课后习题，历年题自然也是不可缺少的。
六、一些简单的建议与其他
1.注重基础概念的理解
学习工程热力学时，千万不要忽视基础概念的理解。热力学的许多问题看似复杂，但如果掌握了第一、第二定律的基本原理以及热力循环的物理意义，问题往往可以迎刃而解。
2.善于利用各种资源
不仅仅局限于课堂和教材，充分利用网络课程、视频讲解和询问老师的机会，能够帮助你加深对复杂概念的理解。
3.坚持不懈、不要气馁
学习工程热力学可能会遇到很多困难，但要有坚持的毅力和信心。我曾多次在理解一些原理和公式时感到挫败，但通过不断的努力和总结，最终能够克服困难。
工程热力学虽然是一门复杂的课程，但只要掌握了正确的学习方法，并且积极利用各种资源，最终一定都能取得好的成绩。祝大家在学习过程中，保持开放的心态，不断探索，积极向上，取得自己满意的成绩！