Tài liệu Giáo án môn học kỹ thuật nhiệt đinh anh tuấn

Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt PHẦN A: THIẾT KẾ TỔNG THỂ CHO CẢ HỌC PHẦN: KỸ THUẬT NHIỆT (dành cho hệ cao đẳng chính quy_ 30 tiết) 1. Vai trò của học phần trong chương trình đào tạo : Kỹ thuật nhiệt là học phần có tính chất lý thuyết cơ sở ngành nhằm giúp cho sinh viên thu nhận và củng cố kiến thức phục vụ cho các môn chuyên ngành: Công nghệ ôtô, Cơ khí chế tạo và ngành nhiệt. Đặc biệt là ngành Công nghệ ôtô giúp sinh viên nắm bắt các chu trình nhiệt áp dụng vào quá trình cháy của động cơ nhiệt và tính toán kết cấu dựa vào các yếu tố ban đầu làm cơ sở cho các môn: Nguyên lý động cơ, tính toán kết cấu động cơ, quá trình cháy trong động cơ, mô hình hóa quá trình cháy, đồ án tính toán nhiệt cho động cơ đốt trong… 2. Lĩnh vực khoa học của học phần: Học phần kỹ thuật nhiệt là một trong những học phần cơ bản của các khối ngành kỹ thuật - công nghệ, cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ sở về năng lượng nhiệt, chu trình nhiệt áp dụng nhiều cho chuyên ngành Công nghệ ôtô và xây dựng mô hình cháy trong động cơ đối với các nghiên cứu khoa học. 3. Mục đích của học phần: Sau khi hoàn tất môn học sinh viên có khả năng: Nắm được các quá trình biến đổi năng lượng chủ yếu là cơ năng và nhiệt năng, đồng thời trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về trao đổi nhiệt trong các hệ thống thực tế và các chu trình nhiệt để áp dụng cho nhiều môn chuyên ngành. Đây là môn cơ sở ngành rất quan trọng. 4. Những nội dung khác: Học phần này phục vụ trực tiếp cho đồ án tính toán nhiệt cho động cơ đốt trong. Học phần này là cơ sở để sinh viên ngành Công nghệ ôtô làm đồ án tốt nghiệp về chuyên ngành kỹ thuật động cơ nhiệt. Làm nền tảng cho các học viên cao học và nghiên cứu sinh tính toán mô phỏng các quá trình cháy trong động cơ để cải tiến thiết kế buồng cháy. - Tài liê êu học tâ êp - Sách, giáo trình chính [1] Hoàng Đình Tín, Cơ sở nhiệt công nghiệp, NXB ĐHQG, 2006 [2] Hoàng Đình Tín – Bùi Hải, Bài tập nhiệt động lực học kỹ thuật, NXBĐH QG, 2004. GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 1 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt - Tài liệu tham khảo [1]. Hoàng Đình Tín, Lê Chí Hiê êp - Nhiê êt đô êng lực học kỹ thuâ êt - Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuâ tê - 1997. [2]. Yunus A. Cengel, Michael A. Boles - Thermodynamic: an engineering approach, International Edition - 1994. [3]. Gordon Van Wylen - Fundamentals of Classical Thermodynamics - John Wiley & Sons, New York - 1978. 5. Nô êi dung chi tiết học phần: TT Nội dung chương trình 1 2 Khái niệm cơ bản và phương trình trạng thái của vật chất ở thể khí Định luật nhiệt động thứ nhất và các quá trình nhiệt động cơ bản của khí lý tưởng 3 Định luật nhiệt động thứ 2 4 Hơi nước 5 Một số quá trình đặc biệt của khí và hơi 6 Không khí ẩm 7 Chu trình và thiết bị hệ thống lạnh 8 Dẫn nhiệt 9 Tỏa nhiệt đối lưu 10 Bức xạ nhiệt TỔNG CỘNG Số tiết Phân bố thời gian Lí Thực Tự thuyết hành học 2 2 4 4 2 3 4 3 3 3 3 3 30 2 3 4 3 3 3 3 3 30 Ghi chú Chương 1 : KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA VẬT CHẤT Ở THỂ KHÍ 1.1 Các vấn đề chung 1.2 Một số khái niệm và định nghĩa 1.3 Thông số trạng thái 1.4 Phương trình trạng thái vật chất ở thể khí 1.5 Hỗn hợp khí lý tưởng GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 2 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt Chương 2 : ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT VÀ CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG 2.1 Công 2.2 Nhiệt lượng 2.3 Định luật nhiệt động thứ nhất 2.4 Một số quá trình nhiệt động cơ bản của khí lý tưởng Chương 3: ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ 2 3.1 Khái niệm 3.2 Chu trình nhiệt động 3.3 Các phát biểu cơ bản của định luật nhiệt động thứ 2 Chương 4: HƠI NƯỚC 4.1 Tổng quát. 4.2 Quá trình hóa hơi đẳng áp. 4.3 Các giản đồ biểu thị mối quan hệ P – V –T của các chất thuần khiết. 4.4 Quá trình nóng chảy và quá trình thăng hoa. 4.5 Cách xác định thông số trạng thái của nước và hơi nước. 4.6 Các quá trình nhiệt động cơ bản của nứơc và hơi nước Chương 5: MỘT SỐ QUÁ TRÌNH ĐẶC BIỆT CỦA KHÍ VÀ HƠI 5.1 Quá trình lưu động 5.2 Quá trình tiết lưu 5.3 Quá trình hỗn hợp khí và hơi 5.4 Máy nén khí 5.5 Chu trình động cơ đốt trong 5.6 Chu trình turbine khí Chương 6: KHÔNG KHÍ ẨM 6.1 Khái niệm cơ bản 6.2 Các thông số đặc trưng của không khí ẩm 6.3 Quá trình bão hòa đoạn nhiệt và nhiệt độ nhiệt kế ướt 6.4 Các quá trình nhiệt động cơ bản và ứng dụng Chương 7: CHU TRÌNH VÀ THIẾT BỊ HỆ THỐNG LẠNH 7.1 Khái niệm chung GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 3 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt 7.2 Môi chất lạnh 7.3 Một số chu trình hệ thống lạnh Chương 8: TỎA NHIỆT ĐỐI LƯU TỰ NHIÊN 8.1 Đặc trưng của chuyển động tự nhiên 8.2 Tỏa nhiệt đối lưu tự nhiên trong không gian vô hạn 8.3 Tỏa nhiệt đối lưu tự nhiên trong không gian hữu hạn Chương 9: TỎA NHIỆT ĐỐI LƯU KHI CHẤT LỎNG CHUYỂN ĐỘNG CƯỠNG BỨC 9.1 Đặc trưng của chuyển động trong ống 9.2 Tỏa nhiệt khi chảy rối 9.3 Tỏa nhiệt khi chất lỏng chảy tầng 9.4 Tỏa nhiệt ở trạng thái quá độ 9.5 Chảy ngang qua tấm phẳng 9.6 Chuyển động ngang qua ống đơn 9.7 Tỏa nhiệt khi dòng chất lỏng chuyển động ngang qua ống Chương 10: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BỨC XẠ 10.1 Khái niệm cơ bản về bức xạ nhiệt 10.2 Các định nghĩa cơ bản của bức xạ nhiệt 10.3 Các định luật cơ bản của bức xạ nhiệt 10.4 Bức xạ chất khí 6. Những chương cần phải lồng vào dạy phương pháp nhận thức cho sinh viên. Tất cả các chương, đặc biệt là chương I, II, III, IV, V, VII. Bởi vì: các chương này giúp sinh viên nắm bắt những kiến thức bổ trợ cho các môn chuyên ngành và làm đồ án môn học chuyên ngành công nghệ oto. Nó là môn cơ sở ngành đòi hỏi sinh viên phải học để vận dụng vào chuyên ngành trong suốt quá trình học cung như sau này. Bài soạn số 01 GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 4 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Năm học: 2010 Môn học: Kỹ thuật nhiệt Lớp: NCOT3NA Bài dạy: Khái niệm cơ bản và phương trình Ngày dạy:………… trạng thái của vật chất ở thể khí Số tiết: 02 (Lý thuyết) Chương 1 : KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA VẬT CHẤT Ở THỂ KHÍ * Mục tiêu: Sinh viên nắm được các khái niệm về hệ thống nhiệt, nguồn nhiệt, môi chất và các thông số cơ bản áp suất, nhiệt độ, thể tích riêng và khối lượng riêng, bên canh đó tính toán được các thông số nội năng, Entanpi, Entropi…Đồng thời nắm bắt được phương trình trạng thái của chất khí để xây xựng phương trình trạng thái của hỗn hợp khí. * Dán nhãn: là chương mở đường, tương đối dễ tiếp thu * Giải thích: - Chương 1 là chương mở đường với các khái niệm, nội dung cơ sở nhiều nên yêu cầu sinh viên phải tập trung nắm vững. - Nội dung “các thông số cơ bản” là nội dung để sinh viên nắm được ý nghĩa và đơn vị của các thông số khi tính toán các thông số khác - Nội dung “ phương trình trạng thái” giúp sinh viên năm được mối quan hệ giữa các thông số trạng thái của hệ ở trạng thái cân bằng đẻ bổ trợ cho các chương sau. * Quyết định: + Nội dung sẽ dạy Các vấn đề chung Một số khái niệm và định nghĩa Thông số trạng thái Phương trình trạng thái vật chất ở thể khí + Nội dung sinh viên tự lực nghiên cứu: Hỗn hợp khí lý tưởng II. Phân tích nội dung và xác định trọng tâm của bài  Tiết 1: tiết mở đường, dễ tiếp thu GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 5 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt 1.1 Các vấn đề chung 1.2 Một số khái niệm và định nghĩa ● Tiết 2: tiết cơ bản của bài đòi hỏi sinh viên phải nắm bắt được, khó tiếp thu phương pháp tính các thông số qua phương trình trạng thái. Là đơn nguyên quan trọng mở đường cho các chương sau và học chuyên ngành 1.3 Thông số trạng thái 1.4 Phương trình trạng thái vật chất ở thể khí III. Lựa chọn phương pháp hoặc hệ phương pháp để truyền tải kiến thức - Thuyết trình - Đàm thoại IV. Lựa chọn phương tiện dạy học - Bài giảng - Project - Ghi bảng V. Lựa chọn hình thức tổ chức dạy học - Lớp bảng - Thảo luận tại lớp - thuyết trình - Seminar VI. Ghi giáo án Tiến trình bài dạy: 1. Tổ chức lớp, tạo tâm thế học tập (thời gian: 2p) - Điểm danh lớp. 2. Kiểm tra bài cũ - thời gian: 8p - Nội dung kiểm tra: Các bạn cho biết thiết bị nhiệt và hệ thống nhiệt là gì? - Hình thưc kiểm tra: Đàm thoại trực tiếp 3. Nghiên cứu kiến thức mới (Sinh viên sẽ tự trình bày theo quy định cụ thể của giáo viên như sau) Thời Nội dung Phương pháp dạy học GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 6 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt gian (Hoạt động của thầy, của trò, 15p Các vấn đê chung: các phương tiện tương ứng) - Trình chiếu - Động cơ nhiệt - thuyết trình - máy lạnh - Phát vấn - bơm nhiệt Một số khái niệm, định nghĩa - Hệ thống nhiệt: là tập hợp những đối - thuyết trình tượng được tách ra để nghiên cứu các - Phát vấn hiện tượng về nhiệt. - Nguồn nhiệt: những vật trao đổi nhiệt với môi chất..... - Môi chất: chất mà dùng để truyền tải và chuyển hóa năng lượng..... 35 p - Máy chiếu Khái niệm - Trạng thái là tập hợp các thông - Sinh viên trình bày khái số xác định tính chất vật lý của môi niệm, giáo viên quan sát lớp chất hay của hệ ở một thời điểm và theo dõi sinh viên trình nào đó. Các đại lượng vật lý đó gọi bày đúng sai, chưa chính xác là thông số trạng thái. chỗ nào. - Nhiệt độ là một thông số trạng - Chỗ nào sai khi SV vừa kết thái biểu thị mức độ nóng lạnh của thúc ý, GV yêu cầu dừng lại vật, nó thể hiện ở mức độ chuyển hỏi lớp có thắc mắc gì không? Bạn trình bày thế động của nguyên tử và phân tử. - 3 thông số trạng thái cơ bản được chưa? Cần Bổ sung thêm gì? Bạn nào thắc mắc của nhiệt kỹ thuật: + Nhiệt độ vấn đề gì thì hỏi? giáo viên + Áp suất sẽ giải đáp. + Thể tích riêng, khối lượng riêng - Nếu không ai thắc mắc gì nữa thì giáo viên đặt câu hỏi: - Nhìn vào định luật nhiệt động thứ không về mặt giải a. Nhiệt độ và định luật nhiệt động thứ GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 7 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt không tich các em thấy nó có tính b. Áp suất tuyệt đối chất gì? c. Thể tích riêng - Theo các bạn Các thông số đó tính toán bằng lý thuyết hay thực nghiệm? 40p - Phương trình trạng thái khí lý - Giáo viên thuyết trình, sinh tưởng: biểu diễn quan hệ giữa các viên nghe giảng thông số trạng thái của khí lý tưởng ở - Giáo viên giải thích lại, hỏi một thời điểm nào đó. Khi nhiệt ở độ sinh viên xem có ai thắc mắc cao thì lực tương tác càng nhỏ, do đó gì nữa không và giải đáp có thể coi α = 1 và biểu thức sẽ được - Các bạn cho biết phương viết là: trình trạng thái xác định bởi - TÝnh h»ng sè R các thông số nào? 4. Củng cố kiến thức (5 p) - Giáo viên sẽ trình bày lại toàn bộ nội dung đã học, nhấn mạnh những đơn nguyên các cần áp dụng tính toán như các thông số và phương trình cơ bản. - Yêu cầu sinh viên làm bài tập tính toán các thông số ở phần tự lực qua các thông số và phương trình trạng thái đã học. 5. Hướng dẫn công tác tự lực ở nhà (5p) 1. Xây dựng phương trình trạng thái của hỗn hợp khí? 2. nhiệt độ đo được tại giàn ngưng tụ của máy lạnh là 45 0C, khi chuyển sang độ F ta được giá trị ? 3. nhiệt độ đo được tại giàn bay hơi của máy lạnh là 59 0F, khi chuyển sang độ C ta được giá trị ? Bài soạn số 02 Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Năm học: 2010 Môn học: Kỹ thuật nhiệt Lớp: NCOT3NA Bài dạy: Định luật nhiệt động thứ nhất và các Ngày dạy:………… quá trình nhiệt động cơ bản của khí lý tưởng GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 8 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt Số tiết: 04 (Lý thuyết) Chương 2 : ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT VÀ CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG *Mục tiêu: Sinh viên nắm được quá trình sinh công, nội năng của quá trình nhiệt và các chu trình nhiệt động cơ bản của khí lý tưởng phục vụ một phần cho bài tập lớn nguyên lý động cơ đốt trong, đồ án tính toán nhiệt động cơ. * Dán nhãn: kiến thức khó tiếp thu, là chương cơ sở. * Giải thích: Đây là chương phụ trợ cho những chương sau và chương cơ sở ngành vì nó phục vụ cho các môn chuyên ngành, nó dễ tiếp thu vì đây là định luật bảo toàn và biến hóa năng lượng của các chu trình nhiệt động không cần phải chứng minh, các chu trình là lý tưởng. * Quyết định: + Nội dung sẽ dạy: toàn bộ Công Nhiệt lượng Định luật nhiệt động thứ nhất Một số quá trình nhiệt động cơ bản của khí lý tưởng II. Phân tích nội dung và xác định trọng tâm của bài  Tiết 1: tiết cơ bản, dễ tiếp thu 2.1 Công 2.2 Nhiệt lượng ● Tiết 2: tiết mở đường của bài đòi hỏi sinh viên phải nắm bắt được, để làm nền tảng học chương sau. Là đơn nguyên quan trọng mở đường cho các chương sau và học chuyên ngành 2.3 Định luật nhiệt động thứ nhất ● Tiết 3,4 là tiết trọng tâm nội dung phục vụ trực tiếp cho môn chuyên ngành 2.4 Một số quá trình nhiệt động cơ bản của khí lý tưởng III. Lựa chọn phương pháp hoặc hệ phương pháp để truyền tải kiến thức - Thuyết trình - Đàm thoại IV. Lựa chọn phương tiện dạy học GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 9 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt - Bài giảng - Project - Ghi bảng V. Lựa chọn hình thức tổ chức dạy học - Lớp bảng - Thảo luận tại lớp - thuyết trình - Seminar VI. Ghi giáo án Tiến trình bài dạy: 1. Tổ chức lớp, tạo tâm thế học tập (thời gian: 2p) - Điểm danh lớp. 2. Kiểm tra bài cũ - thời gian: 8p - Nội dung kiểm tra: Các bạn phát biểu định luật nhiệt động I và cho biết ý nghĩa của nó? - Hình thưc kiểm tra: Đàm thoại trực tiếp 3. Nghiên cứu kiến thức mới (Sinh viên sẽ tự trình bày theo quy định cụ thể của giáo viên như sau) Thời Nội dung gian 40p Phương pháp dạy học (Hoạt động của thầy, của trò, các phương tiện tương ứng) Công: là đại lượng đặc trưng cho sự - Thuyết trình trao đổi năng lượng của môi chất với - phát vấn, trả lời phát vấn môi trường khi có chuyển động vĩ mô. - Quan sát, ghi chép - công thay đổi thể tích - công kỹ thuật Công ngoài Nhiệt lượng: là đại lượng đặc trưng - sinh viên phải nắm bắt được cách tính công, nhiệt lượng cho từng chu trình nhiệt động cho sự trao đổi năng lượng của môi chất với môi trường khi có sự chênh lệch nhiệt độ GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 10 Giáo án môn học 60p Kỹ thuật nhiệt Định luật nhiệt động thứ nhất: - Thuyết trình - phát biểu:là định luật bảo toàn và - phát vấn, trả lời phát vấn biến hóa năng lượng - Quan sát, ghi chép -ý nghĩa: cho ta viết được phương trình - Sinh viên cần hiểu nội dung cân bằng năng lượng cách viết phương trình cân - các biểu thức định luật I bằng năng lượng cho một chu trình nhiệt động 80p Một số quá trình nhiệt động cơ bản của khí lý tưởng: - khái niệm: khi hệ cân bằng ở một trạng thái nào đó thì các thông số trạng thái sẽ có giá trị xác định. - Các quá trình + quá trình đẳng tích +quá trình đẳng áp + quá trình đẳng nhiệt - thuyết trình - phát vấn - trả lời phát vấn Sinh viên cần nắm bắt được bản chất từng quá trình no còn là nội dung xuyên suốt cho các môn chuyên ngành + quá trình đoạn nhiệt + quá trình đa biến 4. Củng cố kiến thức (5 p) - Giáo viên sẽ trình bày lại toàn bộ nội dung đã học, nhấn mạnh những đơn nguyên các cần áp dụng tính toán và ý nghĩa định luật nhiệt động I để dễ tiếp thu chương tiếp theo. - Yêu cầu sinh viên làm bài tập tính toán các thông số ở phần tự lực với các quá trình nhiệt động, nắm rõ và phân biệt được từng quá trình cụ thể. 5. Hướng dẫn công tác tự lực ở nhà (5p) 1. Tìm hiểu phương pháp tính công và nhiệt lượng đối với các chu trình nhiệt động? 2. Làm các bài tập áp dụng cho các quá trình nhiệt động trong sách bài tập kỹ thuật nhiệt? GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 11 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt Bài soạn số 03 Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Năm học: 2010 Môn học: Kỹ thuật nhiệt Lớp: NCOT3NA Bài dạy: Định luật nhiệt động thứ 2 Ngày dạy:………… Số tiết: 02 (Lý thuyết) Chương 3. ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ 2 GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 12 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt *Mục tiêu: Sinh viên hiểu rõ về định luật nhiệt động I và tìm điều kiện xảy ra quá trình cho định luật I và nắm bắt được các quá trình xảy ra trong một chu trình và các thông số đặc trưng cho chu trình. * Dán nhãn: là chương dễ hiểu, dễ tiếp thu. * Giải thích: - Đây là chương mà sau khi học xong sinh viên dựa vào chương 2 sẽ rất dễ nắm bắt được và hiểu sâu về định luật nhiệt động I. - các chu trình được xét trong điều kiện lý tưởng nên dễ tiếp thu bài. * Quyết định: + Nội dung sẽ dạy: 3.1 Khái niệm 3.2 Chu trình nhiệt động + Nội dung sinh viên tự lực nghiên cứu: 3.3 Các phát biểu cơ bản của định luật nhiệt động thứ 2 II. Phân tích nội dung và xác định trọng tâm của bài Tiết 1: tiết mở đường, dễ tiếp thu 3.1 Khái niệm 3.2 Chu trình nhiệt động ● Tiết 2: tiết cơ bản của bài đòi hỏi sinh viên phải nắm bắt được, khó tiếp thu Là đơn nguyên quan trọng mở đường cho các chương sau và học chuyên ngành 3.2 Chu trình nhiệt động 3.3 Các phát biểu cơ bản của định luật nhiệt động thứ 2 III. Lựa chọn phương pháp hoặc hệ phương pháp để truyền tải kiến thức - Thuyết trình - Đàm thoại IV. Lựa chọn phương tiện dạy học - Bài giảng - Project - Ghi bảng V. Lựa chọn hình thức tổ chức dạy học - Lớp bảng - Thảo luận tại lớp GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 13 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt - thuyết trình - Seminar VI. Ghi giáo án Tiến trình bài dạy: 1. Tổ chức lớp, tạo tâm thế học tập (thời gian: 2p) - Điểm danh lớp. 2. Kiểm tra bài cũ - thời gian: 8p - Nội dung kiểm tra: Các bạn cho hãy phát biểu định luật nhiệt động I và cho biết ý nghĩa của nó? - Hình thưc kiểm tra: Đàm thoại trực tiếp 3. Nghiên cứu kiến thức mới (Sinh viên sẽ tự trình bày theo quy định cụ thể của giáo viên như sau) Thời Nội dung gian 15p Phương pháp dạy học (Hoạt động của thầy, của trò, các phương tiện tương ứng) Khái niệm: mọi quá trình tự phát - Thuyết trình trong tự nhiên đều xảy ra theo một - phát vấn, trả lời phát vấn chiều hướng nhất định - Quan sát, ghi chép - sinh viên phải nắm bắt được định luật II giải quyết vấn đề nào của định luật I? 40 p Chu trình nhiệt động: - Thuyết trình - Chu trình thuận chiều: là chu trình - phát vấn, trả lời phát vấn môi chất nhận nhiệt từ nguồn nóng - Quan sát, ghi chép nhả cho nguồn lạnh và biến một phần - Sinh viên cần nắm được thế thành công(chu trình sinh công). nào là chu trình thuận chiều, và + Đồ thị p-V, T-s tính hiệu suất? + Thông số . Công l > 0 . hiệu suất GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 14 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt - Chu trình ngược chiều: là chu trình - Sinh viên phải so sánh được mà môi chất nhận công từ bên ngoài chu trình thuận chiều và ngược để lấy nhiệt từ nguồn lạnh nhả cho chiều? nguồn nóng. + Đồ thị p-V, T-s + thông số . Công l < 0 . hệ số làm lạnh ε . hệ số làm nóng φ - Chu trình carnot: là chu trình gồm 60p 4 quá trình trong đó có 2 quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch, 2 quá trình đẳng nhiệt thuận nghịch diễn ra xen kẽ nhau. + Chu trình carnot thuận chiều: - So sánh 2 chu trình carnot - Đồ thị p-V, T-s thuận chiều và ngược chiều? - hiệu suất ηct - Nắm bắt được hiệu suất và các - nhận xét hệ số để áp dụng tính toán? + Chu trình ngược chiều: - Đồ thị p-V, T-s - Hệ số làm lạnh của chu trình εc - Hệ số làm nóng của chu trình φc 4. Củng cố kiến thức (5 p) - Giáo viên sẽ trình bày lại toàn bộ nội dung đã học, nhấn mạnh những đơn nguyên các cần áp dụng tính toán và cách nhận so sánh các chu trình. - Yêu cầu sinh viên làm bài tập tính toán các thông số ở phần tự lực với các bài tập trong sách nhiệt kỹ thuật cơ bản, nắm rõ và phân biệt được từng chu trình cụ thể. 5. Hướng dẫn công tác tự lực ở nhà (5p) 1. Hãy so sánh các chu trình thuận chiều và ngược chiều? 2. Làm các bài tập áp dụng cho các chu trình trong sách bài tập kỹ thuật nhiệt? GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 15 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt 3. Tìm hiểu các phát biểu của định luật nhiệt động II? 4. Định luật nhiệt động II đã giải quyết được vấn đề gì ở Định luật I? Bài soạn số 04 Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Năm học: 2010 Môn học: Kỹ thuật nhiệt Lớp: NCOT3NA Bài dạy: Hơi nước Ngày dạy:………… Số tiết: 03 (Lý thuyết) Chương 4: HƠI NƯỚC GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 16 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt * Mục tiêu: Sinh viên hiểu sâu về hơi nước nó là chất phổ biến và gần gũi nhất, nó mang đầy đủ các đặc tính nhiệt động chung của các chất thuần khiết nên khảo sát quá trình biến đổi trạng thái của hơi nước đại diện cho các chất thuần khiết. * Dán nhãn: Chương trọng tâm, khối lượng kiến thức nhiều * Giải thích: - chương trọng tâm vì nó là kiến thức cơ bản cho các chương 5,6,7 giúp sinh viên nắm bắt nhanh hơn. - vì nó đại diện cho các chất thuần khiết nên nó xét nhiều khía cạnh nên lượng kiến thức nhiều. * Quyết định: + Nội dung sẽ dạy: toàn bộ Tổng quát. Quá trình hóa hơi đẳng áp. Các giản đồ biểu thị mối quan hệ P – V –T của các chất thuần khiết. Quá trình nóng chảy và quá trình thăng hoa. Cách xác định thông số trạng thái của nước và hơi nước. Các quá trình nhiệt động cơ bản của nứơc và hơi nước II. Phân tích nội dung và xác định trọng tâm của bài ● Tiết 1: tiết cơ sở, hơi khó tiếp thu 4.1 Tổng quát. 4.2 Quá trình hóa hơi đẳng áp. 4.3 Các giản đồ biểu thị mối quan hệ P – V –T của các chất thuần khiết. ● Tiết 2: tiết trọng tâm của bài đòi hỏi sinh viên phải nắm bắt được, khó tiếp thu cách xác định các thông số bằng đồ thị . 4.4 Quá trình nóng chảy và quá trình thăng hoa. 4.5 Cách xác định thông số trạng thái của nước và hơi nước ● Tiết 3: là tiết cơ sở, hơi khó tiếp thu vì các quá trình đã được tìm hiểu tiết này áp dụng các quá trình vào môi chất cụ thể không phải là khí lý tưởng nên hơi trừu tượng. 4.6 Các quá trình nhiệt động cơ bản của nứơc và hơi nước III. Lựa chọn phương pháp hoặc hệ phương pháp để truyền tải kiến thức - Thuyết trình - Đàm thoại IV. Lựa chọn phương tiện dạy học GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 17 Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt - Bài giảng - Project - Ghi bảng V. Lựa chọn hình thức tổ chức dạy học - Lớp bảng - Thảo luận tại lớp - thuyết trình - Seminar VI. Ghi giáo án Tiến trình bài dạy: 1. Tổ chức lớp, tạo tâm thế học tập (thời gian: 2p) - Điểm danh lớp. 2. Kiểm tra bài cũ - thời gian: 8p - Nội dung kiểm tra: Các bạn phát biểu định luật nhiệt động II và so sánh với nhiệt động I về mặt bản chất? - Hình thưc kiểm tra: Đàm thoại trực tiếp 3. Nghiên cứu kiến thức mới (Sinh viên sẽ tự trình bày theo quy định cụ thể của giáo viên như sau) GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 18 Thời Nội dung Phương pháp dạy học gian (Hoạt động của thầy, của trò, 15p Tổng quát: các phương tiện tương ứng) - Thuyết trình - các ưu điểm của hơi nước - phát vấn, trả lời phát vấn - phương trình trạng thái của hơi nước. - Quan sát, ghi chép Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt - sinh viên phải nắm bắt được phương trình trạng thái của hơi nước so với khí lý tưởng. Quá trình hóa hơi đẳng áp: - Đồ thị p- V, T- s - mô tả quá trình - các đường đặc tính + giới thiệu các đường đặc trưng + trạng thái tới hạn + thông số: hơi bão hòa khô (x), độ ẩm 50 p - Thuyết trình - Quan sát, ghi chép - sinh viên phải nắm bắt được các đường đặc tình hơi nước trên đồ thị, trạng thái tới hạn và hai thông số của nó (y). Quá trình nóng chảy và thăng hoa: - Quá trình nóng chảy: nước có thể chuyển từ thể lỏng sang thể hơi nhờ quá trình sôi và bay hơi. + Quá trình bay hơi: là quá trình hóa hơi chỉ xảy ra trên bề mặt thoáng của chất lỏng, ở nhiệt độ bất kỳ. - điều kiện xảy ra bay hơi - đặc điểm quá trình bay hơi - Cường độ bay hơi + Quá trình sôi: là quá trình hóa hơi cả - Trình chiếu trong lòng thể tích chất lỏng. - Thuyết trình - điều kiện xảy ra quá trình sôi - phát vấn, trả lời phát vấn - đặc điểm quá trình sôi - Quan sát, ghi chép - Quá trình ngưng tụ: là quá trình - Sinh viên cần nắm được quá ngược với quá trình sôi, hơi nhả nhiệt trình sôi và ngưng tụ? và biến thành chất lỏng. Cách xác định các thông số: cũng như các chất lỏng khác, hơi nước là khí thực, do đó không thể tính theo - Sinh viên phải nắm bắt được GV: Đinhphương Anh Tuấn _ Khoa trình trạngcông thái nghệ_ĐHCN khí lý tưởng TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 19 bản chất từng chất lỏng để hiểu Giáo án môn học Kỹ thuật nhiệt 4. Củng cố kiến thức (5 p) - Giáo viên sẽ trình bày lại toàn bộ nội dung đã học, nhấn mạnh những đơn nguyên các cần áp dụng tính toán và cách nhận so sánh cách tính băng đồ thi và bảng. - Yêu cầu sinh viên làm bài tập tính toán các thông số ở phần tự lực với các bài tập trong sách nhiệt kỹ thuật cơ bản, nắm rõ và phân biệt được từng chu trình cụ thể và cách tính công, nhiệt lượng, nội năng của từng quá trình. 5. Hướng dẫn công tác tự lực ở nhà (5p) 1. Hãy so sánh cách tính các thông số trạng thái hơi nước bằng bảng và đồ thị? 2. Làm các bài tập áp dụng cho các chu trình trong sách bài tập kỹ thuật nhiệt? GV: Đinh Anh Tuấn _ Khoa công nghệ_ĐHCN TPHCM Cơ sở Nghệ An Trang: 20