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南臺科技大學105學年度第1學期課程資訊
課程代碼 10D17801
課程中文名稱 熱力學
課程英文名稱 Thermodynamics
學分數 3.0
必選修 必修
開課班級 四技奈米二甲
任課教師 林黎柏
上課教室(時間)
週二 第7節 (K412)
週二 第8節 (K412)
週二 第9節 (K412)
課程時數 3
實習時數 0
授課語言 1.華語
輔導考證 1.國內證照、高普考、專技人員考試
課程概述 首先本課程介紹熱力學之基本定理與觀念,包括物質的組成與其特性,如溫度,壓力,比容及其相關氣體方程式等,然後經由熱與功之能量轉換與守恆,導出熱力學第一定律,然後探討熱力學第二定律,由卡諾循環、熱機與冷凍機及熵與焓的觀念,應用至實際例如原動力廠、冷凍機械、Otto與Diesel引擎等,有關熱工機械運轉、能量轉換、效率之問題。
先修科目或預備能力 物理、微積分
課程學習目標與核心能力之對應
編號中文課程學習目標英文課程學習目標對應系指標
1 熟悉熱力學之基本觀念及術語,及常見的工作媒介 Familiar withbasic concepts and terminology of thermodynamics, and those common working media 1 工程知識
2 能使用分析方法建立能量平衡方程式 Able to use analytic method to build an energy equilibrium equation 2 設計實驗
3 能應用熱力學第二定律於工程問題,並了解混合物之狀態與性質之關係 Able to apply the second law of thermodynamics to engineering problems, and understand the mixtureproperty in terms of condition 4 設計整合
4 能使用熱力學方法於實際的熱工機械中 Able to use thermodynamic methods to practical heat engine problems 4 設計整合
5 能閱讀熱力學相關之專業英文資料 Able to comprehend English academic articles related to thermodynamics 12 外語能力
就業力培養目標
  校指標 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  專業知識 實務技能 資訊能力 整合創新 外語能力 熱誠抗壓 表達溝通 敬業合群 人文素養 服務關懷
  40% 25% 0% 20% 10% 5% 0% 0% 0% 0%
  系指標 1 2 3 9 4 12 6 10 11 5 13 7 8
  工程知識 設計實驗 實務技術 資訊能力 設計整合 外語能力 熱誠抗壓 口語表達溝通 書面表達溝通 溝通協調 人文藝術 社會關懷 職業倫理
  40% 20% 5% 0% 20% 10% 5% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
中文課程大綱 第一章 熱力學基本觀念
熱力學與能量,因次與單位,密閉與開放系統,系統的性質,狀態與平衡,過程與循環,能量之形式,能量與環境,溫度與熱力學第零定律,壓力,液體壓力計,氣壓計與大氣壓力
第二章 純質的性質,純質,純質的相,純質的相變化過程,相變化過程的性質圖,性質表,理想氣體狀態方程式,壓縮性因數 ── 偏離理想氣體特性的量度,其它狀態方程式,比熱,理想氣體的內能、焓及比熱,固體與液體的內能、焓及比熱
第三章 熱、功與質量的能量傳遞,熱傳遞,功的能量傳遞,機械形式的功,非機械形式的功,質量不滅定律,流功與流動流體的能量
第四章 熱力學第一定律,熱力學第一定律,密閉系統之能量平衡,穩流系統之能量平衡,若干穩流工程裝置,非穩流過程之能量平衡
第五章 熱力學第二定律,第二定律概述,熱能貯器,熱機,能量轉換效率,冷凍機與熱泵,永動機,可逆與不可逆過程,卡諾循環,卡諾原理,熱力溫標,卡諾熱機,卡諾冷凍機與熱泵
第六章 熵,熵,熵增原理,純質的熵改變,等熵過程具有熵的性質圖,熵是什麼? T ds關係式,液體與固體的熵改變,理想氣體的熵改變,可逆穩流功,壓縮機功之最小化,穩流裝置的等熵效率,熵平衡
英/日文課程大綱 1. The basic conceptions of thermodynamics
Thermodynamics and energy, dimension and units, closed and opened system, state and balance, process and cycle, types of the energy.
2. The properties of the material
Pure material, phases of pure materials, phase varied process of pure material, property chart, ideal gas, specific heat, internal energy.
3.Energy Transfer by Heat, Work, and Mass
Heat transfer, energy transfer of the work, mechanical work, non- mechanical work, mass conservation law.
4.The First Law of Thermodynamics
The first law of thermodynamics, the energy balance of closed system, the energy balance of opened system, some engineering devices of steady flow system.
5.The Second Law of Thermodynamics
The basic of second law, heat reservoir, heat engine, the energy transformation efficiency, refrigerator and heat pump, reversible and irreversible.
6.Entropy
Entropy, increase of entropy principle, entropy change of pure material, isotropic process, Mollier chart, what is entropy, entropy change of liquid and solid.
7. Power cycle
Basic consideration of the power cycle, Carnot cycle, Otto and Diesel cycle, Stirling and Ericsson cycle, Carnot steam cycle, Brayton cycle, Rankune cycle.
8. Refrigeration and air conditioning
Refrigerator heat pump, Steam compressed refrigeration cycle, refrigerant, heat pump system, dry air and atmosphere, specific humidity and relative humidity.
課程進度表 1-2週
第一章 熱力學基本觀念
熱力學與能量,因次與單位,密閉與開放系統,系統的性質,狀態與平衡,過
程與循環,能量之形式,能量與環境,溫度與熱力學第零定律,壓力,液體壓
力計,氣壓計與大氣壓力
3-4週
第二章 純質的性質,
純質,純質的相,純質的相變化過程,相變化過程的性質圖,性質表,理想氣
體狀態方程式,壓縮性因數 ── 偏離理想氣體特性的量度,其它狀態方程式,
比熱,理想氣體的內能、焓及比熱,固體與液體的內能、焓及比熱
5-6 週
第三章 熱、功與質量的能量傳遞
熱傳遞,功的能量傳遞,機械形式的功,非機械形式的功,質量不滅定律,流
功與流動流體的能量
7-8週
第四章 熱力學第一定律
熱力學第一定律,密閉系統之能量平衡,穩流系統之能量平衡,若干穩流工程
裝置,非穩流過程之能量平衡
第一次平時考
第9週
期中考
10-11週
第五章 熱力學第二定律
第二定律概述,熱能貯器,熱機,能量轉換效率,冷凍機與熱泵,永動機,可
逆與不可逆過程,卡諾循環,卡諾原理,熱力溫標,卡諾熱機,卡諾冷凍機與
熱泵
12-13週
第六章 熵
熵,熵增原理,純質的熵改變,等熵過程具有熵的性質圖,熵是什麼? T ds
關係式,液體與固體的熵改變,理想氣體的熵改變,可逆穩流功,壓縮機功之
最小化,穩流裝置的等熵效率,熵平衡
14-15週
第七章 動力循環
分析動力循環的基本考量,卡諾循環與其在工程上的價值,空氣標準假設,
往復式引擎概述,鄂圖循環:火花引燃引擎之理想循環,狄賽爾循環:壓縮引
燃引擎之理想循環,史特靈與艾利遜循環,布雷登循環:氣輪機引擎之理想循
環,卡諾蒸汽循環,朗肯循環:蒸汽動力循環之理想循環,實際蒸汽動力循環
與理想循環之偏離,如何提高朗肯循環之效率?理想再熱朗肯循環
15-16週
第八章 冷凍與空調
冷凍機與熱泵,反向卡諾循環,理想蒸汽壓縮冷凍循環,實際蒸汽壓縮冷凍
循環,選用正確的冷媒,熱泵系統,乾空氣與大氣空氣,空氣的比濕度與相
對濕度,露點溫度,絕熱飽和溫度與濕球溫度,空氣線圖,人類舒適感與空氣
調節,空氣調節過程
第17週
第二次平時考
期末考
課程融入SDGs
期考調查
期中考(第9週)考試方式
期末考(第18週)考試方式
其他週考試考試週次與方式
教學方式與評量方式
課程學習目標教學方式評量方式
熟悉熱力學之基本觀念及術語,及常見的工作媒介
課堂講授  
自我評量平時
能使用分析方法建立能量平衡方程式
課堂講授  
筆試平時
能應用熱力學第二定律於工程問題,並了解混合物之狀態與性質之關係
課堂講授  
筆試期中
能使用熱力學方法於實際的熱工機械中
課堂講授  
筆試期中
能閱讀熱力學相關之專業英文資料
課堂講授  
筆試期末
指定用書
書名 熱力學
作者 張國平
書局 高立書局
年份 2015
國際標準書號(ISBN) 103623
版本 2
請同學尊重智慧財產權,使用正版教科書,不得非法影印,以免觸犯智慧財產權相關法令
參考書籍 1.熱力學 李基禎譯 高立書局 SI版 2015 03 ISBN 978-986-5632-05-2
2.熱力學 蔡建雄等譯 東華書局 第7版 2013 03 ISBN 978-986-157-80-4
教學軟體
課程規範 1.出席率代表學習的態度,盡自己的力量,方能問心無愧。
2.上課時避免、接聽手機。
3.上課時避免吃便當、麵包或其他食物,但是可以借時間在教室外吃。
4.上課時避免與其他同學交談、聊天,因而影響其他同學的聽講。
5.認真不怕苦,上課專心
6.請勿非法影印教科書,以避免觸犯智慧財產權相關法令。