课程描述 本课程将为您介绍最强大的工程原理--热力学:将能量从一个地方或形式转移到另一个地方或形式的科学。我们将介绍分析从太阳能电池板、发动机到保温咖啡杯等能源系统所需的工具。更具体地说,我们将涵盖质量和能量守恒原理、控制质量和控制体积系统的第一定律分析、纯物质的性质和行为以及在稳态条件下运行的热力学系统的应用等主题。 课程形式 本课程由授课视频组成,平均长度为 8 到 12 分钟。视频中包含综合视频测验题。每节课的最后还有测验,其中包括练习分析技能的问题,这些问题不属于视频讲座的一部分。没有考试。 评分政策 每题 1 分。答案正确得 1 分。错误答案得 0 分。没有部分学分。每 8 小时内,每次测验最多可尝试 3 次,总尝试次数不限。每次测验开始时都会显示需要答对才能通过的问题数量。按照 "掌握学习 "模式,学生必须以 80% 或更高的分数通过所有 8 个练习测验,才能完成课程。 预计工作量 如果按照建议的截止日期,每周讲课和测验各需要约 3 个小时,每周总计约 6 个小时。


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该课程共有8个模块
在本模块中,我们将介绍全球能源和电力供求的背景。您将了解到,理解和正确使用单位是成功分析能源系统的关键技能。同样重要的是,能够识别并将系统分为 "开放 "或 "封闭"、"稳态 "或 "瞬态"。热力学是一个需要大量符号的课题,但这些符号非常有用,可以检查我们的假设和数学。此外,在本模块中,我们将重新理解一些常见的热力学性质。
涵盖的内容
6个视频2篇阅读材料1个作业
在本模块中,我们将从能量传递的基本定义开始,包括功传递和热传递的定义。我们还将举例说明状态图对解释能量传递过程的价值。然后,我们就掌握了定义热力学第一定律(又称能量守恒)所需的所有工具。第二次作业将强调这些原理和技能。
涵盖的内容
6个视频1个作业
在本模块中,我们将首次介绍热力学性质的抽象概念,包括比热、内能和焓。您需要一些时间来熟悉这些性质所代表的含义以及我们如何使用这些性质。例如,内能和焓与温度和压力有关,但它们是两种不同的热力学性质。热力学中最难的概念之一就是将独立的热力学性质相互联系起来。我们必须成为这些状态关系的专家,才能成功地分析能量系统。有几种常见的近似方法,包括理想气体模型,我们将在本课中使用。确定热力学性质的关键在于练习、练习、再练习!尽可能多地做例子。
涵盖的内容
6个视频1个作业
在本模块中,我们将介绍系统分析中质量守恒和能量守恒的综合应用。我们还将复习热交换器、泵和涡轮机等典型传能设备的常见假设。这些组件共同构成了全世界所有发电厂的基础。
涵盖的内容
6个视频1个作业
在本模块中,我们将讨论一些最难分析的系统--瞬态或时变系统。任何能量传递随时间变化的系统都需要进行瞬态分析。这些问题不仅难以分析,也是难以设计和查询的系统。一些重要的瞬态问题包括燃气轮机或内燃机的启动。由于引入了更多间歇性更强的可再生能源,此类瞬态问题在电网中变得越来越不可或缺。这些都是与固定式电力部门非常相关和及时的话题。
涵盖的内容
5个视频1个作业
在本单元中,我们将介绍热力学第二定律的一些概念。我们只讨论第二定律主题下大量材料中的一小部分。我鼓励大家在我们的课程材料之外,探索关于第二定律结果的非常有趣的讨论,其中包括熵、绝对温标和卡诺循环。对于我们这门课来说,最重要的一点是,第二定律为定义过程的理论最大值和最小值提供了基础。利用这些极限,我们可以定义设备和系统的效率。我们将以基本发电厂为例,演示这些极限。一个很好的 "带回家 "练习是将这些极限应用到你身边的一些日常设备和系统中。
涵盖的内容
6个视频1个作业
在本模块中,我们将重点深入分析朗肯发电站。当工作流体为水(或蒸汽),能量载体为核能、煤、天然气或热太阳能时,朗肯发电厂是固定发电的基本设计。我们还了解到,传统发电厂会产生大量废热! 热电联产是利用余热的好方法。你能想到几种捕捉余热并加以有效利用的方法吗?这样,你就有了下一个环境可持续发展的创业项目!
涵盖的内容
6个视频1个作业
在本单元中,我们将简要讨论能源载体,包括化石燃料和电池材料。这些讲座强调了这些能源载体和存储材料的热力学特性,正是这些特性使得这些系统如此具有吸引力,同时又难以被取代。这是我们课程的最后一个单元,希望大家喜欢热力学导论,并学到一些新技能。祝你们在能源系统的探险中一切顺利
涵盖的内容
6个视频2篇阅读材料1个作业
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已于 Apr 3, 2020审阅
Best teacher i have had till now,clear explanation of concepts and understanding and examples based on real life problems and analysis.Best course the start thermodynamics with
已于 Feb 24, 2021审阅
Courses from the University of Michigan are always awesome. Hats off to Margaret Wooldridge, mam. Thank you so much, Coursera and the University of Michigan for making this outstanding experience.
已于 Jan 1, 2017审阅
A useful course for anyone in chemical engineering. I enjoyed the material. Its well structured. Would be nice if Professor Wooldridge gave more example problems.
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