《工程热力学》教学心得2022-08

2022-10-02草稿

2022-10-04修稿

2022-10-06定稿

王安良

按：一旦月份进入两位数，一年中学习的黄金时代就到来了，《工热》课也渐入“佳境”。补修博文：https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2071524&do=blog&id=1357675

这两天很忙，甚至都不顾上科学网，但备课一点都不能耽搁。昨天（10.05）讲了第四章的一半，比我预期效果好。

讲解章节标题如下：

第四章 热力学第二定律与熵^[1]p81-114

本章亦共十小节，内容包括：自然过程的方向性，热二律的实质与表述，卡诺循环与卡诺定理，热力学温标，熵的导出，克劳修斯不等式，不可逆过程熵的变化，孤立系统熵增原理，熵方程，㶲及其计算。

备课和教学心得

金秋十月，是收获满满的月份。热二律和熵是热力学的精华，也是一百多年来，热力学家十几代人心血结晶。

经常有“内行”试图“挑战”热二律^[2]，有外行号称“逆热二律”或“推翻”了热二律。严肃点的学者，对此要么“不置可否”，或者“避而远之”。

毫不奇怪。

本改编版与原版差别很细微^[1]，最大的不同是添加了一小小节“热力学第二定律的局限性”。定律有没有局限？当然有。至少把热二律扩展到整个宇宙，显然是“错误”的，至少说明克劳修斯等业内大牛（或大神）跟牛顿、爱因斯坦一样受时代所“局限”。史、吴和段教授就是进一步明确朱先生等人原版中的观点：热二律不能“无限”地放大或缩小其适用“领域”。

时不时有人让我来评论：其科学发现、发明或创新。彼找错人了，愚显然非“业内专家”，更不是什么“全能科学家或学者”。曾经，刘全慧老师调侃某人是研究“宇宙热力学”的，我觉得这个封号很适合不少有类似倾向的人，其实还有弦论或“玄学”。再过二十年，也许鄙人还真愿意被推举为“元玄学”创始人之一呢！。当下，ME显然不是。

惟愿当个《工程热力学》教书匠，足以！

本章内容不易讲好，每个小节都有“梗”，若涉及当代的工热前沿，将有较大的跳跃性。我赞同杨振宁先生的观点，热力学温度与热熵是同时建立的。至于玻尔兹曼熵则是现代热力学与当代热力学的分水岭。

工程热力学理论体系是自洽的，但不完备；热力学类似地就有两套“矛盾”且“对接”的理论框架，其相互“冲突”性，处处可现，此乃热力学第四定律的科学意义。

在课堂上，我是讲“基础”还是“前沿”呢？

都讲。

但更多地需要讲“工程”和“应用”，尤其要把习题、作业和考试融会贯通，学生们才不止于“期末之后，逐渐还给老师”。

参考文献

[1] 朱明善，刘颖，林兆庄，彭晓峰编著，史琳，吴晓敏，段远源改编，工程热力学，清华大学出版社，2011

[2] V. Capek and D. P. Sheehan. Challenges to the Second Law of Thermodynamics. Springer, The Netherlands, 2005