热工基础(复习)
工程热力学
一、简答题
1.简要说明热量、功、热力学能的区别与联系。
2.能量方程q u w =?+和q =v c T ? +?2
1pdv 的适用条件有何不同? 3．简要说明膨胀功、推动功、轴功和技术功四者之间有何联系和区别？请在p-V 图上表示膨胀功和技术功的大小。
4.卡诺循环由哪几个过程的组成？由该循环热效率计算公式可得到哪些结论？
说出熵流和熵产的区别。
5.干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态参数各有何特点?（包括x, p, t, v, s, h ）
何谓水蒸汽参数座标图中的一个点、两条线、三个区域和五种状态？并画图表示。
6．“过热水蒸气的温度是否一定很高？未饱和水是否一定很低？为什么？
7．蒸汽动力循环若改变其初参数将会使得循环发生变化，试分析当初温提高，初
压、终压保持不变时的循环特点，同时绘制水蒸气T-S 图加以分析。
二、计算题
1．某理想气体吸收Q 的热量作定压变化。设该理想气体定容比热v c ，气体常数为 g R =297 J/(kg.K) ，求气体对外作的功及热力学能的改变量。
2．某朗肯循环，新蒸汽是5MPa 、500℃的过热蒸气，进入汽轮机绝热膨胀作功，汽轮机排
汽压力为0.005MPa 。（排汽压力下的饱和水焓kJ/kg 77.137'2=h ）
1)画出循环的T-S 图；
2)求该循环每kg 工质的吸热量、循环净功；
3)循环的热效率、汽耗率、热耗率。
传热学
一、名词解释
温度梯度、导温系数、毕渥数、集中参数法、肋效率、稳态导热、非稳态导热、速度边界层、温度边界层、普朗特数、雷诺数、Nu （努赛尔数）、定性温度（特征温度）、黑体、表面辐射热阻、空间辐射热阻、辐射力、光谱辐射力、有效辐射、发射率、灰体
二、简答题
1、对于如图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中的流体的导热系数，应采用哪种？
2、秋天22℃气温时，人在室内会感到很舒适，而跳入22℃水中时会感到寒冷？试利用传热学知识分析之
3、什么是流动边界层？什么是热边界层？它们的厚度之比与什么有关？什么条件下流动边界层与热边界层厚度相等
3、试说明Bi 数的物理意义。表面上看Bi 数与Nu 数的表达式相同，其差别在哪里？
4、一半球形真空辐射炉，球心处有一尺寸不大的圆盘形黑体加热元件，如图所示。试指出图中A 、B 、C 三处何处的定向辐射度最大？何处辐射热流密度最大？
5、试用传热学原理说明冬天可以用玻璃温室种植热带植物的原理（结合图说明）。
6、黑体的光谱辐射力是如何按波长、温度分布的？黑体辐射力与黑体光谱辐射力之间是什么关系？试分析画图阐述之。
7、两平行平板间加装遮热板为什么就可以大幅度的削弱两板间的辐射换热？若遮热板两面的发射率不等43εε≠它们的朝向对其换热有没有影响?试绘制遮热板系统的辐射网路图。
三、计算题
1、有一水壶其底部可视作无限大平壁，铝制的水壶底部厚度为3mm,材料的导热系数为200)/(K m W ?，在烧水过程中与水接触的内侧锅底评价温度为100C ，热流密度为500002/m W 问：
1) 如果锅底是干净的，这时外测金属锅底温度是多少度？
2) 如果使用了一段时间后，锅底结了一层平均厚度为2mm 的水垢，假设此时与水接触的
水垢表面温度及热流密度保持不变，外测金属锅底温度达到多少度？（水垢的导热系数取1)/(K m W ?。
2、在两块发射率为0.8的大平板间插入一块发射率为0.05的大遮热板,试求加遮热板后这两个大平面之间的辐射换热量是为加遮热板之前的几分之一。绘制有遮热板系统的辐射网络图。
热工基础课程-复习题
分章节单选题 第一章基本概念 热力系统与平衡状态 1. 开口系统是指______的系统A A. 与外界有物质交换 B. 与外界没有热量交换 C. 与外界既没有物质交换也没有能量交换 D. 与外界没有功的交换 2. 孤立系统是指______的系统。A A. 与外界没有物质交换 B. 与外界没有热量交换 C. 与外界既没有物质交换也没有能量交换 D. 与外界既没有物质交换也没有能量交换 3 热力学所研究的工质一般都是______物质 A A. 气态 B. 液态 C. 固态 D. 液晶态 4. 热力学平衡态是指系统同时处于______平衡和______平衡 D A. 质量/压力 B. 温度/质量 C. 压力/质量 D. 温度/压力 5. 如闭口系统处于热力学平衡态，则内部工质的______。C A. 压力到处均匀一致 B. 温度到处均匀一致 C. 压力与温度到处均匀一致 D. 比容到处均匀一致 状态参数与状态方程 6. 热量、压力________状态参数B A. 是/不是 B. 不是/是 C. 是/是 D. 不是/不是 7. 工质经过一个循环，又回到初态，其内能和焓______。 C A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 变化不定 8. 工质经过一个循环，又回到初态，其熵______。 C A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 变化不定 9. 下列______不是状态参数B A 绝对压力 B 表压力 C 比容 D 热力学能 可逆过程、功与热量 10. 经过一个可逆过程，工质不会恢复原来状态，该说法______。B A正确B错误C有一定道理D不定 11. 准静态过程中，系统经历的所有状态都接近于______。C A 相邻状态 B 初状态C初状态 D 终状态 12. 系统进行一个过程后，如能使______沿着与原过程相反的方向恢复初态则这样的过程为可逆过程。C A 系统 B 外界 C 系统和外界 D 系统或外界 13. 在P-V图上，可逆态过程______用一条连续曲线表示，不可逆过程______用一条连续曲线表示。B A 可以/可以 B 可以/不可以 C 不可以/可以 D 不可以/不可以 14. 功______系统的状态参数，它______系统状态变化过程的函数。 D A是/不是 B 不是/不是 C 是/是 D 不是/是
工程热力学期末考试试题
一、1.若已知工质的绝对压力P=，环境压力Pa=，则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W
热工基础(张学学--第三版)复习知识点
热工基础（第三版） 张学学 复习提纲
第一章基本概念 1.工程热力学是从工程角度研究热能与机械能相互转换的科学。 2.传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。 3.工质：热能转换为机械能的媒介物。 4.热力系统：选取一定的工质或空间作为研究对象，称之为热力系统，简称系统。 5.外界（或环境）：系统之外的一切物体。 6.边界：系统与外界的分界面。 7.系统的分类： （1）闭口系统：与外界无物质交换的系统。 （2）开口系统：与外界有物质交换的系统。 （3）绝热系统：与外界之间没有热量交换的系统。 （4）孤立系统：与外界没有任何的物质交换和能量（功、热量）交换。 8.热力状态：系统中的工质在某一瞬间呈现的各种宏观物理状况的总和称为工质（或系统）的热力状态，简称为状态。 9.平衡状态：在不受外界影响的条件下，工质（或系统）的状态参数不随时间而变化的状态。 10.基本状态参数：压力、温度、比容、热力学能（内能）、焓、熵。 11.表压力Pg、真空度Pv、绝对压力P P g = P - P b P v = P b - P 12.热力学第零定律(热平衡定律) ：如果两个物体中的每一个都
分别与第三个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必处于热平衡。 13.热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。 14.准平衡过程（准静态过程）：热力过程中，系统所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。 15.可逆过程：一个热力过程完成后，如系统和外界能恢复到各自的初态而不留下任何变化，则这样热力过程称为可逆过程。 16.不可逆因素：摩擦、温差传热、自由膨胀、不同工质混合。 17.可逆过程是无耗散效应的准静态过程。 18.系统对外界做功的值为正，外界对系统做功的值为负。 系统吸收热量时热量值为正，系统放出热量时热量值为负。 第二章热力学第一定律 1.热力学第一定律：在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。 也可表述为：不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。进入系统的能量－离开系统的能量=系统储存能量的变化。 2.闭口系统的热力学第一定律表达式：Q =?U +W 微元过程：δQ =dU +δW 可逆过程：Q =?U +? 1pdV δQ =dU +pdV 2
热工基础复习题
一判断题 1. 表压力和真空度都不能作为状态参数。（√） 2. 热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。（√） 3. 只有可逆过程p-v图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。（√） 4. 若工质吸热，其热力学能一定增加。（×） 5. 系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换。（×） 6. 不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。（√） 7. 气体常数与气体的种类及所处的状态无关。（×） 8. 理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数。（×） 9. 功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量。（×） 10. 热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。（×） 11. 在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过程中工质熵的变化。（×） 12. 系统熵增大的过程必为吸热过程。（×） 13. 理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的κ倍。（√） 14. 可逆绝热过程熵变为零。（√） 15. 自发过程是不可逆过程，但非自发过程是可逆过程。（×） 16. 熵产是否为零是判断过程是否可逆的判据。（√） 17. 因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数。（×） 18. 孤立系统熵增原理表明：孤立系统内各部分的熵都是增加的。（×） 19. 在水蒸气的定压汽化过程中，温度保持为饱和温度不变，因此其焓也不变。（×）
20. 焓变计算公式Δh = cpΔT 适用于理想气体和蒸气。（×） 21. 在湿蒸气区，定压线与定温线重合。（√） 22. 若湿空气的比湿度（含湿量）不变，当温度升高时，其吸湿能力增强。（√） 23. 若湿空气中水蒸气的分压力不变，当温度升高时，其相对湿度降低。（√） 24. 绝热节流前后焓不变，因此绝热节流过程是等焓过程。（×） 25. 压气机定温压缩过程耗功最小，定熵压缩过程耗功最大。（√） 26. 活塞式压气机的余隙容积越大，产气量越少，但单位工质的理论耗功量不变。（√） 27. 增大内燃机的压缩比和定容升压比都有利于提高循环的热效率。（√） 28. 增大内燃机的定压预胀比有利于提高循环的热效率。（×） 29. 不同温度的等温线绝不会相交。（√） 30. 热流密度的方向始终与温度梯度的方向相反。（√） 31. 雷诺数表示流体的惯性力和粘性力的比值。（√） 32. 任何物体，只要其温度高于0K，该物体就具有热辐射的能力。（√） 33. 两物体辐射换热时，只是高温物体向低温物体放热。（×） 34. 两物体的辐射换热量为零，就表示两物体没有辐射换热。（×） 35. 黑体的吸收比（率）和反射比（率）都是最大的。（×） 36. 一定温度下，黑体的辐射力最大。（√） 37. 角系数是一个纯几何参数，辐射表面的温度越高，角系数越大。（×） 38. 在两个辐射换热表面间插入遮热板，原来两表面间的辐射换热量减少。（√） 39. 对流换热系数h较小的情况下，可采用表面加肋的方式强化换热。（√） 40. 在冷、热流体进出口温度相同、传热系数k、及换热面积都相同的条件下，换热器
热工基础_期末总复习_重点(张学学)
1.系统：在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，称之为热力系统，简称系统。 2.系统内部各处的宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态称为平衡状态。 3.状态参数：用于描述系统平衡状态的物理量称为状态参数，如温度、压力、比体积等。工程热力学中常用的状态参数有压力、温度、比体积、比热力学能、比焓、比熵等，其中可以直接测量的状态参数有压力、温度、比体积，称为基本状态参数。 4.可逆过程：如果系统完成了某一过程之后可以沿原路逆行回复到原来的状态，并且不给外界留下任何变化，这样的过程为可逆过程。 准平衡过程：所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。 可逆过程的条件：准平衡过程＋无耗散效应。 5.绝对压力p 、大气压力p b 、表压力p e 、真空度p v 只有绝对压力p 才是状态参数 1.热力学能：不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位能之和（热能）。热力学能符号：U ，单位：J 或kJ 。 热力系统储存能=宏观动能、宏观位能+热力学能 储存能：E ，单位为J 或 kJ 2.热力学第一定律实质就是热力过程中的能量守恒和转换定律，可表述为：a.在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。 b.不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。 c.进入系统的能量－离开系统的能量 = 系统储存能量的变化 3.闭口系统：与外界无物质交换的系统。系统的质量始终保持恒定，也称为控制质量系统 闭口系统的热力学第一定律表达式 对于微元过程 对于可逆过程 对于单位质量工质 对于单位质量工质的可逆过程 4.开口系统稳定流动实现条件 1）系统和外界交换的能量（功量和热量）与质量不随时间而变； 2）进、出口截面的状态参数不随时间而变。 理想气体状态方程 R g 为气体常数，单位为J/(kg·K) 2.比热容：物体温度升高1K （或1℃）所需要的热量称为该物体的热容量，简称热容 比热容（质量热容）：单位质量物质的热容，c ，J/(kg·K) 道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组元分压力之和（仅适用于理想气体） d q u w δ=+ δ2f s 1 2 Q H m c mg z W =?+?+?+g pv R T =pV nRT =d d q q c T t δδ==
太原理工大学热工基础复习
1.设有一窑墙，用粘土砖和红砖两种材料砌成，厚度均为230mm ，窑墙内表面温度为1200℃，外表面温度为100℃。试求每平方米窑墙的热损伤。已知粘土砖的导热系数为 λ1=0.835+0.00058tW/（m.℃），红砖的导热系数为λ2=0.467+0.00051tW （m.℃）。红砖的允许使用温度为700℃以下，那么在此条件下能否使用？ 解：先假设交界面处温度为600℃，则粘土砖与红砖的导热系数分别为： λ1=0.835+0.00058* 2 600 1200+=1.357 λ2=0.465+0.00051* 2 100 600+=0.642{W/(m.℃)} 用q= △t/Rt(W/m 2) 计算热流为：q=642 .023 .0357.123.01001200+ -=2084（W/m 2） 由于交界面处温度是假设的，不一定正确，必须校验，因为： t 1-t 2 =q 1 1λδ 所以t 2=t 1-q 1 1λδ=1200-2084*28.123 .0=826（℃） 求出的温度与假设的温度不符合，表示假设的温度不正确，重新假设交界面温度为830℃，则 λ1=0.835+0.00058*2 826 1200+=1.42 λ2=0.465+0.00051* 2 100 826+=0.703{W/(m.℃)} q = 703 .023 .042.123.0100 1200+ -=2249（W/m 2）再校验交界面温度：t 2 =1200-2249*42 .123.0=835（℃） 求出的温度与假设温度基本相符，表示第二次计算是正确的。由此可得出：1.通过此窑墙的热流量为2249W/m 2.红砖在此条件下使用不适宜。 2.设某窑炉的耐火砖壁厚0.5m ，内壁面温度为1000℃，外壁面温度为0℃，耐火砖的导热系数λ=1.16*（0.1+0.001t ）W(m.℃)试求通过炉壁的热流q 解：先计算炉壁的平均温度t av = 2 t t 2 1+= 2 1000+=500（℃)
热工基础复习考试复习题汇总
试卷一 一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分） 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。 (a) ds ＞ dq/T （ b ） ds ＜ dq/T （ c ） ds=dq/T 2.处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是（）。 (ρ为密度 ) 。 (a)F=F(ρ,v,T) （ b ） F=F(ρ,v,P) （ c ） F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为 25bar 。已知当地大气压力为 1bar ，则氧气的真实压力为（） bar 。 (a) 26 （ b ） 25 （ c ） 24 ４．在 p － v 图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（） (a) 大（ b ）小（ c ）相等（ d ）可能大，也可能小 ５．理想气体 1kg 经历一不可逆过程，对外做功 20kJ 放热 20kJ ，则气体温度变化为（）。 (a) 提高（ b ）下降（ c ）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（ 1 工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： = ??? ? ? ++-?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如何变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?=iso 0 S ?= 5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量方程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。 答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分） 证明：T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε，当 2q 不变，T ?↑时，↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分） 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ，若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。 热工基础题库 一、选择题 基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是：A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力；温度；比容 B、内能；焓；熵 C、质量；流量；热量 D、膨胀功；技 术功；推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓；熵；比容 B、膨胀功；内能；压力 C、热量；比热；温度 D、技术功；动能；位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa，表压力为60KPa，则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa，容器内的压力比大气压力低0.004Mpa，则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa 热工基础总复习 第一章 1.系统：在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，称之为热力系统，简称系统。 2.系统内部各处的宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态称为平衡状态。 3.状态参数：用于描述系统平衡状态的物理量称为状态参数，如温度、压力、比体积等。工程热力学中常用的状态参数有压力、温度、比体积、比热力学能、比焓、比熵等，其中可以直接测量的状态参数有压力、温度、比体积，称为基本状态参数。 4.可逆过程：如果系统完成了某一过程之后可以沿原路逆行回复到原来的状态，并且不给外界留下任何变化，这样的过程为可逆过程。 准平衡过程：所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。 可逆过程的条件：准平衡过程＋无耗散效应。 5.绝对压力p、大气压力p b、表压力p e、真空度p v 只有绝对压力p 才是状态参数 第二章 1.热力学能：不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位能之和（热能）。热力学能符号：U，单位：J 或kJ 。 热力系统储存能=宏观动能、宏观位能+热力学能 储存能：E，单位为J或kJ 2.热力学第一定律实质就是热力过程中的能量守恒和转换定律，可表述为： a.在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。 b.不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。 c.进入系统的能量－离开系统的能量= 系统储存能量的变化 3.闭口系统：与外界无物质交换的系统。系统的质量始终保持恒定，也称为控制质量系统 闭口系统的热力学第一定律表达式 对于微元过程 对于可逆过程 对于单位质量工质 对于单位质量工质的可逆过程 4.开口系统稳定流动实现条件 1）系统和外界交换的能量（功量和热量）与质量不随时间而变； 2）进、出口截面的状态参数不随时间而变。 开口系统的稳定流动能量方程 对于单位质量工质： 对于微元过程 5.技术功：在工程热力学中，将工程技术上可以直接利用的动能差、位能差及轴 功三项之和称为技术功，用W t 表示 对于单位质量工质 6.节流：流体在管道内流动，遇到突然变窄的断面，由于存在阻力使流体的压力降低的现象称为节流。工程上由于气体经过阀门等流阻元件时，流速大时间短， 来不及与外界进行热交换，可近似地作为绝热过程来处理，称为绝热节流。 注意：绝热节流过程不是定焓过程 第三章 1.理想气体是一种经过科学抽象的假想气体，它具有以下3个特征： （1）理想气体分子的体积忽略不计； （2）理想气体分子之间无作用力； （3）理想气体分子之间以及分子与容器壁的碰撞都是弹性碰撞。 理想气体状态方程式 R g为气体常数，单位为J/(kg·K) 质量为m 的理想气体 中国石油大学（北京）远程教育学院期末复习题 《工程热力学与传热学》 一. 选择题 1. 孤立系统的热力状态不能发生变化；（×） 2. 孤立系统就是绝热闭口系统；（×） 3. 气体吸热后热力学能一定升高；（×） 4. 只有加热，才能使气体的温度升高；（×） 5. 气体被压缩时一定消耗外功；（√ ） 6. 封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（√ ） 7. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历的过程无关；（√ ） 8. 在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。（×） 9. 理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。（×） 10. 对于确定的理想气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv的大小与气体的温度无关。（×） 11. 一切可逆热机的热效率均相同；（×） 12. 不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率；（×） 13. 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆 过程的熵变等于可逆过程的熵变；（√ ） 14. 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆 过程的熵变大于可逆过程的熵变；（×） 15. 不可逆过程的熵变无法计算；（×） 16. 工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（×） 17. 封闭热力系统发生放热过程，系统的熵必然减少。（×） 18. 由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加；（×） 19. 知道了温度和压力，就可确定水蒸气的状态；（×） 20. 水蒸气的定温膨胀过程满足Q=W；（×） 21. 对未饱和湿空气，露点温度即是水蒸气分压力所对应的水的饱和温度。（√） 二. 问答题 热工基础期末总复习题及答案 一、名词解释（每小题 2 分，共10 分） 1 、静压强 2 、过剩空气系数 3 、温度场 4 、黑度 5 、湿含量 6 、流体的粘性 7 、压头 8 、温度梯度 9 、黑体 10 、露点 二、填空( 每题 1 分，共10 分) 1 、流体的体积随温度升高而增大的特性称为（）。 2 、流体在管路中流动时，阻力损失有（）两种。 3 、流体在管内流动时，流速在管道截面上按抛物线分布，最大流速为平均速度的二倍，此时流体的流态应为（）。 4 、在静止液体中，其静压强大小与（）有关。 5 、物体导热的基本定律叫（），其中衡量物质导热能力的物理量称为（）。 6 、不仅有能量的转移，而且还伴随着能量形式间转化的传热方式为（）。 7 、在风机的H-Q 曲线上相应于效率最高点的参数称为风机的（）。 8 、单位时间，通过单位面积上传递的热量称为（）。 9 、克西荷夫恒等式的表达式为（）。 10 、物体表面的有效辐射是（）之和。 11 、（）称为流体的粘性。 12 、流体的压缩性是指流体的（）增大时，（）减小的特性。 13 、流体密度是指（）。当空气压强为1atm ，温度为27 ℃ 时的密度为（）。 14 、干燥过程是包含（）和（）过程的综合过程。 15 、（）称为热流量。它的单位为（）。 16 、据温度是否随时间变化，温度场可分为（）和（），它们的数学表达式分别为（）和（）。 17 、露点是指湿空气在湿含量不变的条件下（）状态时的温度。 18 、温度梯度是指沿等温线的（）方向上单位距离的（）变化。 19 、静压强的国际单位为（），绝对压强与表压强的关系为（）。 20 、（）是衡量物质导热能力的物理量，它的单位（）。 21 、流体在外力作用下改变自身容积的特性，称为（）。通常用（）来表示流体这种性能。 22 、( ) 称为温度场。某物体内温度随时间发生了改变，该温度场称为（）。 23 、湿空气的干、湿球温度差越大，则湿空气的相对湿度（）。 24 、角系数是一个几何量，它的大小与物体（）有关。 25 、空气的相对湿度是湿空气中（）分压与同温度下（）分压之比。 26 、表征对流换热本质的准数是（），其物理意义为（）。 27 、理想气体在标准状态时的体积膨胀系数为( )1 ／K 。 28 、煤的工业分析项目为（）、（）、（）、（）。 热工基础总复习 第一章 1?系统：在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，称之为 热力系统，简称系统。 2?系统内部各处的宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态称为平衡状态。 3. 状态参数：用于描述系统平衡状态的物理量称为状态参数，如温度、压力、比 体积等。工程热力学中常用的状态参数有压力、温度、比体积、比热力学能、 比焓、比熵等，其中可以直接测量的状态参数有压力、温度、比体积，称为基本 状态参数。 4. 可逆过程：如果系统完成了某一过程之后可以沿原路逆行回复到原来的状态, 并且不给外界留下任何变化，这样的过程为可逆过程。 准平衡过程：所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。 可逆过程的条件：准平衡过程+无耗散效应。 P 、大气压力 P b 、表压力 P e 、真空度P v p = p + p p 才是状态参数 b N e 第二章 1?热力学能：不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位 能之和（热能）。 热力学能符号：U ,单位：J 或kJ 。 热力系统储存能=宏观动能、宏观位能+热力学能 2. 热力学第一定律实质就是热力过程中的能量守恒和转换定律，可表述为： a. 在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。 b. 不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。 c. 进入系统的能量一离开系统的能量 =系统储存能量的变化 3. 闭口系统：与外界无物质交换的系统。系统的质量始终保 持恒定，也称为控制 质量系统 闭口系统的热力学第- 疋律表达式 Q U W 对于微元过程 Q dU W 对于可逆过程 Q dU pdV Q 2 U 1 pdV 对于单位质量工质 q du w q u w 5. 绝对压力 只有绝对压力 P = P b - P v 储存能：E ，单位为J 或kJ E k E p = dw + /;dv = Aw + j 2 /?dv 一．是非题 1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（ ） 2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（ ） 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??= （ ） 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。 （ ） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。 （ ） 7．对于过热水蒸气，干度1>x （ ） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。（ ） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 （ ） # 10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。 （ ） 二．选择题 （10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则（ ）。 （A ） 违反热力学第一定律； （B ） 违反热力学第二定律； （C ） 不违反第一、第二定律；（D ） A 和B 。 2．压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为（ ）。 （A ） 流速减小，流量不变 （B ）流速不变，流量增加 （C ） 流速不变，流量不变 （D ） 流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（ ）。 （A ） 系统的初、终态； （B ） 系统所经历的过程； [ （C ） （A ）和（B ）； （ D ） 系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（ ）。 （A ）全部水变成水蒸汽 （B ）部分水变成水蒸汽 （C ）部分或全部水变成水蒸汽 （D ）不能确定 5．（ ）过程是可逆过程。 （A ）.可以从终态回复到初态的 （B ）.没有摩擦的 （C ）.没有摩擦的准静态过程 （D ）.没有温差的 三．填空题 （10分） 1．理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围_________ 热工基础复习资料 《热工基础》题库 一、判断题（每题 1 分，共96分）： 1、表压力和真空度都不能作为状态参数。（√） 2、热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。（√） 3、容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（×） 4、可逆过程必定是准静态过程，而准静态过程并不一定是可逆过程。（√） 5、只有可逆过程p-v 图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。（√） 6、若工质吸热，其热力学能一定增加。（×） 7、工质膨胀时必须对工质加热。（×） 8、系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换。（×） 9、对可逆与不可逆绝热过程，都有w =－△u 和w t =－△h，说明可逆和不可逆绝热过程的功量相等。（×） 10、不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。（√） 11、没有容积变化的系统一定与外界没有功量交换。（×） 12、理想气体的比热容一定是常数。（×） 13、气体常数与气体的种类及所处的状态无关。（×） 14、理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数。（×） 15、功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量。（×） 16、机械能可以全部转换为热能，而热能绝不可能全部转换为机械能。（√） 17、热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。（×） 18、在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过 程中工质熵的变化。（×） 19、工质完成一个不可逆循环后，其熵的变化大于零。（×） 20、熵减小的过程是不可能实现的。（×） 21、系统熵增大的过程必为吸热过程。（×） 22、理想气体多变过程的技术功是膨胀功的n 倍。（√） 23、理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的κ 倍。（√） 24、绝热过程熵变为零。（×） 25、可逆绝热过程熵变为零。（√） _________ 、wet t 温度，试用H —d 图定性的确定湿压力从0.5MPa 降至0.1MPa ，温度从162℃ 66.8kJ 。试求该理想气体的定值比热容p c v 图和s T -图上（图上先画出4个基本，t1=370℃,汽轮机出口蒸汽参数为,试求：汽轮机的实际功量、理想功量、相1p =1bar ， 1.15倍，求压气机出口温度2 t ，气体常数R=0.287kJ/(kgK)）。（15分） T2=27℃,循环吸热量Q1=2500KJ ，试求：(10分) 10、× 卡诺定理：1．所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切可逆循环，其热效率都相等，与采用哪种工质无关。2．在同温热源与同温冷源之间的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。 理想气体：气体分子本身所具有的体积与其所活动的空间相比非常小，分子本身的体积可以忽略，而分子间平均距离很大，分子间相互吸引力小到可以忽略不计时，这种状态的气体便基本符合理想气体模型。 水蒸气的汽化潜热：将1kg 饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所需的热量。 相对湿度：湿空气的绝对湿度v ρ与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s ρ的比值，称为相 对湿度?。 五简答题（8分） 1、证明：据能量方程： 由于pv T R = ，代入上式得 即 或 整理得出 上式即为绝热过程方程式。 2、答：在h —d 图上，沿温度值为wet t 的温度线，与相对湿度线100%?=交于一点a ，从a 点沿等焓线与温度值为t 的温度线交于一点b ，b 点几位室内空气状态参数。如右图所示。 六．计算题（共54分） 1、p c =1.2437kJ/（kg?K ）和V c =0.9567kJ/（kg?K ） 2、背压为0.275MPa ，出口流速12526.3kg/s 3、实际功量617.6kJ/kg,理想功量kJ/kg,相对内效率0.661 4、功量：1562.5kJ,排放给冷源的热量937.5kJ,冷源熵的增加3.125kJ/K 一．是非题（10分） 1．系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下，不考虑外力场作用，宏观热力性质 不随时间而变化的状态。（） 2．不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。 （） 3．工质经历一可逆循环，其∮ds=0，而工质经历一不可逆循环，其∮ds ＞0。（） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为k k p p T T 11212-??? ? ??= （） 5．对一渐放型喷管，当进口流速为超音速时，可做扩压管使用。（） 6．对于过热水蒸气，干度1>x （） 7．在研究热力系统能量平衡时，存在下列关系式：sur sys E E +=恒量， △S sys +△S sur =恒量。（） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多 增大到临界流量。（） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程路径有关的过程量（） 10．在管道内定熵流动过程中，各点的滞止参数都相同。（） 二．选择题（10分） 1．湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化_________ （A ）△U=0（B ）△U ＞0 （C ）△U ＜0（D ）△U ＜0或△U ＞0 2．压气机压缩气体所耗理论轴功为_________ （A ） pdv 1 2 ?（B ）d pv ()1 2 ?（C ）pdu 1 2 ?＋p 1v 1 －p 2 v 3．多级（共Z 级）压气机压力比的分配原则应是_________ （A ）βi=（PZ+1+P1）/Z （B ）βi=（PZ+1/P1）1/Z （C ）βi=PZ+1/P1（D ）βi=（PZ+1/P1）/Z 4．工质熵减少的过程_________ （A ）不能进行（B ）可以进行 （C ）必须伴随自发过程才能进行 5．闭口系统功的计算式W=U1－U2_________ 适用于可逆与不可逆的绝热过程。 《热工基础》题库 一、判断题（每题1 分，共96分）： 1、表压力和真空度都不能作为状态参数。（√） 2、热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。（√） 3、容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（×） 4、可逆过程必定是准静态过程，而准静态过程并不一定是可逆过程。（√） 5、只有可逆过程p-v 图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。（√） 6、若工质吸热，其热力学能一定增加。（×） 7、工质膨胀时必须对工质加热。（×） 8、系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换。（×） 9、对可逆与不可逆绝热过程，都有w =－△u 和w t =－△h，说明可逆和不可逆绝热过程的功量相等。（×） 10、不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。（√） 11、没有容积变化的系统一定与外界没有功量交换。（×） 12、理想气体的比热容一定是常数。（×） 13、气体常数与气体的种类及所处的状态无关。（×） 14、理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数。（×） 15、功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量。（×） 16、机械能可以全部转换为热能，而热能绝不可能全部转换为机械能。（√） 17、热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。（×） 18、在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过程中工质熵的变化。（×） 19、工质完成一个不可逆循环后，其熵的变化大于零。（×） 20、熵减小的过程是不可能实现的。（×） 21、系统熵增大的过程必为吸热过程。（×） 22、理想气体多变过程的技术功是膨胀功的n 倍。（√） 23、理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的κ 倍。（√） 24、绝热过程熵变为零。（×） 25、可逆绝热过程熵变为零。（√） 26、单独能量品质升高的过程是不可能发生的。（√） 27、等量的高温热量与低温热量具有相同的品质。（×） 28、自发过程是不可逆过程，但非自发过程是可逆过程。（×） 29、熵产是否为零是判断过程是否可逆的判据。（√） 30、因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数。（×） 总复习 题型：填空2?9=18分，选择2?12=24分， 简答6?3=18分，计算10?4=40分。 请考试时准备铅笔、橡皮、直尺！ 第一章基本概念 1.热力系统的类型、边界的概念； 2.可逆过程与准平衡过程； 3.可逆过程功量的计算； 第二章热力学第一定律 1.热力学第一定律的表达式及其简单应用； 2.技术功、膨胀功、轴功之间的关系； 第三章理想气体性质与热力过程 1.理想气体状态方程式； 2.理想气体的热力学能、焓； 3.理想混合气体：成分、分压力计算； 4.定熵过程：初、终态参数间的关系； 5.多变过程：多变指数、膨胀功与技术功的关系； 6.多变过程分析：在p-v图和T-s图上表示某膨胀或压缩过程，并分析该过程q、w、w t和?u的正负。 1.气缸中装有0.3m3氧气，初态为t1=45℃、p1=1.032bar，先在定压条件下对氧气加热，然后再定容冷却到初温45℃。已知氧气的最终压力为0.588bar，气体常数为259.8J/(kg?K)，比定压热容为0.91kJ/(kg?K)，试分别求两个过程中加入的热量、热力学能和焓的变化及所作的功。 2.如图所示，气缸壁和活塞均由绝热材料制成，活塞可在气缸中无摩擦地自由移动。初始时活塞位于气缸中间，A、B两侧各有1kg空气，压力均为0.45MPa，温度均为900K。现利用冷却盘管对A侧进行冷 却，使A侧压力逐渐降低，求当压力降低到0.3 MPa时两侧的体积、冷却水从系统带走的热量。 已知空气气体常数为287J/(kg?K)，κ=1.4， c v=0.717kJ/(kg?K)。 3.空气由p1=2bar，V1=2m3，t1=40?C，压缩到p2=10bar，V2=0.5m3，空气的比热容为c v=0.7174kJ/(kg?K)，气体常数R g=287 J/(kg?K)，求过程的多变指数、压缩功、交换的热量以及熵的变化。工程热力学期末试题及答案
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