工程热力学__模拟试题与答案汇编
工程热力学1
一、选择题
1、孤立系统是指（）的热力系统。
A）具有活动边界；B）与外界没有功量交换；
C）与外界没热量交换；D）与外界没有物质交换和能量交换
2、在p—v图上，过程曲线与横坐标所围成的面积代表（）。
A）功的大小；B）热量大小；C）循环净功；D）循环净热量
3、（）的焓和热力学能是温度的单值函数。
A）水蒸汽；B）所有气体；C）理想气体；D）湿空气
4、公式q＝Δu＋w适用于闭口系中的（）。
A）理想气体的可逆过程；B）实际气体的任意过程；
C）任何工质的任意过程；D）任何工质的可逆过程
5、在两恒温热源之间工作的可逆热机，热效率高低取决于（）。
A）热力循环包围的面积大小；B）高温热源温度；
C）低温热源温度； D）高温热源及低温热源温度
6、工质完成一个不可逆循环后，其熵变化（）。
A）增加；B）减少；C）为零；D）可能增加、减少或为零
7、在相同的温度变化区间内，理想气体经历一个定容过程时，其热力学能变化量比经历一个定压过程时（）。
A）大；B）大小相等；C）小；D）大或小不确定
8、能够引起开口系统熵变化的机理不包括（）。
A）作功；B）传热；C）质量交换；D）不可逆性
9、当含湿量不变时，温度升高相对湿度会（）
A）增大；B）减小；C）不变；D）无法判断
10、闭口系统经历不可逆绝热过程后，系统的熵会( ).
A）减小B）不变C）增大D）可能增加，也可能减小
二、填空题
1、露点温度是湿空气在一定条件下冷却开始结出露珠时候的温度。
2、在稳定流动的开口系统中，技术功的计算式是_____________________________________。
3、提高郎肯循环热效率的措施有________________、_________________和________________。
4、压缩蒸汽制冷理想循环是由等熵压缩，，和定压吸热四个过程依次组成。
5、提高定容加热理想循环热效率的措施是______________________________。
6、使气流速度由亚声速提高到超声速应选用_________________________形状的喷管。
7、分压力定律的内容是______________________________________________。
三、简答题
1、有人说根据孤立系统熵增原理，系统内的熵只能增加或保持不变，请问这种说法对吗？为什么？
热源之间工作的制冷机，最大制冷系数可以达到多少？
4、请在p-v 图和T-s 图上画出水在0.1Mpa 的压力下从30℃到200℃的定压加热过程，并写明经历的各个状态。
5、将满足下列要求的多变过程表示在P —v 、T —s 图上。设：工质为空气，过程中工质降温且n ＝1.3，并分析该过程是对外做功还是消耗外界功（空气的比热容比k=1.4）。 参考答案：
1、不对。根据孤立系统熵增原理，系统和与之相关的外界构成的孤立系统的熵只能增加或保持不变，系统的熵可以增大也可以减小，只要与外界构成的孤立系统熵不减小就可以
2、按顺序填入：657，-214，-64，-443 3
、最高热效率：67.0600
20011
12=-=-
=T T t η 最大制冷系数：5.0200
600200
2=-=-=
T T T ε
4、
依次经历未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽和过热蒸汽5个状态。 5、
p
1
2
3
4
2
3
4
1 T
v
s
1
2 3（4）
T s
如图所示，由于该过程是体积增大的过程，因此对外做功。
四、计算题 1、某理想气体动力循环，空气从初始参数P 1＝0.101Mpa 、t 1 =15℃、V 1＝0.014m 3，绝热压缩到V 2＝0.0028m 3，再定容加热到P 3＝1.85Mpa ，然后绝热膨胀到P 4＝0.101Mpa ，最后定压放热到初始状态完成循环。试计算：(1)循环净功量 (2)循环热效率。已知：定比热，R g ＝287 J/(Kg ?K)，c v ＝0.717 KJ/(Kg ?K)，k=1.4
2、在郎肯循环中，蒸汽的初压为5MPa ，初温为420 o C 。乏汽压力p 2=0.005MPa ，求循环净功和热效率。已知1点的参数为：h 1=3243.6kJ/kg ，s 1=6.7161kJ/kg 。2点的参数为：饱和水的焓：h 2’=137.72kJ/kg ，饱和蒸汽的焓：h 2”=2560.55kJ/kg ，饱和水的熵：s 2’=0.4761kJ/(kgK)，饱和蒸汽的熵：s 2”=8.393kJ/(kgK)。
工程热力学2
一、选择题
1、与外界有质量交换的系统是开口系统，同时它可能是（ ） A 封闭系统； B 绝热系统； C 孤立系统； D B 和C 。
2、热力学平衡态是指系统同时处于（ ）平衡和（ ）平衡 A 能量/压力； B 温度/能量； C 压力/质量； D 温度/压力。
3、工质经过一个循环，又回到初态，其熵（ ）
A 增加；
B 减少；
C 不变；
D 变化不定。 4、下面过程可能是可逆过程的是（ ）
A 耗散效应；
B 有限温差下的热传递；
C 自由膨胀；
D 机械能传递。 5、δq=dh-vdp 的适用范围是（ ）
A 理想气体，闭口系统，任意过程；
B 任意工质，闭口系统，可逆过程；
C 理想气体，开口系统，任意过程；
D 任意工质，开口系统，可逆过程。
6、对空气而言，多变指数n=1.6的多变过程比热容是定容比热容的（ ）倍（绝热指数k=1.4）。
A 0.65；
B 1.21；
C 0.33；
D ∞。 7、湿饱和蒸汽的状态由（ ）决定。
A 压力与温度；
B 压力与干度；
C 温度与汽化潜热；
D 过冷度与温度。 8、为降低活塞式压气机的耗功，应尽量采用（ ）压缩过程 A 定容； B 绝热； C 等温； D 多变。 9、提高制冷剂的（ ）并降低其（ ），可以提高蒸汽压缩制冷理想循环的制冷系数。 A 蒸发温度、冷凝温度； B 冷凝温度、过冷度； C 蒸发温度、过冷度； D 冷凝温度、蒸发温度
10、当湿空气定压降温时，若含湿量保持不变，则湿空气的相对湿度会（ ）。 A 增大； B 减少； C 不变； D 减少或不变。
二、 填空题
1、热力过程中系统工质的Δh 取决于过程的 ，而与过程的路径无关。
2、若空气中氮气和氧气的摩尔分数分别为79%和21%，大气压为0.1MPa ，则氧气的分压力为__________________。
3、定温过程中开口系统对外做的技术功w t = 。
4、某一种理想气体，绝热指数k=1.35，气体常数R g =245 J/(kg·K)，则该气体的定容比热容c v =____________，定压比热容c p =_________________。
5、在朗肯循环的基础上采用再热措施的主要目的是______________________________________________________。
6、提高定容加热内燃机理想循环热效率的主要措施是___________________ _________________________________。
7、闭口系统经过可逆过程后熵减小，该系统与外界交换热量的情况是 。 8、在高温和低温热源相同的情况下，一切可逆循环的热效率都_____________不可逆循环。 9、制冷系数的通用表达式是 。
三、简答题
1、证明卡诺循环的热效率21
1C T T η=-，其中T 1、T 2分别为高温热源和低温热源的温度。
2、请推导出理想气体的定压比热容和定容比热容之间的关系。
3、请把（1）工质膨胀、吸热且降温；（2）工质压缩、吸热且升温这两个过程在p-v 图和T-s 图上表示出来（先画出4个基本热力过程）。
4、夏日冰箱开机工作，关好门窗与外面绝热，打开冰箱门，问室内是逐渐凉爽还是温度升高，为什么？
5、准平衡过程与可逆过程有何共同处？有何区别？有何联系？ 参考答案： 1
1
211q q
q w
net t -==
η，(2分))(11a b s s T q -=，)(22d c s s T q -=d a c b s s s s ==,，代入可证。 2 g g v p R dT
du
dT T R u d dT du dT pv u d dT du dT dh c c =-+=-+=-=
-)()( 3
4 温度身高。因为一个循环结束后的总体效果是电能转变为热能，而热量又释放到室内，因此温度升高。
5 准平衡过程要求系统内部平衡，过程进行当中内部的不平衡势很小；可逆过程除要求内部平衡外，还要求与外界作用时没有耗散。
四、计算题
1、汽轮机散热损失为14kW ，进口蒸汽流量15kg/s ，进口参数为h 1=3150.3kJ/kg ，c f1=30.48m/s ，出口参数为h 2=2211.8kJ/kg ，c f2=274.3m/s ，求汽轮机功率。
2、1kg 的空气经历一个不可逆绝热过程，状态1的参数为：p 1=0.5MPa ，T 1=1000K ，状态2的参数为p 2=0.1MPa ，T 2=680K ，请问该过程的方向是从状态1变化到状态2还是从状态2变化到状态1，为什么？（k=1.4，c v =0.717 kJ/(kg·K)）。
3、一台压气机，空气进口处的压力为0.1MPa ，温度为300k ，经可逆压缩后，压力升为0.6MPa ，若压缩为n=1.2的多变过程，求压缩过程中生产1kg 高压空气需消耗的功以及工程中熵的变化量。（c p =1.004kJ/(kg·K)，R g =0.287kJ/(kg·K)）
工程热力学3
一、选择题
1、下面的说法正确的是 ( )
A ）系统经历不可逆过程后熵必然增加；
B ）系统经历可逆过程后熵保持不
p a
b c
d T
a b
c
d s
v
变；
C）系统经历一个循环后熵变为0； D）系统经历不可逆循环后熵增大。
2、理想气体在某一过程中对外界的膨胀功为0，该过程可能是( )。
A）p=const. 定压过程 B）v=const.定容过程 C）T=cosnt.定温过程 D）s=const.绝热过程
3、P-v图中，过程曲线下面的面积表示（）
A) 作功量 B) 传热量 C) 净作功量 D)净吸热量
4、下面关于湿空气的说法正确的是（）。
A）水蒸气含量不变，则相对湿度不变； B）相对湿度不变，水蒸气含量也不变；
C）相对湿度大，则露点温度会提高； D）露点温度与相对湿度无关。5、两个恒温热源间工作的热机A、B均是可逆循环，A机工质是理想气体，B机是水蒸汽，则其热效率ηA和ηB（）。
A）相等 B）η
A >η
B
C)η
A
<η
B
D)无法判断
6、对于一种确定的理想气体，在不同温度下（Cp-CV）是（）。
A）总是同一定值； B）不是同一定值； C）不能确定； D）随温度变化。
7、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。
8、欲使闭口系统的工质在过程中熵减小，该过程肯定是( )
A）可逆过程； B）不可逆过程；C）放热过程； D.不可能实现的
9、一个橡皮气球在太阳下被照晒热，气球内的压力反比于气球的容积，则气球内的气体进行的是（）
A）定压过程B）绝热过程C）定温过程 D）定容过程
10、提高卡诺循环热效率的措施有（）
A）增大吸热量； B）增大高温热源和低温热源的温差；C）t增大循环净功； D）减小放热量。
二、填空题
1、若气流速度在合适的条件下从音速变化为超音速，应选用形状的喷管。
2、平衡状态的定义是_________________________________________________________。
3、多变指数为n(n≠1)的过程中，系统从温度T
1升到T
2
，工质的绝热指数为k，
定容比热容为c
V
，则在此工程中系统吸收的热量为。
4、热力学第二定律的开尔文说法是。
5、汽油机定容加热理想循环由绝热压缩、、和定容放热四个过程组成。
6、干度是指，
相对湿度是指
7、在开口系统的稳定流动过程中，若入口焓值为100 kJ/kg，出口焓值为200
kJ/kg ，吸热100kJ/kg ，入口流速为40m/s ，出口流速为12m/s ，入口与出口的势能差忽略，则该系统对外的做功量为_______________。
8、孤立系统是____________________________________________________
三、简答题 1、什么是准平衡过程和可逆过程？二者之间有何区别和联系？
2、闭口系统经历一个绝热过程，过程中有两个状态点，状态1的参数是p 1=0.1MPa ，T 1=297K ，
状态2的参数p 2=0.2MPa ，T 2=397K ，工质的绝热指数k=1.4，c V =0.717 kJ/(Kg ?K)，R g ＝0.287k J/(Kg ?K)，请问该过程是从状态1变化到状态2还是由状态2变化到状态1，为什么？
3、请把下列两个过程画在P —v 和T —s 图上：（1）升温、消耗外界功、放热；（2）吸热、膨胀并升压。
4、在T —s 图上画出朗肯循环，写明各个过程，给出热效率表达式，并列出提高热效率的措施。
5、某热机工作于T 1=2000K ，T 2=300K 的两个热源之间，分析下列两种情况是否可以实现？是否是可逆循环？（1）从高温热源吸热1kJ ，循环净功为0.9kJ ；（2）从高温热源吸热4kJ ，向低温热源放热0.6kJ 。 参考答案：
1 准平衡过程：过程进行时偏离平衡态无穷小，随时恢复平衡的状态变化过程。可逆过程：一个过程完成后，系统可经原途径逆向返回原来状态，与之相关的外界也能回到初始状态不留下任何变化的过程。
区别和联系：准平衡过程只要求系统内部的平衡，不考虑系统和外界的作用。可逆过程既要求内部平衡，也要求系统与外界之间不存在耗散效应。可逆过程必然是准平衡过程。 2绝热过程中的熵不能减小，假设过程为1—>2，则过程中的熵变为：
1
212ln ln
p p
R T T c s g p -=?=0.092kj/(kg.k)，熵增加，因此过程即为从1至2。 3
4
1
1
2
2
1-2 绝热膨胀 2-3 定压放热 3-4 绝热压缩
4-1 定压吸热（3分）
5 两个热源之间热效率的最大值为：1
2
m ax ,1T T t -
=η =1-300/2000=0.85。（1）热效率为0.9，故不可能（2）热效率为0.85，故为可逆循环。
四、计算题
1、1 kg 空气, 初态p 1 = 1 .0 MPa , t 1 = 500 ℃ ,可逆定容放热到p 2 =0 .5 MPa , 然后可逆绝热压缩到t 3 = 500 ℃ , 再经可逆定温过程回到初始状态1。在p- v 图和T-s 图上画出这3 个过程，并计算循环的热效率。
2、容积V =0.5m 3的空气初压p 1=0.3MPa,初温t 1=150℃,经膨胀过程到终态
p 2=0.08MPa,t 2 =20℃,求该过程的多方指数以及过程中热力学能,焓及熵的变化量。空气作为理想气体,其比热容可取定值, 气体常数 R g =287J/(kg·K)； c p =1005 J/(kg·K)。
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