工程热力学复习题
一、判断
（1）经不可逆循环，系统与外界均无法完全恢复原态。
（2）工质经任何一种循环，其熵变为零。
（3）在T－S图上，理想气体的定压线比定容线陡。
（4）水蒸气绝热膨胀过程中的技术功。
（5）热力系统绝热过程中系统熵变大于等于零。
（6）因等温过程，所以水蒸气在湿蒸汽内内进行的过
程其，其中为饱和温度，为过程的熵变。
（7）水蒸气不可逆绝热膨胀熵增大，水蒸气不可逆绝热压缩熵减小。
（8）工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增大。
（9）可逆循环的热效率可以用表示，其中，是循环平
均放热温度，，是循环平均吸热温度。
（10）蒸汽动力装置热效率很少超过40％，这表明由冷凝器中冷却水带走的热量太多，应该努力提高冷凝器的性能，使Q2趋向于零。
（11）在朗肯循环基础上实行再热一定可提高循环热效率。
（12）蒸汽抽汽回热循环抽汽级数越多，循环热效率越大。
（13）蒸汽抽汽回热循环较之相同条件下的朗肯循环热效率高，所以回热器内不应存在可用能损失。
（14）迈耶公式Cp-Cv=R g仅对理想气体适用（）
（15）对任何热力系而言，熵增加的过程必为不可逆过程（）
（16）可逆循环与不可逆循环的工质熵变都等于零（）
（17）循环的净功总等于循环的净热量（）
（18）沸腾状态的水总是烫手的。（）
（19）水蒸气在定温过程前后温度不变，则其热力学能也不变。（）
（20）实际气体绝热自由膨胀后其热力学能不变。（）
（21）公式d h＝Cp d T 仅适用于理想气体的任何可逆过程。（）
（22）稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。（）
（23）绝热过程一定是定熵过程。（）
（14）对于一渐扩型管道，当进口流速为亚音速时，可使气流压力升高。（）（25）提高初温和降低级态压力均可以提高朗肯循环的热效率。（）
（25）理想气体的绝热等温膨胀是可行的过程。（）
（26）因为不可逆过程不可能在T－S图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。（27）用压力表可以直接测出绝对压力值。
（28）封闭系统中发生放热过程，系统熵必减少。
（29）理想气体cp,cv值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关。（30）湿空气的相对湿度愈大，其中水蒸气分压力也愈大。
二选择题
1.若已知工质的表压力P g=0.07MPa,环境压力P a=0.1MPa。则工质的绝对压力为( )。A.0.03MPa B.0.17MPa C.0.07MPa D.0.1MPa
2.简单可压缩热力系的准平衡过程中，若工质的压力降低，则( )。
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中( )。
A.q=0
B.Δh=0
C.W t=0
D.W=0
4.工质经历一个不可逆循环后，其熵的变化量ΔS( )。
A.ΔS＞0
B.ΔS＝0
C.ΔS＜0
D.ΔS≥0
5.饱和蒸汽经历绝热节流以后，变成( )。
A.湿饱和蒸汽
B.饱和水
C.过热蒸汽
D.未饱和水
6.若再热压力选择适当，则朗肯循环采用再热后( )。
A.汽耗率上升，热耗率下降
B.汽耗率下降，热耗率上升
C.汽耗率与热耗率都上升
D.汽耗率与热耗率都下降
7.活塞式压气机的余隙容积比是指余隙容积与( )之比。
A.滞胀容积
B.有效容积
C.活塞排量
D.气缸总容积
8.1m3湿空气中所含水蒸汽的质量称为湿空气的( )。
A.含湿量
B.比湿度
C.相对湿度
D.绝对湿度
9 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
10．闭口系统功的计算式W = U1－U2_________
（A）适用于可逆与不可逆的绝热过程。
（B）只适用于绝热自由膨胀过程。
（C）只适用于理想气体的绝热过程。
（D）只适用于可逆绝热过程。
11．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。
12．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
13．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。
14．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
15．（）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
（1）工程热力学是研究（）能与（）能相互转换规律的一门学科。
（2）理想气体的热力学能、焓、比定压热容，比定容热容仅仅是（）的单值函数
（3）理想气体的熵是（）和（）的函数。
（4）初、终态相同的可逆过程与不可逆过程的熵变必然（）
（5）马赫数是（）与（）之比。
（6）不等温的传热过程必有熵（）。
（7）绝热节流的（）效应称为焦尔－汤姆逊效应。
（8）Ma＝l的流动称为（）流动。
（9）湿空气中的水蒸气常处于（）状态或处于（）状态。
（10）压缩因子反映（）气体与（）气体的偏差程度。
11．开口系稳定流动能量方程式可以写成。
12.选择喷管形状时，若背压与初压的比值小于临界压比，则应选择_____。
13提高动力循环热效率的途径理论上可以归纳为两条：______和______
15．焓的定义式为____ _____。
16．任意可逆循环的热效率可用平均温度表示，其通式为__________。
17．插入高速流动工质中的温度计，测出的温度值一般工质的实际温度。（填“大于”、“小于”或“等于”）
18．绝热容器中间用隔板分开，两侧分别有1kgN2和O2，其p1，T1相同，若将隔板抽出，则混合前后的温度和熵有T2 T1，S1 S2。
19．闭口系熵方程为。
20．系统吸热时的温度越高，热量中火用，火无。（填“越大”、“越小”）
21．气体膨胀（填“一定、不一定”）对外做功。
22. 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 耗功最大的为，最小的为。 23．△h=C P△t对于理想气体适用于热力过程；对于实际气体适用于过程。 24．热力学第二定律的数学表达式为；。25．水蒸气的汽化潜热在低温时较_________，在高温时较________，在临界温度为__________。 26．水的临界压力为临界温度为。 27、某可逆循环中，各过程部分参数如下表所示，填补表内空白并画出其p－v 图和T－s图。 四、简答题 2试述提高蒸汽动力循环热效率的主要措施及原因。 3若分别以某种服从 p(v-b)=R g T 的气体（其中b 为物性常数）和水蒸气为工 质在两个恒温热源之间进行可逆循环A 和B ，比较循环A 、B 中哪一个的热 效率大一些，为什么？ 4如图4-26所示的循环，试判断下列情况哪些是可逆的？哪些是不可逆的？哪些是不可能的? a. Q L =1000kJ ，W=250kJ b. Q L =2000kJ ，Q H =2400kJ c. Q H =3000kJ ，W=250kJ 5在p-v 图及T-S 图上画出理想气体的下列过程： （1）工质放热且膨胀； （2）工质压缩，放热且升温； （3） n<0，终态压力p 2 > 初态压力p 1 四、计算题 1、某蒸汽动力厂按一级抽汽回热（混合式）理想循环工作。如图所示，已知新蒸汽参数p 1＝40MPa ，t 1=420℃，汽轮机排汽压力p 2＝0.007MPa ，抽汽压力p A=0.4MPa ，忽略泵功。试求： ①定性画出循环的T-s 及h －s 图； ②抽汽系数； ③循环吸热量q 1，放热量q 2及输出净功w net ； ④循环热效率； ⑤相应朗肯循环的热效率。 2、水蒸气流经某渐缩喷管，进口参数为p1＝8.8MPa，t1＝500℃，喷管出口外界背压p b＝4.0MPa，出口截面积A。＝20平方厘米，水蒸气的临界压力比为0.5465。试求：不计摩擦时喷管出口流速C f2和流量qm。 3．某热机在T1 = 1800 K和T2 = 450K的热源间进行卡诺循环，若工质从热源吸热1000KJ，试计算：（A）循环的最大功？（B）如果工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K，在过程中与低温热源的温差为50K，则该热量中能转变为多少功？热效率是多少？（C）如果循环过程中，不仅存在传热温差，并由于摩擦使循环功减小10KJ，则热机的热效率是多少？ 4. 某蒸汽循环按基本朗肯循环运行，自过热器来的新蒸汽p1=17MPa、t1=550℃，进入汽轮机可逆膨胀作功，然后排入维持在5kPa的冷凝器。若忽略水泵功，求：(1)画出循环的T-s图；(2)1kg工质在锅炉及过热器中的吸热量；(3)蒸汽在汽轮机内作的功；(4)循环效率；(5)若新蒸汽参数及冷凝器压力不变，但汽轮机的相对内部效率为0.92，再求循环热效率。已知： p=17MPa、t=550℃：h=3426.8kJ/kg；v=0.0199213m3/kg；s=6.4416kJ/(kg·K) p=5kPa：t s=32.9℃；h'=137.72kJ/kg；h"=2560.55kJ/kg；s'=0.4761kJ/(kg·K)；s"=8.3930kJ/(kg·K)。 5. 容积V=0.5m3 的空气初压p1=0.3MPa，初温t1=150℃，经可逆多变膨胀过程 到终态p2=0.08MPa，t2=20℃，求：（1）过程中热力学能、焓及熵的变化量；（2）多变指数n。空气作为理想气体，其比热容可取定值，气体常数g R =287J/(kg.K)； p c =1005 J/(kg.K)。 各位同学：以下为《工程热力学B》复习题，如有问题，请到办公室答疑。第一章基本概念 1.如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变。（错） 2.压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。( 错 ) 3.由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。（错） 4.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。( 对 ) 5. 比体积v是广延状态参数。( 对 ) 6. 孤立系的热力状态不能发生变化。（错） 7. 用压力表可以直接读出绝对压力值。（错） 8. 处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（错） 9. 热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。（对） 10. 可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。（对） 11.经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。（错） 12. 物质的温度越高，则所具有的热量越多。（错） 1.能源按其有无加工、转换可分为一次能源和二次能源。 2.在火力发电厂蒸汽动力装置中，把实现热能和机械能能相互转化的工作物 质就叫做工质。 3.按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为开口系和闭口系两大类。 4.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需 2 个。 5.只有平衡状态才能用参数坐标图上的点表示，只有可逆过程才能用参数坐标图 上的连续实线表示。 6. 绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 7. 孤立系是指系统与外界既无 能量 交换也无 质量 交换的热力系。 8. 测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，容器内的绝对压力 173 kPa 。 6.热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种状态称为(平衡状态) 无关。 8.理想气体闭口系统经历一定温过程，吸热量为100J ，则它的热力学能变化量为 0 J 。 1.准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程 C 。 A 做功无压差； B 传热无温差； C 移动无摩擦； D 上述任一个都可。 2.下列说法中正确的是：1 （1）可逆过程一定是准平衡过程 （2）准平衡过程一定是可逆过程 （3）有摩擦的热力过程不可能是准平衡过程 3. 测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是因为：4 1）有气体泄露 （2）气体的热力状态发生变化 （3）大气压力发生变化 （4）以上均有可能 第二章 热力学第一定律 1.气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加； （ 错 ） 2.气体膨胀时一定对外作功； （ 错 ） 3.对工质加热，其温度反而降低是不可能的。 ( 错 ) 4.热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆（ 对 ）。 一、分析说明题： 1、水汽化过程的P-V 与T-S 图上：1点、2线、3区、5态，分别指的是什么？ 答：1点：临界点2线：上界线（干饱和蒸汽线）、下界线（饱和水线）3区：过冷区（液相区或未饱和区）、湿蒸汽区（汽液两相区）、过热蒸汽区（气相区）5态：未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽 2、什么样的的气体可以看成是理想气体？ 答：①分子之间的平均距离相当大，分子的体积与气体的总体积相比可以忽略。②分子之间没有相互的作用力。 ③分子之间的相互碰撞及分子与器壁之间的碰撞均为弹性碰撞。 3、画图分析蒸汽初温及初压的变化对郎肯循环的影响。 ①蒸汽初温的影响： 保持p 1、p 2不变，将t 1提高，2t 1 T 1T η=- 则有：1T ↑，2T 不变?t η↑ 且乏汽干度：2'2x x > ②蒸汽初压的影响： 保持t 1、 p 2不变，提高p 1，2t 1 T 1T η=- 则有：1T ↑，2T 不变?t η↑ 但是乏汽干度：2'2x x < 4、什么叫逆向循环或制冷循环？逆向循环的经济性用什么衡量？其表达式是什么？ 答：在循环中消耗机械能，把热量从低温热源传向高温热源的循环称为逆向循环或制冷循环。或者在P-V 图和T-S 图上以顺时针方向进行的循环。 逆向循环的经济性评价指标有：制冷系数；ε =q 2/W net ；热泵系数：ε ′ =q 1/W net 5、简述绝对压强、相对压强及真空度之间的关系。 答：①当绝对压强大于当地大气压时： 相对压强（表压强）=绝对压强-当地大气压 或 当地绝表P P P -= ②当绝对压强小于当地大气压时：真空度=当地大气压-绝对压强 或 绝当地真空P P P -= 6、绝热刚性容器中间用隔板分开，两侧分别有1kg N 2和O 2，其p 1、T 1相同。若将隔板抽出，则混合前后的温度和熵有什么变化，为什么？ 答: ①因为是刚性绝热容器，所以系统与外界之间既没有热量交换也没有功量交换。②系统内部的隔板抽出后，温度保持不变。③绝热过程系统熵流为零，系统内部为不可逆变化，熵产大于零，因此总熵变大于零。 7、表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否 可能变化？ 答：①表压力或真空度不能作为状态参数进行热力计算，因为表压力或真空度只是一个相对压力。 ②若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 一、判断题： 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5．在T —S 图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ，可知理想气体的p c 为一过程量； 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道内作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。 15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20．热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21．当热源和冷源温度一定，热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变，所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体。 24．在p －v 图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。 工程热力学考试试卷 All rights reserved. 判断题 1.流动功是系统维持流动所花费的代价，所以流动功不能为0。（×） 2.质量保持不变的系统就是闭口系。（×） 3.处于稳定状态的系统一定处于平衡状态（×） 4.根据熵的定义T q s rev δ= d ，热量是过程量，所以熵也是过程量。 （×） 5.等温过程的膨胀功与与吸收的热量相等。（×） 6.v p -图上，理想气体的等熵线比等温线陡；s T -图上，理想气体的等压线比等容线陡。（×） 7.绝热系可以是开口系。（√） 8.可以从单一热源中取热并使之完全转换为功。（√） 9.定容过程对湿蒸汽进行加热，干度一定增大。（×） 10.可逆循环的热效率一定大于不可逆循环的热效率。（×） 11.w du q δδ+=及pdv dT c q v +=δ二式均适用于任何工质，任何过程。（×） 分析、简答题 1.“系统经某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，则经不可逆途径系统的熵变必大于可逆途径的熵变。”，这种说法是否正确，为什么？ 答：不正确。因为熵是状态参数，不论过程是否可逆，只要初终态相同，其熵变均相同，故系统从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，经不可逆途径系统的熵与可逆途径的熵变相等。 2.试在s T -图上把理想气体两状态间热力学能及焓的变化表示出来。 答：通过2点作等温线，分别与过1点的等容线和等压线相交于2v 及2p 点；由于理想气体的热力学能和焓是温度的单值函数，p v T T T 222==，可以得到p v h h u u 2222,==。 等容过程的吸热量与相同温限下的热力学能的变化相等，可以得到 12u u q v v -=。 等压过程的吸热量与相同温度下的焓的变化相等，可以得到 12h h q p p -=。s T -图上过程线下方的面积表示热量，所以 11212s s q v v v 面积=；11212s s q p p p 面积=。从而可以得到，1121212s s q u u v v v 面积==-；1121212s s q h h p p p 面积==-。 3.某理想气体在v p -图上的两种过程如下图所示，试在s T -图上画出相应的两个过程，指出过程多变指数n 的范围，并说明各过程中工质是膨胀还是压缩，吸热还是放热，升温还是降温，降压还是升压。 答：1-2过程：0-<<∞n ，压缩、放热、降温、降压。 第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数 接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 注：热力学温标和摄氏温标，T=273+t。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。 注：课本中如无特殊说明，则所说压力即为绝对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。 广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。 准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常 并称之为准静态过程。 可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为可逆过程。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容积功。 热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。 热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环，简称循环。 2.常用公式 温度：t T +=273 压 力 ： 1．f F p = 式中 F —整个容器壁受到的力，单位为牛（N ）； f —容器壁的总面积（m 2）。 2．g p B p += （P >B ） 工程热力学习题集 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。 2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。 5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。 12．绝热系是与外界无 交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。 17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。（填大、小） 18．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。 22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。 23、热力平衡的充要条件是：（ ）。 24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。 25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。 工程热力学试题 （本试题的答案必须全部写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效） 说明： 1）答题前请考生务必认真阅读说明； 2）考生允许携带计算器； 3）重力加速度g＝9.80m/s2； 4）本套试题中所用到的双原子理想气体绝热指数K＝； 5）理想气体通用气体常数R＝(mol·k)； 6）标准大气压Pa＝； 7）氧原子量取16，氢原子量取1，碳原子量取12，N原子量取14； 8）空气分子量取29，空气的定压比热Cp=(kg·K)。 一、是非题（每题2分，共20分；正确的打√，错误的打×。） 1、系统从同一始态出发，分别经历可逆过程和不可逆过程到达同一终态，则两个过程该系统的熵变相同。（） 2、循环功越大，热效率越高。（） 3、对于由单相物质组成的系统而言，均匀必平衡，平衡必均匀。（） 4、系统经历不可逆过程后，熵一定增大。（） 5、湿空气相对湿度越高，含湿量越大。（） 6、理想气体绝热节流前后温度不变。（） 7、系统吸热，熵一定增大；系统放热，熵一定减小。（） 8、对于具有活塞的封闭系统，气体膨胀时一定对外做功。（） 9、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（） 10、对于实际气体，由焓和温度可以确定其状态。（） 二、填空题（每题5分，共50分） 1、某气体的分子量为44，则该气体的气体常数为。 2、某甲烷与氮的混合气，两组分的体积百分含量分别为70％和30％，则该混气的平均分子量为。 3、300k对应的华氏温度为。 4、卡诺循环热机，从200℃热源吸热，向30℃冷源放热，若吸热率是10kw，则输出功率为。 5、自动升降机每分钟把50kg的砖块升高12m，则升降机的功率为。 6、、30℃的氦气经节流阀后压力降至100kpa，若节流前后速度相等，则节流前管径与节流后管径的比值为。 7、某双原子理想气体的定压比热为，则其定容比热可近似认为等于。 8、容积2m3的空气由、40℃被可逆压缩到1MPa、0.6m3，则该过程的多变指数为。 9、空气可逆绝热地流经某收缩喷管，若进口压力为2MPa，出口 各位同学：以下为《工程热力学B 》复习题，如有问题，请到办公室答疑。 第一章 基本概念 1.如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变。（ 错 ） 2.压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。 ( 错 ) 3.由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。 （ 错 ） 4.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。( 对 ) 5. 比体积v 是广延状态参数。( 对 ) 6. 孤立系的热力状态不能发生变化。 （ 错 ） 7. 用压力表可以直接读出绝对压力值。 （ 错 ） 8. 处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（ 错 ） 9. 热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。 （ 对 ） 10. 可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。 （对 ） 11.经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。 （ 错 ） 12. 物质的温度越高，则所具有的热量越多。（ 错 ） 1. 能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。 2. 在火力发电厂蒸汽动力装置中，把实现 热 能和机械能 能相互转化的 工作物质就叫做 工质 。 3. 按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为 开口系 和 闭口系 两大类。 4. 决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需 2 个。 5. 只有 平衡 状态才能用参数坐标图上的点表示，只有 可逆 过程才能用参数 坐标图上的连续实线表示。 6. 绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 7. 孤立系是指系统与外界既无 能量 交换也无 质量 交换的热力系。 8. 测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，容器内的绝对压力 173 kPa 。 6.热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种状态称为(平 准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程 C 。A 做功无压差； B 传热无温差； C 移动无摩擦； D 上述任一个都可。 2.下列说法中正确的是：1 （1）可逆过程一定是准平衡过程 1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？ 答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？ 答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h p v =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大） 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大） 很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？ 答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者的数学本 质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+??? 因为 0du =?，()0d pv =? 所以 0dh =?， 因此焓是状态参数。 而对于能量方程来说，其循环积分： q du pdv δ=+??? 虽然： 0du =? 但是： 0pdv ≠? 所以： 0q δ≠? 因此热量q 不是状态参数。 4. 用隔板将绝热刚性容器分成A 、B 两部分（图2-13），A 部分装有1 kg 气体，B 部分为高度真空。将隔板抽去后，气体热力学能是否会发生变化？能不能用 d d q u p v δ=+ 来分析这一过程？ 一、1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 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 ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt 工程热力学复习重点2012. 3 绪论 [1]理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法 [2]理解热能利用的两种主要方式及其特点 [3]了解常用的热能动力转换装置的工作过程 1．什么是工程热力学 从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。 2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题 3. 热能及其利用 [1]热能：能量的一种形式 [2]来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。 如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。 二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。 [3]利用形式： 直接利用：将热能利用来直接加热物体。如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大) 间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能， 4．.热能动力转换装置的工作过程 5．热能利用的方向性及能量的两种属性 [1]过程的方向性：如：由高温传向低温 [2]能量属性：数量属性、,质量属性(即做功能力) [3]数量守衡、质量不守衡 [4]提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。 第1章基本概念及定义 1. 1 热力系统 一、热力系统 系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。 外界：与系统相互作用的环境。 界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。 依据：系统与外界的关系 系统与外界的作用：热交换、功交换、质交换。 二、闭口系统和开口系统 闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。 开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。 三、绝热系统与孤立系统 绝热系统：系统内外无热量交换(系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热) 孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换 一判断题 1.均匀则一定平衡。反之平衡也一定均匀；（×） 2.稳定状态一定是平衡状态；（×） 3.判断一个热力过程是否可逆的条件是准平衡过程且无耗散效应；（√） 4.焓只有在流动工质中才存在；（×） 5.对于定压过程热力学第一定律的表达式可写为h =；（√） q? 6.闭口热力系吸收一定热量后，其熵一定增大；（√） 7.用压力表可以直接读出绝对压力值；（×） 8.自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程；（×） 9.?=v pd w可用于准平衡过程求功量；（×） 10.热力系没有通过边界与外界交换能量，系统的热力状态也可能变化；（×） 11.初、终态相同的热力过程，不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵变；（×） 12.任意可逆循环的热效率都是ηt=1-T2/T1；（×） 13.经不可逆循环，系统和外界均无法完全恢复原态；（×） 14.理想气体的C p,C v值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关；（×） 15.气体的比热可以从-∞变化到+∞的任何值；（×） 16.理想气体的比热容与工质、温度和过程有关；（√） 17.理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了；（×） 18.理想气体的的焓只和温度有关，是状态参数，而实际气体的焓不是状态参数；（×） 19.工质稳定流经热力设备时，所做的技术功等于膨胀功减去流动功；（√） 20.多变过程即任意过程；（×） 21.工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数n满足0 23.余隙容积的存在是耗功量增大；（×） 24.制冷系统的制冷系数肯定大于1；（×） 25.三种动力系统中蒸汽动力系统的效率是最高的，因为其最接近卡诺循环；（×） 26.绝热节流的温度效应可用一个偏导数来表征，这个量称为焦耳-汤姆逊系数。它是一个状态的单值函数。实际气体节流后温度可能升高、降低或不变；（√） 27.理想气体流过阀门，前后参数变化为Δs>0，ΔT=0；（√） 28.对于缩放喷管，出口压力随着背压的变化而变化，故其流量也随着背压的变化而变化；（×） 29.对于减缩喷管，当cr b p p ≤时，减低b p 流量保持不变；（√） 30.渐缩喷管出口气流的马赫数可以是任意非负数；（×） 31.喷管的流动过程中肯定能达到当地音速；（×） 32.湿空气的相对湿度下降，湿空气中所含水分不一定减少；（√） 33.水蒸气的焓熵图上，湿蒸气区的等温线既为等压线，是一组斜率相同的倾斜直线；（×） 34.对于饱和空气，d w t t t ==；（√） 35.对未饱和空气进行降温，含湿量先保持不变，再降低；（√） 36.对于水（蒸汽），任意两个状态参数可确定其状态；（错） 37.相对湿度较高的空气，其露点温度也较高；(×) 38.湿饱和蒸汽的焓等于饱和水的焓加上干度乘以汽化过程中1kg 饱和水变成干饱和蒸汽所吸收的热量；(√) 39.过热蒸汽的温度总是大于未饱和水的温度；( × ) 40.湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，湿球温度愈低，其含湿量愈小。（√） 二图示题 1. 利用p —v 图、T —s 图分析多变指数1 填空题： 1.根据是否有能量传递和物质交换的情况，可以将热力系分为（）热力系和（） 热力系。 2.热力系统与外界通过边界进行能量交换和（）交换，而能量交换又可分为（）交 换和（）交换。 3.测得容器的表压力p e=75kPa，大气压力p a=0.098MPa，则容器内的绝对压力为 （）kPa。 4.测得容器的真空度压力p v=75kPa，大气压力p a=0.098MPa，则容器内的绝对压力为 （）kPa。 5.气体的温度为20℃，那么该系统内气体的热力学温度为( )K。 6.气体的温度为-20℃，那么该系统内气体的热力学温度为( )K。 7.理想气体在一热力过程中，其热力学能增加 50J ，同时外界对系统做功为 100J 。则 该热力系统传给外界的热量为 ( ) J 。 8.一稳定流动开口系，从外界吸收热量 500J ，开口系进出口焓差为 300J，则该热力系 对外界所作的技术功为( )J。 9.熵可用来对热力过程进行热量分析，在热力过程中如果△s>0,说明该过程是（）的； 如果△s< 0,说明该过程是（）的。 10.物体温度升高 1℃所需要吸收的热量称为该物体的（） 11.物质由液态转变为气态的相变过程为汽化过程，通常分为（）和（）两种不同的 形式。 12.物质由气态转变为液态的相变过程为（）。 13.湿蒸汽是（）和（）的混合物，未饱和湿空气是（）和（） 的混合物，饱和湿空气是（）和（）的混合物。 14.当湿蒸汽的干度 x ＝ 0 时，工质全部为( )。 15.当湿蒸汽的干度 x ＝ 1 时，工质为 ( ) 状态。 16.相对湿度是湿空气的绝对湿度和同温度下饱和湿空气的绝对湿度之比。相对湿度等于0 时是（）；等于1时是（）。 17.含湿量d指1kg（）所带有水蒸气的质量。 18.四个基本热力过程，分别是（）过程，（）过程，（）过程，（）过程。 19.在定容过程中，气体吸热，温度（），压力（），熵（）。 20.在定压过程中，气体放热压缩外界对其做功，温度（），熵（）。 21.定温过程中气体吸热膨胀对外做功，压力（），熵（）。 22.气体绝热膨胀对外做功，压力( )，温度( )。 23.气体的（）流速与（）的比值称为马赫数。 24.热机是将（）能转换为（）能的设备，热机的工作循环是一种（）向循环。 25.逆向循环是从（）热源取热使之源源不断地向（）热源放热。 26.水蒸气动力循环中，完成朗肯循环的四个设备是（）、（）、（）、和 （）。 27.郎肯循环，提高蒸汽初温，增加了循环的高温加热段，使平均（）温度提高，循环 温差增大，热效率提高；同时乏汽干度（）。 28.郎肯循环，提高蒸汽初压，使平均（）温度提高，循环温差增大，热效率提高,乏汽 干度（）。 29.郎肯循环，背压降低，使平均（）温度降低，循环（）加大，热效率提高。 30.汽轮机的排汽压力越低,循环热效率越高,但排汽压力的降低受到了( )的限制. 一、判断 （1）经不可逆循环，系统与外界均无法完全恢复原态。 （2）工质经任何一种循环，其熵变为零。 （3）在T－S图上，理想气体的定压线比定容线陡。 （4）水蒸气绝热膨胀过程中的技术功。 （5）热力系统绝热过程中系统熵变大于等于零。 （6）因等温过程，所以水蒸气在湿蒸汽内内进行的过 程其，其中为饱和温度，为过程的熵变。 （7）水蒸气不可逆绝热膨胀熵增大，水蒸气不可逆绝热压缩熵减小。 （8）工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增大。 （9）可逆循环的热效率可以用表示，其中，是循环平 均放热温度，，是循环平均吸热温度。 （10）蒸汽动力装置热效率很少超过40％，这表明由冷凝器中冷却水带走的热量太多，应该努力提高冷凝器的性能，使Q2趋向于零。 （11）在朗肯循环基础上实行再热一定可提高循环热效率。 （12）蒸汽抽汽回热循环抽汽级数越多，循环热效率越大。 （13）蒸汽抽汽回热循环较之相同条件下的朗肯循环热效率高，所以回热器内不应存在可用能损失。 （14）迈耶公式Cp-Cv=R g仅对理想气体适用（） （15）对任何热力系而言，熵增加的过程必为不可逆过程（） （16）可逆循环与不可逆循环的工质熵变都等于零（） （17）循环的净功总等于循环的净热量（） （18）沸腾状态的水总是烫手的。（） （19）水蒸气在定温过程前后温度不变，则其热力学能也不变。（） （20）实际气体绝热自由膨胀后其热力学能不变。（） （21）公式d h＝Cp d T 仅适用于理想气体的任何可逆过程。（） （22）稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。（） （23）绝热过程一定是定熵过程。（） （14）对于一渐扩型管道，当进口流速为亚音速时，可使气流压力升高。（）（25）提高初温和降低级态压力均可以提高朗肯循环的热效率。（） （25）理想气体的绝热等温膨胀是可行的过程。（） （26）因为不可逆过程不可能在T－S图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。（27）用压力表可以直接测出绝对压力值。 （28）封闭系统中发生放热过程，系统熵必减少。 （29）理想气体cp,cv值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关。（30）湿空气的相对湿度愈大，其中水蒸气分压力也愈大。 二选择题 1.若已知工质的表压力P g=0.07MPa,环境压力P a=0.1MPa。则工质的绝对压力为( )。A.0.03MPa B.0.17MPa C.0.07MPa D.0.1MPa 建筑环境与设备工程专业 一、选择题(每小题3分，共分) 1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 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 ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt 《工程热力学与传热学》复习题答案 渤海石油职业学院石油工程系——晏炳利 第一篇工程热力学 第一章绪论 一、填空题 1．水力能、风能、太阳能、地热能、燃料化学能、原子能等 2．①以机械能的形式直接利用（如水力能、风能）； ②以热能的形式利用（如太阳能、地热能、燃料化学能、原子能等）。 3．①直接利用热能加热物体（如采暖、烘烤、冶炼、蒸煮等）； ②间接利用。 4．吸气、压缩、爆发、排气 5．①热力学第一、第二定律；②研究工质的热物理性质；③研究各种热力设备中的能量转换过程 二、概念题 1．热力学：是一门研究与热现象有关的能量、物质和它们之间相互作用规律的科学。 2．工程热力学：是从工程应用的角度研究热能与机械能之间相互转换的规律，达到提高能量有效利用率目的的学科。 三、简答题 1．工程热力学的基本任务．：通过对各种用能设备及系统中的能量转换过程及影响因素的研究，探索有效、合理利用能量的技术途径和基本方法。 第二章基本概念 一、概念题 1．工质：工程热力学中，把实现热能与机械能相互转换的媒介物或工作介质称为工质。 2．环境（外界）：指系统以外与系统相联系的部分称为环境。 3．热力状态：系统在某一瞬间的宏观物理状况称为系统的热力状态简称状态。 4．平衡态：指在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不随时间改变的状态。 5．绝对压力（P）：一般情况下，容器内系统的实际压力称为绝对压力（P）。 测压计测出的不是绝对压力，而是气体的绝对压力与当地大气压力的差值，是一个相对压力。 6.表压力（Pg）：当容器内气体的实际压力大于大气压力时，测压计（压力表）的读数为正，读数称为表压力。 7.真空度（Pv）：当容器内气体的实际压力小于大气压力时，测压计（真空表）的读数为负，读数的绝对值称为真空度。 状态方程：表示基本状态参数之间函数关系的方程称为状态方程。 热力过程（过程）：系统从一个状态变化到另一个状态所经历的状态称为热力过程。 准静态（准平衡）过程：系统由平衡态（I）变化到平衡态（II）的过程中，所经历的每一个中间状态都可看作平衡态，这样的过程均称为准静态（准平衡）过程。 可逆过程：在工质进行完一个热力过程以后，如果能使工质沿着相同的路径，逆行回到原来的初始状态，并且系统和环境也完全都能恢复到原来的状态而不留任何改变。这样的过程称之为可逆过程。反之，则称之为不可逆过程。 功（W）：当系统与环境之间存在压力差时，系统通过边界与环境之间相互传递的能量称为功。 容积功(体积功)：封闭系统中通过工质的容积改变而与环境交换的功。 热量（Q）：当热力学系统与环境之间存在温差时，系统与环境之间相互传递的非功形式的能量称为热量。 功与热量的区别 热量的传递宏观上是由于热力系统与环境之间存在温差造成，微观上使物体之间通过紊乱的分子运动发生相互作用而传递的能量； 功的传递宏观上是由于物体的宏观运动发生相互作用而传递的能量，微观上是物体之间有规律的微观运动发生能量的传递。 功是有序能的传递量；热量是无序能的传递量。 二、填空题 1．对工质的要求：①具有良好的流动性和膨胀性；②通常选用气（汽）态 工程热力学习题集及答案 一、单项选择题 1._________过程是可逆过程。( C ) A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的 C.没有摩擦的准平衡 D.没有温差的 2.绝对压力p, 真空p v ，环境压力P a 间的关系为( D ) A.p+p v +p a =0 B.p+p a －p v =0 C.p －p a －p v =0 D.p a －p v －p=0 3.闭口系能量方程为( D ) A.Q+△U+W=0 B.Q+△U －W=0 C.Q －△U+W=0 D.Q －△U －W=0 4.气体常量Rr( A ) A.与气体种类有关,与状态无关 B.与状态有关,与气体种类无关 C.与气体种类和状态均有关 D.与气体种类和状态均无关 5.理想气体的 是两个相互独立的状态参数。( C ) A.温度与热力学能 B.温度与焓 C.温度与熵 D.热力学能与焓 6.已知一理想气体可逆过程中,w t =w,此过程的特性为( B ) A.定压 B.定温 C.定体 D.绝热 7.卡诺循环如图所示,其吸热量Q 1=( A ) A.RrT 1ln 21p p B.RrT 1ln 21v v C.T 1△S 34 D.T 1△S 21 8.在压力为p 时,饱和水的熵为s ′; ″。当湿蒸汽的干度0工程热力学复习题
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s>s ″ 9.电厂热力设备中，两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程 内的热力过程可视为定温过程。C A.锅炉 B.汽轮机 C.凝汽器 D.水泵 10.可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为( B ) A. dh=－vdp B.dh=vdp C.dh=－pdv D.dh=pdv 11.水蒸汽动力循环的下列设备中,有效能损失最大的设备是( A ) A.锅炉 B.汽轮机 C.凝汽器 D.水泵 12.活塞式压气机的余隙容积增大使( B ) A.w c 增大, ηv 减小 B.w c 不变, ηv 减小 C.w c 不变, ηv 不变 D.w c 减小, ηv 减小 13.已知燃气轮机理想定压加热循环压气机进,出口空气的温度为T 1、T 2;燃烧室