工程热力学总复习题
一、单项选择题(每题1分，共10分)
1、_________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 、没有摩擦的准平衡
D 、没有温差的 2、pdv T C u V +?=δ适用于 ( )
A 、仅闭系，可逆过程
B 、仅稳流系、理想气体
C 、仅闭系，理想气体，可逆过程
D 、闭系或稳流系，理想气体，可逆过程 3、通用气体常量R ( )
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
4、理想气体的 是两个相互独立的状态参数。( )
A.温度与熵
B.温度与焓
C.温度与热力学能
D.热力学能与焓 5、理想气体流过阀门，前后参数变化为（ ） A 、T ?＝0，s ?＝0 B 、s ?>0，T ?＝0， C 、0≠?T ，s ?>0 D 、s ?<0，T ?＝0
6、在压力为p 时，饱和水的比容为v ′，干饱和蒸汽的比容为v ″。当湿蒸汽的干度0 A 、v ″>v>v ′ B 、v>v ″>v ′ C 、v D 、v ′>v>v ″ 7、确定湿蒸气状态的条件是（ ） A 、压力与温度 B 、压力或温度 C 、压力与比容 D 、温度或比容 8、湿空气的焓h 为 （ ） A 、1kg 湿空气的焓 B 、1m 3湿空气的焓 C 、1kg 干空气与1kg 水蒸汽焓之和 D 、 kg 干空气的焓与1kg 干空气中所含水蒸汽的焓之和 9、热力学第二定律表明 （ ） A 、能量转换过程中, 能量的总量保持定恒不变 B 、第一类永动机不可能制造成功 C 、单热源热机不可能制造成功 D 、热量中含有有效能和无效能,两者可以相互转换 10、压缩过程的多变指数n=_____时,压气机所消耗的功最少. （ ） A 、 0 B 、1 C 、 K D 、 ∞ 二、 填空题（共30分，其中第11～15题，14空，每空1分；第16～21题，8空，每空2分） 11、理想气体的P C 及v C 与气体种类 关，与温度 关，它们的差值与气体种类 关，与温度 关 12、与外界既无能量交换也无物质交换的热力系称为___ __热力系。 13、T C h P ?=?对于理想气体适用于 热力过程，对实际气体适用 于 热力过程。 14、已知H 2O 在压力为MPa p 5.0=时，饱和温度C t s 85.151=，则判断下列H 2O 的状态： MPa p 5.0=、C t 200=时为 状态； MPa p 5.0=、C t 150=时为 状态； MPa p 5.0=、干度为0.6时为 状态； 15、湿空气是 和 的混合物。用干球温度计和露点仪对湿空气测量得到3个温度：16C ?、20C ?和25C ?，则干球温度为 ，露点温度为 。 16、已知某理想气体的平均摩尔比热)538.291000,K mol J C C C m P ?=??， )931.292000,K mol J C C C m P ?=??，则=??C C m P C 200100, ，=??C C m V C 200100, 。 17、在稳定流量能量方程式s f Z g C h q ω+?+?+?=22 1中，哪几项能量是机械能形 式 。 18、热力学第一定律在循环过程中的应用表达式是 。 19、卡诺机A 工作在352C ?和T 的两个热源间，卡诺机B 作在T 和127C ?的两个热源间，当此两热机的热效率相等时，T 热源的温度T ＝ 。 20、饱和湿空气的相对湿度?＝ 21、对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？ 。可逆时的计算公式是 。 三、是非题(每题1分，共10分) 22、系统工质经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故该系统工质不能与外界交换热量。（ ） 23、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。（ ） 24、孤立系的热力状态不能发生变化。 （ ） 25、湿空气的含湿量表示1kg 湿空气中水蒸气的含量。（ ） 26、用压力表可以直接读出绝对压力值。（ ） 27、绝热节流前后工质的焓值相等。（ ） 28、热力系统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。（ ） 29、湿空气的相对湿度越大，其中水蒸气分压力也越大。（ ） 30、工质完成不可逆过程，其初、终态熵的变化无法计算。（ ） 31、一定质量的理想气体经历一个不可逆过程，系统吸热20KJ ，对外界作功10KJ,则气体温度升高。 （ ） 四、简答题（3小题，每个5分，共15分） 32、常用的状态参数中哪些是可以直接测量的？哪些是不可直接测量的？与第二定律有关的参数是什么？ 33、热力学第一、第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达式。 34、请写出可逆过程膨胀功和技术功的计算式，并在同一v p -图上表示出它们之间的关系。 五、计算题（4小题，共35分） 34、如图所示的气缸，其内充有空气，气缸截面积A ＝1002cm ，活塞距底面高度H ＝10cm ，活塞及其上重物的总质量G ＝195kg ，当地的大气压力b P ＝102kPa ，环境温度=0t 27C ?，当气缸内的气体与外界处于热平衡时，把活塞重物拿去100kg ，活塞将会突然上升，最后重新达到热力平衡。假定活塞和气缸之间无摩擦，气体可以通过气缸壁与外界充分换热，空气视为理想气体，求活塞上升的距离和气体的换热量？（10分） 35、1Kg 空气从状态1可逆定温压缩到 P2=3P1 ，然后定压加热到状态3 , 最后经定容回到初态。已知：p1=0.1MPa ，T1=300k ，k=1.4, R=287 J/(Kg.K) 请将该循环定量地表示在p--v 及T--s 图上。(12分) 36、冬季利用热泵从大气中抽取热量用以维持15C ?的室温，当室内温度与大气温度相差1C ?时，通过墙壁与大气交换的热量约为0.65K KW ，求： （1）如果大气温度为－15C ?，驱动热泵所需的最小功率是多少？ （2）夏季，将用同一台热泵用于室内空调，热泵输入功率及温差为1C ?时通过墙壁与大气交换的热量同上，如要维持同样的室温15C ?，问最大允许的大气温度是多少度？ （13分） 一、单项选择题(每题1分，共10分) 1、常用的状态参数中，不可直接测量的量是 ( ) A 、P B 、v C 、h D 、T 2、开口系稳态稳流能量方程为( ) A 、 0=+?+t W H Q B 、0=-?+t W H Q . C 、0=+?-t W H Q D 、0=-?-t W H Q 3、气体常量R ( ) 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 4、 理想气体的 是两个相互独立的状态参数。 ( ) 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 5、理想气体流过阀门，前后参数变化为（ ） A 、T ?＝0，s ?＝0 B 、s ?>0，T ?＝0， C 、0≠?T ，s ?>0 D 、s ?<0，T ?＝0 6、在压力为p 时，饱和水的焓为h ′，干饱和蒸汽的焓为h ″。当湿蒸汽的干度0 A 、h ″>h>h ′ B 、h>h ″>h ′ C 、h D 、h ′>h>h ″ 7、饱和湿空气的相对湿度（ ） A ．?>1 B. ?=1 C. ?<1 D.0 A 、1kg 湿空气的焓 B 、1m 3湿空气的焓 C 、 1kg 干空气与1kg 水蒸汽焓之和 D 、 1kg 干空气的焓与1kg 干空气中所含水蒸汽的焓之和 9、热力学第二定律表明 （ ） A 、能量转换过程中, 能量的总量保持定恒不变 B 、第一类永动机不可能制造成功 C 、单热源热机不可能制造成功 D 、热量中含有有效能和无效能,两者可以相互转换 10、压缩过程的多变指数n=_____时,压气机所消耗的功最大. （ ） A 、 ∞ B 、 K C 、 1 D 、 0 二、填空题（共30分，其中第11～16题，14空，每空1分；第17～21题，8空，每空2分） 11、根据热力系统和外界之间的能量和物质交换情况，热力系统可分为 、 、 、 。 12、T C u V ?=?对于理想气体适用于 热力过程，对实际气体适用 于 热力过程。 13、对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？ 。可逆 时的计算公式是 。 14、压缩机的实际压缩过程为多变过程,其多变指数n 介于 之间。 15、已知H 2O 在压力为MPa p 1=时，饱和温度C t s 88.179=，则判断下列H 2O 的状态： MPa p 1=、 C t 200=时为 状态； MPa p 1=、C t 160=时为 状态； MPa p 1=、干度为0.6时为 状态； 16、用干球温度计和露点仪对湿空气测量得到3个温度：20C ?、25C ?和30C ?，则干球温度 为 ，露点温度为 。 17、图示测压装置, 已知大气压力p a = 0.1MP a , 表 B 指示的是右测的表压力p g 右= 0.4MPa, 左侧的绝对压力为1MPa, 测左右两侧压差的表A 指示应为 18、已知某理想气体的平均摩尔比热)(281000,K mol J C C C m P ?=??，)(302000,K mol J C C C m P ?=??， 则=??C C m P C 200100, ，=??C C m V C 200100, 。 19、热力学第二定律的数学表达式为 、 、 。 20、卡诺机A 工作在447C ?和T 的两个热源间，卡诺机B 作在T 和227C ?的两个热源间，当此两热机的热效率相等时，T 热源的温度T ＝ 600 。 21、如图所示，水蒸气处于状态a,线段ab 、ac 、bc 已知，则水蒸气的干度可用这些线段表示为x = 三、是非题(每题122、气体吸热后温度一定升高。（ ） 23、循环净功越大，则循环的热效率也越大。（ ） 24、冬季取暖，若不采取其它任何措施，室内温度增大，则室内相对湿度减小。（ ） 25、湿空气的含湿量表示1kg 湿空气中水蒸气的含量。（ ） b a c 26、若容器中气体的压力没有改变，则安装在该容器上的压力表的读数就不会改变（ ） 27、理想气体的P C 、V C 值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关。（ ） 28、绝热节流前后工质的焓值相等。（ ） 29、湿空气的相对湿度越大，其中水蒸气分压力也越大。（ ） 30、工质完成不可逆过程，其初、终态熵的变化无法计算。（ ） 31、一定质量的理想气体经历一个不可逆过程，系统吸热10KJ ，对外界作功20KJ,则气体温度降低。（ ） 四、简答题（3小题，每个5分，共15分） 32、状态量与过程量有什么不同？常用的状态参数哪些是可以直接测量的？哪些是不可直接测量的？与第二定律有关的参数是什么？ 33、热力学第一、第二定律的实质分别是什么？ 34、试述膨胀功、技术功和流动功的意义及关系。 五、计算题（4小题，共35分） 35、一定量的空气，经过下列四个可逆过程组成的循环1-2-3-4-1。试填充下表所缺的数据，并判断是热机循环还是制冷循环。（10分） 36、质量为4kg 的理想气体，其气体常数R=287J/(kg ·k)，由初态1P ＝0.4MPa ，T 1=298K ，经可逆定温膨胀过程后终压2P ＝0.1 MPa 。求Q 、ΔU 、W 、ΔS 。 (8分 ) 37、有人设计了一热机，工质分别从温度为1T ＝1000K 、2T ＝800K 的两个高温热源吸热25001=Q kJ 和10002=Q kJ ，并向温度为0T ＝300K 的冷源放热3Q ，问：（1）如要求热机作出循环净功 2000=net W kJ ，请用孤立系熵增原理判断此循环能否实现？（2）最大循环净功为max ,net W 多少？ （8分） 38、有人设计了一种特殊装置，它可使一股氮气分离成两股流量相等、压力相同的氮气，其中一股为高温，另一股为低温，参数如图所示，试通过定量计算验证这种装置是否可行？从理论上这个设)K ?。（9分） 一、单项选择题(每题1分，共10分) 1、_________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.没有摩擦的准平衡 D.没有温差的 2、闭口系能量方程为( ) A.Q+△U+W=0 B.Q+△U－W=0 C.Q－△U+W=0 D.Q－△U－W=0 3、气体常量R( ) 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 4、理想气体的是两个相互独立的状态参数。( ) 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 5、图示测压装置, 已知大气压力p a = 0.1MP a, 表 B 指示的是右测的表压力p g右= 0.4MPa, 左侧的绝对压力为1MPa, 测左右两侧压差的表A指示应为（） A. 0.6Mpa B.0.5MPa C.0.7MPa D.0.4MPa 6、在压力为p时,饱和水的熵为s′;干饱和蒸汽的熵为s″。当湿蒸汽的干度0 ( ) A.s″>s>s′ B.s>s″>s′ C.s D.s′>s>s″ 7、饱和湿空气的相对湿度（） A．?>1 B. ?=1 C. ?<1 D.0 8、湿空气的焓h为（） A. 1kg湿空气的焓 B.1m3湿空气的焓 C.1kg干空气与1kg水蒸汽焓之和 D.1kg干空气的焓与1kg干空气中所含水蒸汽的焓之和 9、热力学第二定律表明（） A.能量转换过程中, 能量的总量保持定恒不变 B.第一类永动机不可能制造成功 C.单热源热机不可能制造成功 D.热量中含有有效能和无效能,两者可以相互转换 10、压缩过程的多变指数n=_____时,压气机所消耗的功最少. （） A. 0 B. 1 C. K D. ∞ 二.填空题（每空2分，共40分） 11、常用的状态参数中，直接测量的量有 ，不可直接测量的量有 ，与热力学第二定律有关的参数是 。 12、T C u V ?=?对于理想气体适用于 热力过程，对实际气体适用 于 热力过程。 13、对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？ 。可逆时的计算公式是 。 14、已知某理想气体的平均摩尔比热)(281000,K mol J C C C m P ?=??，)(302000,K mol J C C C m P ?=??， 则=??C C m P C 200100, ，=??C C m V C 200100, 。 15、热力学第二定律的数学表达式为 、 。 16、在稳定流量能量方程式s f Z g C h q ω+?+?+?=221中，哪几项能量是机械能形 式 。 17、采用两极活塞式压缩机将压力为0.1Mpa 的空气压缩至2.5Mpa ，中间压力为 时耗功最小。 18、卡诺机A 工作在352C ?和T 的两个热源间，卡诺机B 作在T 和127C ?的两个热源间，当此两热机的热效率相等时，T 热源的温度T ＝ 。 19、如图所示，水蒸气处于状态a,线段ab 、ac 、bc 已知，则水蒸气的干度可用这些线段表示为x = 20、用干球温度计和露点仪对湿空气测量得到3个温度：16C ?、18C ?和30C ?，则干球温度为 ，露点温度为 。 21、 压所机的实际压缩过程为多变过程,其多变指数n 介于 之间。 22、 与外界既无能量交换也无物质交换的热力系称为_____热力系。 23、 水的三相点温度为___________℃。 三、是非题(每题1分，共10分) 24、系统工质经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故该系统工质不能与外界交换热量。（ ） 25、循环净功越大，则循环的热效率也越大。（ ） 26、冬季取暖，若不采取其它任何措施，室内温度增大，则室内相对湿度减小。（ ） 27、湿空气的含湿量表示1kg 湿空气中水蒸气的含量。（ ） b a c 28、用压力表可以直接读出绝对压力值。（ ） 29、理想气体的P C 、V C 值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关。（ ） 30、热力系统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。（ ） 31、湿空气的相对湿度越大，其中水蒸气分压力也越大。（ ） 32、工质完成不可逆过程，其初、终态熵的变化无法计算。（ ） 33、一定质量的理想气体经历一个不可逆过程，系统吸热10KJ ，对外界作功20KJ,则气体温度降低。（ ） 四、计算题（共40分） 34、一定量的空气，经过下列四个可逆过程组成的循环1-2-3-4-1。试填充下表所缺的数据。（10分） 35. 1Kg 空气从状态1可逆定温压缩到 P2=3P1 ，然后定压加热到状态3 , 最后经定容回到初态。已知：p1=0.1MPa ，T1=300k ，k=1.4, R=287 J/(Kg.K) 请将该循环定量地表示在p--v 及T--s 图上。(8分) 36、欲设计一热机，使之能从温度为1000K 的高温热源吸热2500kJ ，并向温度为300K 的冷源放热900kJ 。（1）请用孤立系熵增原理判断此循环能否实现？（2）若把此热机当制冷机用，从冷源吸热900kJ ，能否可能向热源放热2500kJ ？（12分） 全国2001年10月高等教育自学考试 工程热力学（一）试题 课程代码：02248 第一部分 选择题 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题1分，共15分)在每小题列出的四个选项中只有一项是符 合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 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 ′;干饱和蒸汽的熵为s ″。当湿蒸汽的干度0 A.s ″>s>s ′ B.s>s ″>s ′ C.s D.s ′>s>s ″ 9.电厂热力设备中， C 内的热力过程可视为定温过程。 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;燃烧室出口燃气温度为T 3,则其理想循环热效率为( B ) A ．1－ 1 2T T B.1－ 2 1T T C.1－ 2 3T T D.1－ 3 2T T 14．饱和湿空气的相对湿度（ B ） A ．?>1 B. ?=1 C. ?<1 D.0 A. 1kg 湿空气的焓 B. 1m 3 湿空气的焓 C. 1kg 干空气与1kg 水蒸汽焓之和 D. 1kg 干空气的焓与1kg 干空气中所含水蒸汽的焓之和 二、多项选择题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)在每小题列出的五个选项中有二至五个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。多选、少选、错选均无分。 16.单位物量的理想气体的热容与_____有关。(ACDE ) A.温度 B.压力 C.气体种类 D.物量单位 E.过程性质 17.卡诺循环是_AE___的循环。 A.理想化 B.两个定压、两个绝热过程组成 C.效率最高 D.热源和冷源熵变相等 E.可逆 18.水蒸汽h －s 图上的定压线( AD ) A.在湿蒸汽区为直线 B.在过热蒸汽区为直线 C.在湿蒸汽区为曲线 D.在过热蒸汽区为曲线 E.在湿蒸汽区和过热蒸汽区是斜率不同的直线 19.理想气体经绝热节流后，前后稳定截面上的_BD____相等。 A.压力 B.温度 C.比体积 D.焓 E.熵 20.从理论上分析，活塞式压气机压缩空气的过程可以有_____过程。( CDE ) A.定压 B.定体 C.定温 D.绝热 E.多变 第二部分 非选择题 三、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 21.与外界既无能量交换也无物质交换的热力系称为_孤立____热力系。 22.热力系的储存能包括__热力学能、宏观动能、重力位能___。 23.已知某双原子气体的气体常数Rr=260J/(kg ·k)，则其定值定体质量比热容c v =__650 ___J/(kg ·k)。 24.已知1kg 理想气体定压过程初、终态的基本状态参数和其比热容，其热力学能的变化量可求出为Δu=__ c v (T 2－T 1) ___。 25.定值比热容为c n 的多变过程，初温为t 1,终温为t 2，其熵变量Δs=_ .c n ln 1 2T T ____。 26.水蒸汽的临界压力为_.22.12 ____MPa 。 27.流体流经管道某处的流速与__.当地音速___的比值称为该处流体的马赫数。 28.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_环境温度 ____的限制。 29.压气机增压比较大时，为了减少滞胀容积、提高容积效率，除了尽可能减小余隙容积外，通常还 采取__多级压缩、中间冷却___的措施。 30.未饱和湿空气的相对湿度值在_0与1 ____之间。 四、名词解释(本大题共5小题，每小题3分，共15分) 31.控制质量 32.热量的无效能 33.水蒸汽的饱和状态 34.喷管效率 35.湿空气的含湿量 五、简答题(本大题共5小题，每小题5分，共25分) 36.准平衡过程与可逆过程有何共同处?有何区别?有何联系? 37.理想气体状态方程有哪些常见形式?方程中的常数项与物性是否有关? 38.干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态参数各有何特点? 39.何谓汽流在喷管中的临界状态?何谓临界压力比?理想气体的临界压力比与哪些因素有关? 40.何谓汽耗率?何谓热耗率?它们与热效率有什么关系? 六、计算题(本大题共4小题，41~43小题每小题5分，44小题10分，共25分) 41.m=2.26kg理想气体的气体常数Rr=430J/(kg·k)，比热比k=1.35。初温T1=477K，经可逆定体过 程后终温T2=591K。求Q、ΔU、W、ΔS。 42.设炉膛中火焰的温度恒为t r=1500℃，汽锅内蒸汽的温度恒为t s=500℃，环境温度为 t0=25℃，求火焰每传出1000kJ热量引起的熵产和作功能力损失。 43.空气可逆绝热流过一喷管，入口压力p1=0.7MPa，温度t1=800℃，出口压力p2=0.15MPa，此喷管 是什么外型的喷管?入口空气流速忽略不计，比热容和比热比取定值，分别为c p=1.004kJ/(kg·K)，k=1.4，求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。 44.一次再热两级(混合加热器)回热的蒸汽动力循环，初压p1=10MPa,初温t1=500℃,终压p2=0.005MPa； 再热过程a~b中压力p a=p b=1.5MPa,再热后蒸汽温度t b=500℃;第一级抽汽压力p01=p a=1.5MPa，第二级抽汽压力p02=0.13MPa。已查出 新蒸汽焓h1=3374kJ/kg,汽轮机排汽焓h2=2322kJ/kg； 第一级抽汽焓h01=2872kJ/kg,压力p o1下饱和水焓 h'=844.7kJ/kg; 01 第二级抽汽焓h02=2816kJ/kg,压力p o2下饱和水焓 h'=448.9kJ/kg; 02 再热过程a~b蒸汽的焓h a=h01=2872kJ/kg, h b=3473kJ/kg; 汽轮机排汽压力p2下饱和水的焓 h'=137.8kJ/kg。 2 试列出回热加热器的热平衡式，并算出抽汽率α1和α2及循环热效率。 全国2001年10月高等教育自学考试 工程热力学(一)试题参考答案 课程代码：02248 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 1.C 2.D 3.D 4.A 5.C 6.B 7.A 8.A 9.C 10.B 11.A 12.B 13.B 14.B 15.D 二、多项选择题(本大题共5小题，每小题2分，共10分) 16.ACDE 17.AE 18.AD 19.BD 20.CDE 三、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 21.孤立 22.热力学能、宏观动能、重力位能 23.650 24.c v (T 2－T 1) 25.c n ln 1 2T T 26.22.12 27.当地音速 28.环境温度 29.多级压缩、中间冷却 30.0与1 四、名词解释(本大题共5小题，每小题3分，共15分) 31.闭口系内包含的物质量是恒定的，这种作为研究对象的恒量物质称为控制质量。 32.热源提供的热量，在环境为冷源的卡诺循环中，不能转换为功的部分。 33.汽化和液化速率相等，成为一种汽液相变的动态平衡的状态。 34.喷管出口气流的实际功能与理想出口动能的比值。 35.一定体积的湿空气中所含水蒸汽的质量与其中所含干空气质量的比值。 或湿空气中，每1kg 干空气中所含水蒸汽的质量。 五、简答题(本大题共5小题，每小题5分，共25分) 36.它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平衡状态的状态组成的过程。 它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损耗。 一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。 37.1kg 气体:pv=R r T mkg 气体:pV=mR r T 1kmol 气体：pV m =RT nkmol 气体：pV=nRT R r 是气体常数与物性有关，R 是摩尔气体常数与物性无关。 38.干饱和蒸汽：x=1,p=p s t=t s v=v ″,h=h ″ s=s ″ 湿饱和蒸汽：0 39.流速为当地音速(Ma=1)时的状态称为流体的临界状态。 流体临界状态的压力(临界压力)与其滞止压力的比值，称为临界压力比。 理想气体的临界压力比只与气体的物性有关(或比热比k 有关) 40.汽耗率是每作1kw ·h 功(每发1度电)的新蒸汽耗量(汽耗量)。 热耗率是每作1kw ·h 功(每发1度电)的耗热量。 热耗率与热效率是直接关联的，热耗率越高，热效率就越低； 而汽耗率与热效率就没有这种对应关系，汽耗率低不一定热效率高，汽耗率高也不一定热效 率低。 六、计算题(本大题共4小题，第41、42、43每小题5分，第44题10分，共25分) 41.c v = r R 1 k 1-= 1 35.1430-=1229J/(kg ·k) W=0 △U=mc v (T 2－T 1)=2.26×1.229×(591－477)=317kJ Q=△U=317kJ △S=mc v ln 1 2T T =2.26×1.229×ln 477 591=0.595kJ/K 42.ΔS g = 273 150******** 5001000+-+ =0.73kJ/K E x1=T 0·ΔS g =(273+25)×0.73 =217.5kJ 43. 1 2p p = 7 .015.0=0.214<0.528 为缩放型喷管。 T 2=T 1( k 1 k 1 2) p p -=1073×( 4 .11 4.1) 7 .015.0-=691K c 2=)T T (c 221p -=)6911073(10042-??=876m/s M 2= 2 2a c = 691 2874.1876?? 1.66 44.第一级回热加热器热平衡α1(h 01－01h ')=(1－α1)( 01h '－02h ') 第一级抽汽率α1= 02 010201h h h h '-'-' = 9 .44828729.4487.844--=0.163 第二级回热加热器热平衡，α2(h 02－02h ')=(1－α1－α2)( 02h '－2h ') 第二级抽气率2α=2 022021h h ) h h )(1('-'-'α- = 8 .1372816) 8.1379.448()163.01(--?-=0.972 ηt =1－ 1 2q q =1－ ) h h )(1()h h ()h h )(1(01b 10112221-α-+'-'-α-α- =1－ ) 28723473()163.01()7.8443374()8.1372322()0972.0163.01(-?-+--?--=47% 一、单项选择题(每题1.5分，共15分) 1、常用的状态参数中，可以直接测量的量是 ( D ) A 、u B 、h C 、s D 、T 2、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 3、通用气体常量R ( 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 4、 理想气体的 是两个相互独立的状态参数。 ( D ) 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 5、理想气体流过阀门，前后参数变化为（ B ） A 、T ?＝0，s ?＝0 B 、s ?>0，T ?＝0， C 、0≠?T ，s ?>0 D 、s ?<0，T ?＝0 6、在压力为p 时,饱和水的熵为s ′;干饱和蒸汽的熵为s ″。当湿蒸汽的干度0 A.s ″>s>s ′ B.s>s ″>s ′ C.s D.s ′>s>s ″ 7、饱和蒸汽的干度（ B ） A 、x=0 B 、 x=1 C 、x<1 D 、0 A 、1kg 湿空气的焓 B 、1m 3湿空气的焓 E 、 1kg 干空气与1kg 水蒸汽焓之和 F 、 1kg 干空气的焓与0.001dKg 水蒸汽的焓之和 9、一定量的理想气体经历一个不可逆过程,对外做功15KJ,放热5KJ,则气体温度变化为（ B ） A 、升高 B 、降低 C 、不变 D 、不能确定 10、由理想气体混合物分压力和分容积定义可以得到( C ) A 、pV i =m i RT B 、p i V =m i RT C 、p i V i = R 0T D 、pV i =p i V 二、填空题（每空1.5分，共30分） 11、一定量的空气经过四个可逆过程组成的循环1-2-3-4-1。请填充下表所缺的数据 12、热力学第一定律在循环过程中的应用表达式是 。 13、压缩过程的多变指数n=_____时,压气机所消耗的功最大. 14、热力学第二定律的实质为 、 、 。 15、用干球温度计和露点仪对湿空气测量得到3个温度：16C ?、18C ?和30C ?，则干球温度 为 ，露点温度为 。 16、在稳定流量能量方程式s f Z g C h q ω+?+?+?=22 1中，哪几项能量是机械能形 式 。 17、已知某理想气体的平均摩尔比热)(261000,K mol J C C C m P ?=??，)(302000,K mol J C C C m P ?=??， 则=??C C m P C 200100, ，=??C C m V C 200100, 。 18、已知H 2O 在压力为MPa p 5.0=时，饱和温度C t s 85.151=，则判断下列H 2O 的状态： MPa p 5.0=、C t 200=时为 状态； MPa p 5.0=、C t 150=时为 状态； MPa p 5.0=、干度为0.6时为 状态； 19、卡诺机A 工作在447C ?和T 的两个热源间，卡诺机B 作在T 和227C ?的两个热源间，当此两热机的热效率相等时，T 热源的温度T ＝ 。 20、饱和湿空气的相对湿度?= 。 三、名词解释(每题3分，共15分) 21、绝热系 22、孤立系熵增原理 23、平衡状态 24、露点 25、相对湿度 四、计算题（4小题，共40分） 26、质量为2kg 的理想气体，其气体常数R=287J/(kg ·k)，由初态1P ＝0.4MPa ，T 1=298K ，经可逆定温膨胀过程后终压2P ＝0.1 MPa 。求Q 、ΔU 、W 、ΔS 。 (8分) 27、在如下的p-v 图和T-s 图上过A 点画出理想气体的定容、定压、定温、定熵和多变（n=-1）过程曲线。（10分） 28、欲设计一热机，使之能从温度为973K 的高温热源吸热2000kJ ，并向温度为303K 的冷源放热800kJ 。（1）请问此循环能否实现？（2）若把此热机当制冷机用，从冷源吸热800kJ ，能否可能向热源放热2000kJ ？（10分） 29、有一台能同时产生冷、热空气的设备，参数如图所示。设各股空气均按稳定情况流动，且不计入口、出口处的动能差和位能差。已知空气的摩尔定压热容)(3.29,K mol J C m p ?=，环境温度T 0=273.15K ，请问 （1）推断此装置中进行的过程能否实现？ （2）若要求两股流出气流的温度分别为C t b ?-=15和C t c ? -=15，流入气流的最低温度是多少？ （12分） 1．空气的初态为p 1=150kPa ，t 1=27℃，今压缩2kg 空气，使其容积为原来的41 。若分别 进行可逆定温压缩和可逆绝热压缩，求这两种情况下的终态参数，过程热量、功量以及 内能的变化，并画出p -v 图，比较两种压缩过程功量的大小。（空气： p c =1.004kJ/(kgK)，R=0.287kJ/(kgK)） 2．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？（14分） 3、可逆压气机稳定压缩空气，吸入空气压力为0.1 MPa，温度为300K，输出空气压力为0.9 MPa，空气为理想气体，空气的比定压比热和比定容比热分别为1.005 kJ/(kg?K) 和0.718 kJ/(kg?K)空气的气体常数R g=287 J/(kg?K)。（共20分） （1）分别按下列四种情况计算单位质量工质的压气机耗功[kJ/kg]。 a. 定熵压缩（κ=1.4） b. 多变压缩（n =1.3） c. 等温压缩 （2）三个压缩过程（定熵压缩、多变压缩、等温压缩）分别画在p-v图和T-s图中。（3）计算多变压缩时，压机出口温度、压气机进出口比热力学能的变化量[J/kg]、比焓的变化量[J/kg]，比熵的变化量。[J/(kg?K)] 最新工程热力学期末复习题答案 《工程热力学》练习题参考答案 第一单元 一、判断正误并说明理由： 1.给理想气体加热，其热力学能总是增加的。 错。理想气体的热力学能是温度的单值函数，如果理想气体是定温吸热，那么其热力学能不变。 1.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变 化。 错。压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。所以压力表读数发生变化可以是气体的发生了变化，也可以是大气压力发生了变化。 2.在开口系统中，当进、出口截面状态参数不变时，而单位时间内流入与流出 的质量相等，单位时间内交换的热量与功量不变，则该系统处在平衡状态。 错。系统处在稳定状态，而平衡状态要求在没有外界影响的前提下，系统在长时间内不发生任何变化。 3.热力系统经过任意可逆过程后，终态B的比容为v B大于初态A的比容v A，外 界一定获得了技术功。 错。外界获得的技术功可以是正，、零或负。 4.在朗肯循环基础上实行再热，可以提高循环热效率。 错。在郎肯循环基础上实行再热的主要好处是可以提高乏汽的干度，如果中间压力选的过低，会使热效率降低。 6．水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。 错。因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数，所以水蒸汽的定温过程中，加入的热量并不是全部用与膨胀做功，还使水蒸汽的热力学能增加。 7．余隙容积是必需的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。 对。余隙容积的存在降低了容积效率，避免了活塞和气门缸头的碰撞，保证了设备正常运转，设计压气机的时候应尽可能降低余容比。 8．内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高。 错。在循环增压比相同吸热量相同的情况下，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高；但是在循环最高压力和最高温度相同时，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率低。 9．不可逆过程工质的熵总是增加的，而可逆过程工质的熵总是不变的。 错。熵是状态参数，工质熵的变化量仅与初始和终了状态相关，而与过程可逆不可逆无关。 10．已知湿空气的压力和温度，就可以确定其状态。 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、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。 工程热力学复习题 一、单项选择题 ．热力系内工质质量若保持恒定，则该热力系一定是 。 ．开口系 .闭口系 . 孤立系 .不能确定 （知识点：教材页：热力系统。稳定流开口系，当处于稳定状态时，工质 质量也会保持恒定。如果热力系与外界有热量交换，则不是孤立系，所以答案 不正确。）.不能确定 ．某压力容器，其压力表的读数在重庆为1g p 与在拉萨2g p 时相比较 。 ． 相同12g g p p = . 增大21g g p p > . 减小12g g p p < . 无法确定 （知识点：教材页，压力的概念，通常我们所使用的测压计，测出的是工 质的真实压力和环境压力之差，当真实压力不变，而环境压力减小时，压差会 增大。）. 增大21g g p p > ．开口系的质量是 。 ．不变的 .变化的 . 变化的也可以是不变的 .在理想过程中是不变的 （知识点：教材页：热力系统。稳定流开口系质量不变，但非稳定流则会改 变。）. 变化的也可以是不变的 . 准平衡过程，工质经历的所有状态都接近于 。 .初状态（可以不在初状态） .环境状态 .终状态（也可以不在初状态） .邻近状态 （知识点：教材页，偏离平衡态无穷小，随时恢复平衡的状态变化过程就是 准静态过程，也叫准平衡过程。准平衡过程虽然偏离平衡态无穷小，但可以偏 离初始态一个较大的变化，因此答案不正确，不正确，那么也不正确，准平衡 过程可能是在孤立系统中发生的，这时就不会与环境状态相接近，因此答案为）. 邻近状态 .一定量理想气体从相同的初态出发分别经过不可逆过程、可逆过程到达相同的 终状态，则两过程中气体热力学能变化 。 ． 2121B A U U ?? ． 2121B A U U ?-=? （知识点：教材页，热力学能的变化，在不考虑化学能和原子核能的情况 下，只是内动能和内位能的变化。在一个从状态到状态的过程中，可以有两种 方式，一种是可逆的，一种是不可逆的，但不管过程是否可逆，当初态相同， 终态相同时，系统的热力学能的改变就是相同的。）．1212A B U U ?=? .气体在管道中可逆流动时，任何截面上的滞止焓 。 . 222 22222 1 1f f f c h c h c h +≠+≠+ . 22222211f f c h c h ++〉 . 2222 22 1 1f f c h c h +<+ .均相等 （知识点：教材页，滞止焓是该截面上这一点工质的焓与工质的动能之和）. 均相等 .某一定量工质将的热量散失到周围环境，若工质散热时熵变化kJ/K ，这过 程 。 .可以发生且为可逆 （可逆过程的熵变为零） .可以发生且为不可逆 .不可能发生（在外力作用下也可能实现，比如系统温度高于环境温 度） .违反熵增原理（如果这个过程是自发完 成的，才违反熵增原理） （知识点：教材、页热力学第一定律和第二定律。过程能否进行，主要看 是否违反热力学第一定律和第二定律，第一定律是能量守恒定律，第二定律判 定过程的方向，给出了定量工质向环境散失的热量，题目未说明，但有可能在 外界对系统做功的情况下能量守恒，同时系统的熵减小，所以答案为。如果这 个过程是自发过程则不可能发生。）.可以发生且为不可逆 .刚性容器中有某种理想气体，参数、、，现定温充入另一种气体，使容器中的压 力升到，充入的气体质量 。 第一章 基本概念及定义 一、填空题 1、热量与膨胀功都是 量，热量通过 差而传递热能，膨胀功通过 差传递机械能。 2、使系统实现可逆过程的条件是：（1） ，（2） 。 3、工质的基本状态参数有 、 、 。 4、热力过程中工质比热力学能的变化量只取决于过程的___________而与过程的路经无关。 5、热力过程中热力系与外界交换的热量，不但与过程的初终状态有关，而且与_______有关。 6、温度计测温的基本原理是 。 二、判断题 1、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 2、无论过程是否可逆，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。（ ） 3、膨胀功的计算式?= 2 1 pdv w ，只能适用于可逆过程。 （ ） 4、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。（ ） 5、循环功越大，热效率越高。（ ） 6、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（ ） 7、系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。（ ） 8、系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。（ ） 9、孤立系统的热力状态不能发生变化。（ ） 10、经历一个不可逆过程后，系统和外界的整个系统都能恢复原来状态。（ ） 三、选择题 1、闭口系统功的计算式21u u w -=（ ）。 （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 ）只适用于理想气体绝热过程 （D ）只适用于可逆的绝热过程 2、孤立系统是指系统与外界（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有任何能量传递与质交换 3、绝热系统与外界没有（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有功量交换 工程热力学期末复习手册 ——by 机61学习小组一、各章要点： 第五章： 1.活塞式内燃机循环：（特点、计算、比较） 2.燃气轮机循环：理想循环和实际循环计算和比较 3.提高热效率的手段：回热、间冷+回热、再热+回热 第六章： 1.熟悉pT相图 2.熟悉1点2线3区5态 3.会查出水蒸气的参数 4.基本热力过程在p-T、T-s、h-s图上的表示，会计算q、wt 5.注意与理想气体比较，哪些公式可用、哪些不能用 第七章： 1.熟悉朗肯循环图示与计算 2.朗肯循环与卡诺循环 3.蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 4.再热、回热原理及计算 第八章： 1.空气压缩制冷，分析、计算、回热 2.蒸汽压缩制冷，分析、计算 3.压缩式热泵循环，与制冷原理相同，会计算 4.吸收式制冷，。。。。。。，制冷剂，一般了解 第九章： 1.成分描写 2.分压定律和分容积定律 3.混合物参数计算（混合熵增） 4.湿空气概念与计算 第十章： 1.会从四个特征式，推到出8个偏导数和4个Maxwell式 2.了解s,u,h,f,g,cp,cv,cp-cv与状态方程的关系 3.知道焦汤系数的定义与含义 4.了解各状态方程的特点，适用范围 5.理解对比态原理，会查图计算 第十二章： 1.基本概念，各概念的条件（热效应，燃料热值，标准生成焓，化学Ex，平衡判据，自发反应方向） 2.理解计算反应热、热值、理论燃烧温度、反应度、平衡常数的计算方法 3.一般了解热力学第三定律 二、典型简答题 1.勃雷登循环采用回热的条件是什么？一旦可以采用回热为什么总会带来循环热效率的提高？ 2.提高燃气轮机循环效率的方法有那些？ 3.为什么从能源问题和环境污染问题出发，斯特林发动机又重新引起人们的重视？ 4.为什么柴油机的效率普遍高于汽油机？ 5.影响活塞式发动机热效率高低的最主要的因素是什么？ 6.有没有零度以下的液态水和气态水存在？ 7.卡诺循环效率比同温限下其他循环效率高，为什么蒸汽动力循环8采用卡诺循环方案？ 8.提高朗肯循环热效率的方法有哪些？ 9.总结蒸汽参数对循环的影响，各有何利弊？. 10.蒸汽中间在过热的主要作用是什么？是否总能通过再热提高循环热效率？什么条件下中间在过热才能对提高热力效率有好处？ 11.空气压缩制冷和蒸汽压缩制冷各有何优缺点？ 12.空气回热压缩制冷循环相比与传统的活塞式空气压缩制冷循环有何优点？ 13.蒸汽压缩制冷循环中为什么要用节流阀代替膨胀机？ 14.吸收式制冷循环相比于蒸汽压缩制冷循环有何优点？ 15.试从能量利用的角度，简要说明热泵供暖与电加热器取暖的优劣。 16.理想混合气体的（cp-cv）是否仍遵循迈耶公式？ 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 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 ） 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 A.流速不变，流量不变 B.流速降低，流量减小 C.流速不变，流量增大 D.流速降低，流量不变 8.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经( A )过程气体终温最高。 A.绝热压缩 B.定温压缩 C.多变压缩 D.多级压缩 9._________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 10.绝对压力p, 真空pv，环境压力Pa 间的关系为( D ) A.p+pv+pa=0 B.p+pa－pv=0 C.p－pa－pv=0 D.pa－pv－p=0 11 Q.闭口系能量方程为( D ) A. +△U+W=0 B.Q+△U－W=0 C.Q－△U+W=0 D.Q－△U－W=0 12.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 13.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 14.已知一理想气体可逆过程中,wt=w,此过程的特性为( B ) A.定压 B.定温 C.定体 D.绝热 15.在压力为p 时,饱和水的熵为s′.干饱和蒸汽的熵为s″。当湿蒸汽的干度0 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》复习题型 一、简答题 1.状态量（参数）与过程量有什么不同？常用的状态参数哪些是可以直接测 定的？哪些是不可直接测定的？ 内能、熵、焓是状态量，状态量是对应每一状态的（状态量是描述物质系统状态的物理量）。功和热量是过程量，过程量是在一个物理或化学过程中对应量。（过程量是描述物质系统状态变化过程的物理量）温度是可以直接测定的，压强和体积是不可以直接测定的。 2.写出状态参数中的一个直接测量量和一个不可测量量；写出与热力学第二 定律有关的一个状态参数。 3.对于简单可压缩系统，系统与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如 何计算。 交换的功为体积变化功。可逆时 4.定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多 少？ 0、1、k、n 5.试述膨胀功、技术功和流动功的意义及关系，并将可逆过程的膨胀功和技 术功表示在p v 图上。 膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功(由于这个机械工通常是通过转动的轴输入、输出，所以工程上习惯成为轴功);流动功是推动工质进行宏观位移所做的功。 膨胀功=技术功+流动功 6.热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达式。热力学第一定律的实质就是能量守恒与转换定律在热力学上的应用。（他的文字表达形式有多种，例如：1、在孤立系统中，能的形式可以转换，但能的总量不变；2、第一类永动机是不可能制成的。）数学表达式： 进入系统的能量-离开系统的能量=系统储存能量的增量 热力学第二定律的实质是自发过程是不可逆的；要使非自发过程得以实现，必须伴随一个适当的自发过程作为补充条件。数学表达式可用克劳修斯不等式表示： ∮(δQ T )≤0 7.对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如 何计算（写出表达式）？ 简单可压缩系统与外界只有准静容积变化功(膨胀功或压缩功)的交换。可逆时公 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 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 工程热力学复习题答案整理-判断题和简答题 校内本科班工程热力学复习题答案整理 （判断题和简答题部分） 一、判断正误，并解释原因（5 题，4 分每题） 1、热力系统处于平衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳定均匀的。 答：错误。因为均匀是相对于平衡状态下单相物系而言的。详见P16 2、理想气体的分子是没有大小和质量的，且其相互间的碰撞是弹性的。 答：错误。理想气体是些弹性的、不具体积的质点，存在质量。 3、从微观上讲，只要分子之间的作用力和分子自身体积可以忽略，则这种气体就可以 视为理想气体。高空大气层内气体十分稀薄，满足上述要求，故可以视为理想气体，可 用经典热力学知识处理有关问题。 答：正确。详见P61-P62 4、理想气体发生的任意可逆热力过程都能够用“n pv=常数”来描述其过程特点。 答：错误。只有当n pv中的n为常数时才可以用来描述。 正确。当考察的过程时微元过程时。 5、如果从同一初始状态到同一终态有可逆和不可逆两个过程，则可逆过程的熵变小于 不可逆过程的熵变。 答：错误。因为熵是状态函数，对于同一初始状态和同一终态的两个过程，其熵变相同。 6、根据热力学第二定律，自然界不可能有熵产为负的过程发生，所有自发过程都会导 致能量品质的降低。 答：正确。所有自发过程都是不可逆过程，而不可逆过程会导致作功能力损失，使能量的品质降低。 7、水在定压汽化过程中温度保持不变，则此过程中的吸热量等于其对外所做的膨胀功。 答：错误。此过程吸收的热量等于蒸汽分子内位 能增加和对外所做的膨胀功。详见P80 8、水蒸汽图表中参数的零点选定为三相状态下的液态水的参数。 答：正确。详见P82 9、水处于三相状态时的压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。 答：错误。处在三相状态下的水由于存在着汽化潜热，则升高相同的温度所需热量更多，即比热容要大于临界状态下的相应值。 正确。对于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。 10、对于任一现成喷管，无论其形式如何，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量 都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。 答：错误。当背压下降至临界压力 P时，流量达 cr 最大。若背压再下降，则流量保持不变。 11、如果气体能够在活塞式压气机的气缸内实现 广西大学课程考试试卷库 课程名称： 工程热力学 试卷编号：1 一、单项选择 1. 已知当地大气压Pb , 压力表读数为Pe , 则绝对压力 P为（ ）。 （a） P=Pb -Pe （b） P=Pe -Pb （c） P=Pb +Pe 2.准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程（ ）。 （a）做功无压差 （b）传热无温差 （c）移动无摩擦 3. 海平面A点， 高原上B点，试问 A 、 B 处哪点沸水温度高（ ） (a)A 点 （b） B 点 （c）同样高 4.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 （ ） (a) 0< <1 （b） 0< 适用于（ ） (a) 稳流开口系统 (b) 闭口系统 (c) 任意系统 (d) 非稳流开口系统 9、截流装置进行绝热节流时，节流前、后焓值H1与H2关系为。（） A、H1=H2 B、H1>H2 C、H1 工程热力学本科生期末 复习题答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】 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 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最新工程热力学期末复习题答案
工程热力学复习题
工程热力学期末复习题1答案
工程热力学期末复习题
工程热力学(1)考试复习重点总结
工程热力学期末复习手册
工程热力学试题
《工程热力学》第五版复习提纲
工程热力学期末考试试题
工程热力学期末考试试题
工程热力学复习题
工程热力学本科生期末复习题2答案
工程热力学复习题
工程热力学复习题答案整理-判断题和简答题
工程热力学复习题
工程热力学本科生期末复习题答案定稿版
工程热力学习题集及答案 最新
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