西南科技大学热工基础题库复习题
西南科技大学制造科学与工程学院
热工基础试题库
一、判断题（正确的在扩号内填“√”，错误的在扩号内填“×”）
1、比体积v 是广延状态参数。 ( )
2、工质的状态在参数坐标图上是一个点；过程在参数坐标图上是一条线段；循环在参数坐标图上是一条封闭曲线。( )
3、饱和湿空气的干球温度总是等于湿球温度。( )
4、采用中间加热循环可以利市循环的热效率，但排汽干度变小了。( )
5、绝热加湿过程可以近似地看成是湿空气焓值不变的过程。( )
6、绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增。 ( )
7、总热力学能U 是强度状态参数。 ( )
8、材料的导热系数用λ表示，导热的热阻就是λ1
。( )
9、未饱和湿空气的干球温度总是高于湿球温度。( )
10、在s T -图中，凝结水送给水泵约热压缩的升压过程，在低压低温条件下可以用一状态点表示。( )
11、定容过程即无膨胀（或压缩）功的过程。( )
12、状态方程是描述状态参数之间关系的方程。( )
13、大气压力b p 是随时间、地点而变化的，所以工质的表压力是不变的，而绝对压力要随p 的变化而变化。( )
14、因为是等温过程，工质在状态变化中要对外做功是不可能的。( )
15、温度是指物质的冷热程度，热量是指人依靠温差而传递的能量，所以它们的含义是不同的。( )
16、工质的定压比热容比定容比热容大。( )
17、工质的压力、温度、比容积三者关系中，当温度不变时，压力与比容积成反比。( )
18、可逆循环和不可逆循环的熵变都等于零。( )
19、在v p -图上，工质做功的大小，可用过程线下面积大小来识别。( )
20、工质在状态变化中若无摩擦和理想的情况下，熵值增大表示工质能量的损耗。( )
21、等溶过程中，工质的状态变化在v p -图上是一条对数曲线，在s T -图上是一条垂直于横坐标的线段。( )
22、绝热过程是熵等于零的过程。( )
23、工质熵的变化量s ?若是增加的，表明工质吸热，反之为放热。( )
24、汽化过程中，蒸发是在液体表面进行的，沸腾是在液体内部和表面同时进行的。( )
25、在φ=1时，干球温度t 湿球温度t w 和露点温度t d 不相等。( )
26、在同一压力下，水的沸点就是蒸汽的凝结温度。( )
27、在同一压力下，过热蒸汽的密度大于饱和蒸汽的密度。( )
28、高于临界温度时，要使物质从汽态变为液态，只要对它进行等温压缩即行。( )
29、s h -图上湿蒸汽的等压线与等温线是重合的。( )
30、蒸汽动力装置循环可以采用卡诺循环。( )
31、水在锅炉中被加热成过热蒸汽的过程，在v p -图上是一条垂直于横坐标的直线。( )
32、使系统熵增大的过程必为不可逆过程。( )
33、朗肯循环中有用功h h h w ?=-=21，即可以用焓降值来计算。( )
34、当蒸汽其他参数不变时，在循环中提高蒸汽初温1t ，可使排汽干度变小。( )
35、熵减少的过程是不可能实现的。( )
36、再热循环的再热级数可类同于回热循环的回热级数，为7~9级。( )
37、高温流体自发地向低温流体传递的热量q 与温压成正比，与热阻成反比。( )
38、导热系数λ与换热系数α的单位是相同的。( )
39、气体升温的过程必为吸热过程。( )
40、圆筒壁传热时，当管壁的
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2 41、当传热过程中导热热阻可忽略不计时，传热系数K 可以大于冷、热流体的换热系数α。 ( ) 42、没有容积变化的过程，就一定不能对外作功。( ) 43、当压力超过临界压力，温度低于临界温度时，H 2O 处于液态。( ) 44、容积比热就是容积保持不变时的比热。( ) 43、公式2 22111T V p T V p 不适合于理想气体的不可逆过程。( ) 44、提高蒸发温度，降低冷凝温度可提高制冷系数。( ) 45、系统经历一可逆定温过程，由于温度没有变化，故不能与外界交换热量。( ) 46、采用热电循环的主要目的在于提高其热效率。( ) 47、提高初压和降低终压，均可提高郎肯循环热效率。( ) 48、饱和空气的干球温度。露点温度，湿球温度均相等。( ) 49、 准静态过程不一定是可逆过程。( ) 50、不论过程可逆与否，传热量均可用∫Tds 表示。( ) 51、使系统熵减小的过程可以实现。( ) 52、绝热节流过程即是等焓过程。( ) 53、在冷却塔中，能够将水温降低到大气温度以下。( ) 54、采用热电循环后，其循环热效率提高。( ) 55、对于未饱和空气，干球温度≥湿球温度≥露点温度。( ) 56、闭口系统水蒸汽的定温过程，水蒸汽的吸热量等于膨胀功。( ) 57、系统吸热温度必然升高。( ) 58、可逆过程一定是准静态过程。( ) 59、气体的比热可以从-∞变化到+∞的任何值。( ) 60、流动功的大小仅于工质的状态有关，而于过程无关。( ) 61、临界温度以上，工质始终处于气态。( ) 62、工质经不可逆循环后∮ds=0。( ) 63、系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。( ) 64、绝热前后的焓相等，因此温度一定相等。( ) 65、由于绝热的原因，绝热压缩耗功较定温压缩少。( ) 66、气体膨胀则压力一定降低，吸热则温度一定升高。( ) 67、流动工质向绝热真空刚性容器充气，充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。 ( ) 68、流动工质向绝热真空弹性容器充气，充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。 ( ) 69、容积效率的大小仅与余隙容积有关。( ) 70、渐缩喷管中，当背压小于临界压力时，气流不能在管内达到充分膨胀。( ) 71、定压反应热效应总是大于定容反应热效应。( ) 72、热能可以全部转变成机械能。( ) 73、系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。( ) 74、均匀则一定平衡。反之平衡也一定均匀。( ) 75、只有当比热为定值时，理想气体才存在R c c v p =-。( ) 76、刚形容器内湿空气保持温度不变，若充入少量干空气，则容器内湿空气的含湿量和相对湿度都减小。( ) 77、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。( ) 78、闭口绝热系统的熵不可能减少。( ) 79、孤立系统的火用只能减小，不能增加。( ) 80、理想气体可逆定温过程，工质的膨胀功等于技术功。( ) 81、液体在管内作强制湍流流动时，如果流动阻力允许，为提高对流传热系数，增大流速的效果比减小管径更为显著。( ) 82、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。( ) 83、对流传热系数是物质的一种物理性质。( ) 84、多层圆筒壁稳定导热时，通过各层的热通量相等。( ) 85、一般来说，纯液体的导热系数比其溶液的导热系数小。( ) 86、在冷却器中降低冷却水的温度或增大冷却水的用量均可使传热推动力增大( ) 87、角系数Φ表示从辐射面积A 所发射的能量为另一物体吸收的分数。( ) 88、设置隔热挡板是减小辐射散热的有效办法。挡板材料的黑度愈低，热损失愈少。( ) 89、物体的吸收率和黑度在数值上是相等的。( ) 90、两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关，又与其黑度有关。( ) 91、黑体、镜体和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。( ) 92、辐射能力强的物体其吸收能力也强。( ) 二、填空题 1、凝结是指物质从 态变成 态过程。 2、饱和水是 的水；干饱和蒸汽是 的蒸汽；湿饱和蒸汽是 的蒸汽；过热蒸汽是 的蒸汽。 3. 未饱和湿空气，其干球温度t 湿球温度t w 和露点温度t d 的大小关系为 。 4. 水蒸气的一点、两线、三区具体指的是：一点 、两线 、 、三区 、 、 。 5、工质状念参数有 、 、 、 、 、 等6个，其中、 、 、 是基本状态参数。 6、摄氏温度t 与热力学温度T 之间的数值关系为： 。 7、工质为气体时，当压力保持不变， 和 成正比，可写成表达式 。 8、气体的比容不变时，其压力与温度成 ，即压力随温度升高而 ，可写成表达式 。 9、热力工程中常用的参数坐标图是 、 和 三种。 10、热力循环在参数坐标图上是一条 曲线。 11、v p -图可称为 图，s T -图可称为 图。当工质不对外做功时，其参数保持 不变；当工质不吸热也不放热时，其参数保持 不变。 12、压力是气体是否做功的 ；比容是否变化，是气体是否做膨胀的 。 13、热力过程表示在s T -图上：当 时，工质吸热；当 时，工质放热；当 时，工质既不吸热也不放热。 14、水在标准大气压下的沸点是 ℃。 15、系统与外界间传递热量的动力是 。 16、气态是指 的物态，汽态是指 的物态。 17、用实际气体在两个恒温热源T 1和T 2间进行一卡诺循环，则其热效率ηt = 。 18、当的温度高于临界温度时，水的 和 的界限消失，即没有 过程。 19、湿蒸汽当0=x 时 是，当1=x 时是 状态。 20、水蒸汽表为 表与 表两种。 21、火力发电厂动力循环中，蒸汽在汽轮机内做完功后，其排汽干度要求不小于 。 22、组成朗肯循环最基本的设备有 、 、 、 。 23、火力发电厂最基本的动力循环是 。 24、排汽压力降低可以提高循环热效率，但排汽压力是受 限制的。 25、目前汽轮机排气压力一般采用值是 ，其对应的饱和温度是 。 26、蒸汽在再加热器中被再加热的过程可视为 过程。 27、实用再热循环的有得再热压力p ，一般是蒸汽初压力的 。 28、研究热传递规律的目的是：（1） ；（2） 。 29、传热过程是由三种热传递方式组成的：1） ；（2） ；3） 。 30、换热过程中。总换热系数α是由 与 相加组成。 31、如下图为锅炉的传热过程，高温烟气将热量传给水蒸汽，试标明其传热方式 32、两流体换热系数1α和2α，当它们的值相差很大时，提高传热过程换热系数应设法增大1α和2α中 的一项，否则效果不大。 33、可逆过程膨胀功的计算式ω= ，可逆过程技术功的计算式t ω= 。 34、某工厂锅炉压力表的读数为1.25Mpa ，水泵吸入口真空表的读数为90kpa 。若大气压力B=101.325kpa ，则锅炉及水泵入口处的绝对压力(kpa)分别是 ， 。 35、传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递，也就是将边界层的 和边界层外的 合并考虑，并命名为给热。 36、以 和 的差作为传热推动力来考虑问题的。 37、对流传热的热阻主要集中在 ，因此， 是强化对流传热的重要途径。 38、在λ、η、 ρ、 p c 这4个物性参数中，若 值大，对流传热系数h 就增大； 若 值大，对流传热系数h 就减小。 39、黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的 倍。 40、流体在圆形直管内作强制湍流流动，若传热推动力增大1倍， 则对流传热速率增大 倍。 41、苯在内径为20mm 的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/（2m ·℃）。如果流量和物性不变，改用内径为30mm 的圆管，其对流传热系数将变为 Ｗ／（2m ·℃）。 42、流体横向流过管束作湍流流动时，在管外加有折流板的情况下,14.03/155.0)(36.0W P R N r e u μμ??=。可见对流传热系数与当量直径的 成反比。 43、对大空间的自然对流，通常取加热（或冷却）表面的 为特征尺寸。 44、柴油在圆形直管内作强制滞流流动，给热系数可用下式计算：14.03/13/13/1)()(86.1W L d P R N i r e u μμ=。若流量和物性不变，将管内径减半后仍为滞流，则管内对流传热系数变为原来的 倍。 三、问答题 1、对于简单可压缩系统，系统与外界交换哪一种形式功？可逆时这种功如何计算？ 2、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？ 3、循环的热效率公式1 21q q q t -=η与121T T T t -=η是否完全相同？为什么？ 4、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。 5、热效率越高，则循环有用功越大；反之，循环有用功越大，则必然热效率越高，这种说法对不对？ 6、循环热效率的含义是什么？它的数值能否等于1？ 7、试述可逆过程的特征及实现可逆过程的条件。 8、热力学第二定律说明了什么问题？ 9、什么是遮热板？简述遮热板的工作原理。 10、试述焓的物理意义? 11、理想气体模型是如何定义的？建立理想气体模型有什么意义？通常实际气体在什么条件下可看做理想气体？ 12、状态量（参数）与过程量的什么不同？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？ 13、什么是道尔顿分压定率？ 14、卡诺循环是由哪些过程组成？ 15、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v p -图上。 16、卡诺循环对实际循环有何指导意义？ 17、在稳定流参量方程中，哪几项参量是机械能形式？ 18、一个热力系统中熵变可分为哪两部分？指出它们的正负号。 19、第一类永动机是怎样的一种机器？ 20、试画出朗肯循环的图，并指明该循环是由哪此过程组成，以及这些过程都是在什么设备 内完成的。它与蒸汽卡诺循环的什么不同？ 21、请写出导热微分方程，它的定解条件有哪些？ 22、试作出朗肯循环的p-v图，并在p-v图上标出工质的所谓“一点两线三区五态”。 23、在水蒸汽h-s图上，标示下列水蒸汽状态点。 (1) 焓为h1的未饱和水；(2)焓为h2的饱和水；(3)焓为h2，t1的湿蒸汽；(4)压力为p1的饱和蒸汽；(5) 汽液性质相同的状态点。 24、在给出的Ｔ-Ｓ图及lnP-h图上示意性地画出一般蒸气压缩式制冷循环，并写出制冷系数（ε）。 25、在水蒸汽的Ｔ-Ｓ图，p-v图及h-S图上表示出朗肯蒸汽动力循环（不忽略泵功），并写出其热效率表示式。 26、写出卡诺循环的热效率；逆卡诺循环的制冷系数和供热系数。 27、写出稳定流动能量方程，若用于气轮机可简化的方程；若用于压气机可简化的方程；以及若用于换热器可简化的方程。 28、开尔文说法：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化成功而不留下其他任何变化的热力发动机，但是理想气体等温膨胀过程热力学能全部转化为机械能，岂不违反了热力学第二定律了吗？请说出原因。 29、未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？ 30、反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个？写出其定义式。 31、住宅用空调机当夏天环境温度升高时，其制冷系数和耗功量如何变化？ 32、为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？ 33、有人提出一个循环1-2-3-1：其中1-2是可逆定温吸热过程、2-3是可逆绝热过程、3-1为不可逆绝热过程，如图所示，其中1、2、3分别为三个平衡状态，试问此循环能否实现，为什么？（提示：从熵解角度考虑） 34、一刚性绝热容器内充有水和水蒸汽混合物，它们的温度与压力分别相等，不随时间变化，试问汽水混合物是否已处于平衡态？汽水混合物的各种参数是否到处均匀？ 35、闭口系统进行一个过程后，如果熵增加了，是否能肯定它从外界吸收了热量？如果熵减 少了，是否能肯定它向外界放出了热量？ 36、某热力系统经历一熵增的可逆过程，问该势力系能否经一绝热过程回到原态？ 37、室内暖气片为什么只把外表面制成翅片状？ 38、使用对流传热系数关联式计算 时为什么要特别注意使用条件？ 四、计算题 1、某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力表，如图1所示。压力表B 上的读数为75kPa, 压力表C 上的读数为0.11MPa 。如果大气压力为97kPa ，试确定压力表A 上的读数及容器两部分内空气的绝对压力。 图1 2、如图2所示。气缸内充以空气，活塞及负载重100kg ，气缸壁充分导热，取走60kg 负载，其系统完全平衡后，试求： （1）活塞上升的高度ΔL ； （2）热力学内的变化ΔU ； （3）气体在过程中所做的功。（已知{u}kJ/kg=0.72{T}K ） 图2 3、一绝热刚体气缸，被一导热的无摩擦活塞分成两部分，如图3所示。最初活塞被固定在某一位置上，气缸的一侧储有压力为0.2MPa 、温度为300K 的0.01m 3的空气，另一侧储有同容积、同温度的空气，其压力为0.1MPa 。去除销钉，放松活塞任其自由移动，最后两侧达到平衡。设空气的比热容为定值。试求： （1）平衡时的温度为多少？ （2）平衡时的压力为多少？ （3）两侧空气的熵变值及整个气体的熵变值是多少？ 图3 4、某蒸汽动力厂按一级再热理想循环工作，新蒸汽参数为P1=15MPa，t1=600℃，再热压力P A=1.4MPa，再热温度t R= t1=600℃，背压P2=0.005MPa，功率为15000KW。试求： （1）定性画出循环的T-S图； （2）求循环热效率； （3）每小时所需蒸汽量。 5、如图4为一烟气余热回收方案。设烟气比热容C p=1.4kJ/(kg.K)，C v=1.14kJ/(kg.K)。试求： Q； （1）烟气流经换热器时传给热机工质的热 1 Q； （2）热机放给大气的最小热量 2 （3）热机输出的最大功W。 图4 6、压力为0.1MPa，温度为20℃的空气进入压缩机，绝热压缩至0.6MPa后排入贮气筒。试求： （1）问压缩机空气出口温度能否是180℃？ （2）若将空气绝热压缩至0.6MPa，250℃，试问绝热效率是多少？可用能（作功能力）损失为多少？并用T-S图表示之（环境温度t0=20℃）； （3）压缩机在吸气状态下的吸气量为100m3/h，试求在2）情况下的压缩机功率是多少？7、空气从T1 = 300 K、p1 = 0.1 MPa压缩到p2 = 0.6 MPa。试计算过程的膨胀功（压缩功）、技术功和热量，设过程是(1) 定温的、(2) 定熵的、(3) 多变的（n=1.25），按定比热容理想气体计算，不考虑摩擦。 8、已知活塞式内燃机定容加热循环的进气参数为p1=0.1 MPa、t1=50 ℃，压缩比6 ε，加 = 入的热量q 1=750 kJ/kg 。试求循环的最高温度、最高压力、压升比、循环的净功和理论热效率。认为工质是空气并按定比热容理想气体计算。 9、空气在气缸中由初状态T 1=300 K 、p 1=0.15 MPa 进行，则先定温膨胀，然后再在定容下使压力增到 0.15 MPa ，温度升高到 480 K 。试求： （1）将这过程画在压容图和温熵图中； （2）利用空气的热力性质表计算这过程中的膨胀功、热量，以及热力学能和熵的变化。 10、某燃气轮机装置，已知其流量s kg q m /8=、增压比12=π、升温比4=τ，大气温度为 295 K 。试求理论上输出的净功率及循环的理论热效率（注：认为工质是空气并按定比热容理想气体计算）。 11、某氨蒸气压缩制冷装置（图5），已知冷凝器中氨的压力为 1 MPa ，节流后压力降为 0.2 MPa ，制冷量为 kJ/h 1012.06?，压气机绝热效率为 80%，已知冷却水经过氨冷凝器后温度升高 8 K ，水的比定压热容为 4.187 kJ/(kg ?k)。试求： （1）氨的流量； （2）压气机出口温度及所耗功率； （3）制冷系数； （4）冷却水流量。 图5 13、由三层材料组成的加热炉炉墙。第一层为耐火砖。第二层为硅藻土绝热层，第三层为红砖，各层的厚度及导热系数分别为δ1＝230mm ，λ1＝1.10 W/(m ?K)， δ2＝50mm, λ2=0.10W/(m ?K)，δ3＝240mm, λ3=0.58W/(m ?K)。炉墙内侧耐火砖的表面温度为500℃。炉墙外侧红砖的表面温度为50℃。试求通过炉墙的导热热流密度。 14、初温为100℃的热水，流经内径为16mm 、壁厚为1mm 的管子，出口温度为80℃；与管外冷水的总换热量为350kW ，试计算管内平均换热系数。 准则方程： )2300.(..........)()(86.110(023.014.03143.08.0?=e w f r e u e r e u R L d P R N R P R N 层流）旺盛湍流ηη 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 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 2011-2012硅酸盐专业《热工基础》期末试题A卷 一、名词解释：（30分） 1、流体的密度—— 2、静压强—— 3、体积流量—— 4、发热量—— 5、相对湿度—— 6、黑体—— 7、干燥—— 8、完全燃烧—— 9、高温系数—— 10、干球温度—— 二、填空：（25分） 1.煤的工业分析法组成主要由__________、__________、__________、__________四种。 2.空气过剩系数是指_________________与__________________之比。 3.表示固体和液体燃料组成的基准有__________、__________、__________、__________四种。 4.传热的基本方式有__________ 、__________和__________。 5、在燃烧学中空气分为__________和________，而在干燥学中空气分为_________和________。 6、不完全燃烧分为______________和______________。 7、表示湿度的方法有三种：________、_____________、_________其中_____是为了测定方便； ______表示空气的相对干燥能力；________便于干燥计算。 三、简答题：（25分） 1、燃烧计算的内容有哪些？ 2、如何对煤进行工业分析？ 3、如何根据雷诺准数的大小来判断流体的流态？ 4、冬天用手接触相同温度的铁块和木块时感到铁块比木块凉，这是为什么？ 5、流态有几种？表现形式有何不同？如何判定？ 五、计算题（20分） 1、水从三段串联管路流过，管路直径分别为：d1=100mm, d2=50mm, d3=25mm, ω3=10m/s,求ω1和ω2. 2、已知标态下CO2的密度为1.96kg/m3, O2的密度为1.43kg/m3，CO 的密度为1.25kg/m3, N2的密度为1.25kg/m3。今测得某水泥回转窑窑尾废气的体积百分比：CO2 =28.8% ，O2=1.0% ，CO =0.2%，N2=70%，求此废气标态时的密度。 3、一炉壁由耐火砖砌成，厚度δ=250mm，耐火砖内表面温度t1=1000℃, 外表面温度t2=100℃, 耐火砖平均导热系数为λ=1.28W/(m.℃)。求通过炉壁的热流量。 第三章 习 题 3-1 解：设定熵压缩过程的终态参数为222S T p 和、，而定温压缩过程的终态参数为 222 S T p '''和、,根据给定的条件可知： 1222 T T p p ='='； 又因为两个终态的熵差为S ?，固有： 2 12 22 222 ln ln ln T T Mc p p mR T T mc S S S p g p ='-'=-'=? 所以有： )exp(12p mC S T T ?- = 对于定熵压缩过程有： k k k k T p T p 2 12111--= 所以： )exp()exp(])1(exp[()( 11112 112g p k k mR S p mR S M p mc k S k p T T p p ?- =?- =-?==- 3-2 解：设气体的初态参数为1111m T V p 和、、，阀门开启时气体的参数为 2222m T V p 和、、，阀门重新关闭时气体的参数为3333m T V p 和、、，考虑到刚性容器有： 321V V V ==，且21m m =。 ⑴当阀门开启时，贮气筒内压力达到51075.8?Pa ，所以此时筒内温度和气体质量分别为： K 25366.7 8.752931 21 2=? ==p p T T kg T R V p m m 0.225293 2870.0271075 1 g 1121=???= = = ⑵阀门重新关闭时，筒内气体压力降为 5 104.8?Pa ，且筒内空气温度在排气过程中保持不变，所以此时筒内气体质量为： kg T R V p T R V p m g g 216.025 .366287027.0104.85 2 333 333=???= = 所以，因加热失掉的空气质量为： kg m 0.0090.2160.225m m Δ32=-=-= 3-3 解：⑴气体可以看作是理想气体，理想气体的内能是温度的单值函数，选取绝热气缸内的两部分气体共同作为热力学系统，在过程中，由于气缸绝热，系统和外界没有热量交换，同时气缸是刚性的，系统对外作功为零，故过程中系统的内能不变，而系统的初温为30℃，所以平衡时系统的温度仍为30℃。 ⑵设气缸一侧气体的初始参数为1111m T V p 和、、，终态参数为111T V p '''、、，另一侧气体的 初始参数为2222m T V p 和、、，终态参数为222 T V p '''、、，重新平衡时整个系统的总体积不变，所以先要求出气缸的总体积。 第一章热力学基础知识 一、填空题 1.实现能与能相互转化的工作物质就叫做。 2.热能动力装置的工作过程,概括起来就就是工质从吸取热能,将其中一部分转化为,并把余下的一部分传给的过程。 3.热力系统与外界间的相互作用一般说有三种,即系统与外界间的交换、交换与交换。 4.按系统与外界进行物质交换的情况,热力系统可分为与两类。 5.状态参数的变化量等于两状态下,该物理量的差值,而与无关。 6.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需个。 7.1mmHg= Pa;1mmH2O= Pa。 8.气压计读数为750mmHg,绝对压力为2、5×105Pa的表压力为MPa。 9.用U形管差压计测量凝汽器的压力,采用水银作测量液体,测得水银柱高为720、6mm。已知当时当地大气压力Pb=750mmHg,则凝汽器内蒸汽的绝对压力为MPa。 10.一个可逆过程必须就是过程,而且在过程中没有。 11.只有状态才能用参数坐标图上的点表示,只有过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。 12.热量与功都就是系统与外界的度量,它们不就是而就是量。 13.工质作膨胀功时w 0,工质受到压缩时w 0,功的大小决定于。 二、名词解释 1.标准状态—— 2.平衡状态—— 3.准平衡过程—— 4.可逆过程—— 5.热机—— 6.热源—— 7.热力系统—— 8.体积变化功—— 9.热力学温标—— 10.孤立系—— 三、判断题 1.物质的温度越高,则所具有的热量愈多。 2.气体的压力越大,则所具有的功量愈大。 3.比体积与密度不就是两个相互独立的状态参数。 4.绝对压力、表压力与真空都可以作为状态参数。 6.孤立系内工质的状态不会发生变化。 7.可逆过程就是不存在任何能量损耗的理想过程。 8.凝汽器的真空下降时,则其内蒸汽的绝对压力增大。 9.若容器中气体的压力没有改变,则压力表上的读数就一定不会改变。 四、选择题 1.下列各量可作为工质状态参数的就是: (1)表压力; (2)真空; (3)绝对压力。 2.水的三相点温度比冰点温度应: (1)相等; (2)略高些; (3)略低些。 3.下列说法中正确的就是: (1)可逆过程一定就是准平衡过程; 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 1.3 题略 解： m 2.127481 .92.110)7893(3 =??-=??=??=?g p h h g p ρρ 1.5 题略 m 1.05.0 2.030sin m 2.0200kg/m 800/8.033=?======l h mm l cm g ρ已知： 烟气的真空度为： Pa 8.78430sin 2.081.9800=??=??=h g p v ρ ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2O O mmH 027.808.7842==Pa p v 烟气的绝对压力为： kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-?=-= v b p p p 1.10 题略 解：锅内表压力 g 40.77kg 04077.081 .91041010063==???=?= ?= -g A p m A g m p g g 2.2填空缺数据（兰色）： 2.9 题略 已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量 解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/m kJ 27.2) (8 2 2 )6 (41423 332 1 =-= == ?==? D D k dD kD W dD kD D d kD pdV dW D D π π π π 答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略 解：（1）确定空气的初始状态参数 K 300)27273(m 10101010100kPa 1.29310100108.91951021332414 3 111=+==???===???+=+=+=-----T AH V A g m p p p p b g b （2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数 由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。则 33-3211 2124 3222m 101.50231 .1951 .29310K 300kPa 1.19510100108.9)100195(102?=?=====???-+=+=+=---p p V V T T A g m p p p p b g b 活塞上升距离 cm 023.5m 05023.01010010)15023.1()(4 3 12==??-=-=?--A V V H 对外做功量 J 999.9710)15023.1(101.195332=?-??=?=-V p W 由闭口系能量方程，Q =△U+W ，因T 2 = T 1，故△U = 0。所以求得气体与外界的换热量为 Q =W=97.999 J 讨论：（1）本题活塞上升过程为不可逆过程，其功不能用pdV W ?=2 1计算， 本题是一种特殊情况，即已知外界压力，故可用外界参数计算功（多数情况下外 《热工基础》综合练习题 一、填空题 1．雾化燃烧是气体燃烧料的一种燃烧方式？ 2．包含对流换热系数的准数是 3．洁白的雪对热射线有很强的反射能力？ 4．金属的导热系数随着温度的升高而降低？ 5．为提高实际燃烧温度，空气过剩系数不宜太小，也不能过大？ 6．由红砖、保温砖、粘土砖组成多层平壁，如层与层间由于接触不紧密而存在空气，则多层平壁的传导热流量将（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不能确定。 7．对不饱和空气，干球温度、湿球温度、露点温度之间三者的大小关系是 8．影响自然排烟烟囱抽力的主要因素有 二、简答题 1．为什么新干法窑尾的电收尘器前要设置增湿塔 2．多通道燃烧器有什么突出的优点 3．新型控流阻力篦板主要解决了什么关键问题，篦板阻力与料层阻力的关系发生了什么变化 4．回转窑应具备什么功能，怎样调控物料在窑内的运动 5．简述新型干法生产工艺的发展历程试从热工角度讨论生产中节能降耗的可能途径 6．冷却机的性能有哪些评价指标 7．分解炉内的旋风和喷腾效应有什么主要效果（15分） 8．悬浮预热器的共性有哪些，使用中预热器为何要采用多级串联的工艺布置（15分）9．生产中可采用哪些措施防止结皮堵塞。 10．降低预热器系统阻力损失的措施有哪些 11．生产中为什么要控制分解炉内的温度为890±30℃） 12．影响碳酸盐分解的主要因素有哪些？已知某生产线入窑生料的烧失量为36.2%，出窑烟气中的物料烧失量为3.8%，试求其入窑的表观分解率。 13．简述预分解窑系统中分解炉的主要功能，分解炉内的物料分散与均布是怎样实现的？ 新型干法生产工艺为何能降低废气中的NOx排放量？ 14．在什么情况下应考虑采用旁路放风，它对预热器窑和预分解窑的影响是否一样？15．第三代篦冷机采用了哪些主要的技术措施？ 16．试从熟料形成的热化学入手，说明生产过程中建立稳定的热工制度的必要性，稳定热工制度应有哪些保证条件？ 17．新型干法水泥生产中的D-D炉与RSP炉的主要区别是什么？ 18．生料再循环的目的是什么？ 19．新型干法生产中，为使系统控制最优，对各级预热器的分离效率应进行怎样的控制（以4级预热器为例）？ 20．怎样定义碱的内循环与外循环？ 21．复合式篦冷机与组合阶段式篦冷机的主要区别是什么？ 22．水泥熟料的实际热耗主要由那几部分组成？ 23．在不考虑土建投资的情况下，若追求热效率最高，是不是以增加预热器的级数为好？24．结合传热理论说明预热器系统换热效率好的原因。 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分 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 S ?= 5. 试由开口系能量程一般表达式出发，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。 第一章 1. 平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2. 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：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。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。 3． 当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。准平衡过程只注重的是系统内部 而可逆过程是内外兼顾！ 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。引起其他变化时是可以回到初态的！ 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 大气压力改变，热水能量散失，导致内部压力改变，压力平衡打破 7. 用U 形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U 型管越粗，就有越多的被测工质进入U 型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 习 题 1-1 解： kPa bar p b 100.61.00610133.37555==??=- 1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+= 2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-= 3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-= 4. kPa bar p p p b v 6.50506.0 5.000 6.1==-==- 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 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。 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 思考题 第一章 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2.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：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。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。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 第二章 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（）、（）、（）、（）。 图 1 图2 2012工程热力学Ⅰ考题（A ） 一、简答题（共30分） 1、图1中循环1-2-3-a -1和循环1-b -3-4-1都是不可逆 循环。有人判断循环1-2-3-a -1的热效率高于循环1-b -3-4-1的热效率，你是否同意他的说法，为什么？（10分） 2、有一种热机，以水蒸气为工质，循环的高温热源温度为1200 K ，低温热源温度为300 K ，循环的热效率t η。现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率t'η与原循环热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （10分） 3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量，有人提出将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉可提高水蒸气循环的热效率。”请据热力学基本定律出发评估这种观点。（10分） 二、计算题（共70分） 1、一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为200kPa 、温度20℃， 喷嘴内径为0.002m 时，射出水流温度20℃，压力100kPa ，流速1000m/s ，已知在200kPa 、20℃时，3 0.001002m /kg v =，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。（10分） 2、某太阳能供暖的房屋用5×8×0.3m 的大块混凝土板作为蓄热材料，该混凝土的密度为2300kg/m 3 ，比热容0.65kJ/(kg ·K)。若混凝土板在晚上从23℃冷却到18℃（室内温度），求此过程的熵产。（10分） 3、某活塞式内燃机定容加热理想循环（图2循环1-2-3-4-1），压缩比ε =10，压缩冲程的起点状态是t 1=35℃ 、p 1=100kPa 。加热过程中气体吸热650kJ/kg 。假定比热容为定值，且c p =1.004kJ/（kg·K），κ =1.4，求：（1）循环中各点的温度、压力和循环热效率；（2）若循环压缩过程和膨胀过程均不可逆，两过程的熵产分别为0.1kJ/(kg·K)和0.12 kJ/(kg·K)，求工质 经循环后的熵变； （3） 若膨胀过程持续到5（p 5 = p 1），画出循环T-s 图，并分析循环热效率提高还是下降。（10+5+5分） 4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为4.2，初终态温度分别为30℃和227℃。 变形 & 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 14. 摄氏温度变化1C 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1C 与华氏温度变化1T 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 热工基础题库 一、选择题 基本概念 1. 2. 3. 4. 与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为 A 、开口系统 B 、闭口系统 C 、绝热系统 与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为 _ A 、开口系统 B 、闭口系统 开口系统与外界可以有 _______ 。 A 、质量交换 B 、热量交换 与外界有质量交换的热力学系统是 A 、开口系统 B 、闭口系统 C 、绝热系统 _。B D 、孤立系统 。D D 、孤立系统 C 、 C 、功量交换 :A 绝热系统 D 、 A+B+C 5. 7. D 、 下列 ________ 与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换 A 、绝热系统 B 、闭口系统 C 、开口系统 实现热功转换的媒介物质称为 __________ 。C A 、系统 B 、气体 C 、工质 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 、 孤立系统 B 孤立系统 D 、蒸气 耐高压性/纯净 D 、耐腐蚀性/不易 12. 下列 ________ 组参数都是状态参 数。 A 、焓；熵；比容 B 、膨胀功; 动 能；位能 13. 下列 ________ 答案是正确的。B A 、10°C =43.8 T =285.15K A 内能；压力 C 、热量；比热；温度 B 、10 C =50 T =283.15K D 、10C =42 T =283.15K D 、技术功;工程热力学期末考试试题
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