工程热力学全

工程热力学复习题整理人：郭冠中 使用专业：热能与动力工程09级（此内容仅供参考，有意愿的就自己看看）一、1.水蒸气定压发生过程在P-V和T-S图上所表示的特征归纳为一点：临界点，二线：饱和水线 饱和蒸汽线；三区：未饱和水，湿饱和蒸汽，过饱和蒸汽。2.孤立系统中进行可逆变化时系统总熵不变，进行不可逆变化时总熵 必增大。3.如果势力系处于不平衡状态下，则不能在状态图上标示。4.组成制冷系统的四大设备是换热器、压缩机、膨胀机、冷却器。5.在最高温度与最低温度相同的所有的循环中以卡诺循环的热效率最高。6.湿空气含水蒸气和干空气两种成分。7.运用于闭口系统，理想和实际气体，可逆和不可逆过程。8.将相同质量的氢气和氧气分别储存在相同容器内，二容器温度相等，两者压力为 氢气压力氧气压力。9.朗肯循环由两个等压和两个绝热过程构成。10.理想气体的焓是温度的单值函数。11.水蒸气定压加热过程水加热生成过热蒸汽经五种变化，即过冷水，饱和水，湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽。12.在T-S图中任意逆过程吸热小于放热13.定量的某种气体经历某种过程不可能发生的是吸热降温对外做负功14.同一地区阴雨天的大气压力比晴天的压力高15.可逆过程一定是准静态过程。16.水蒸气定压气化过程温度不变17.卡诺循环由两个等温过程和两个等熵过程组成。18.经一个不等温传热热量的可用能减小，废热增大。19.经过一个不可逆过程，工质可以恢复原来状态20.缩放管进口参数P1下和背压p一定时，在渐扩管切去一段，则出口面积减小这出口速度c减小，流量Q不变。21.理想气体可逆定温过程焓不变。22.不可逆过程的熵产必定大于零。23.工质经历一个不可逆过程后，熵不变。24.迈耶公式Cp-Cv=Rg适用于理想气体是否定比热容不限。25.焓的表达式H=U+PV26.理想气体的比热容随气体的种类而不同，但对某种气体而言，比热容是气体的单值函数。27.不可逆循环的熵产必然大于零28.绝热过程P=常数，k=Cp/Cv，适用于理想气体定比热容可逆绝热过程。29.郎肯循环可理想化为两个定压过程和两个等熵过程。二、1.提高新蒸汽的温度、压力和降低乏汽压力理论上都可以提高郎肯循环热效率 。 （正确） 2.已知饱和湿蒸汽的温度和压力不能确定它的其他状态参数。 （错误） 3.只要气体的比热容是常数,Cp-Cv=Rg. （错误） 4.准静态过程一定是可逆过程 （错误）5.喷管内稳定流动的气体在各截面上的流速不同，但各截面的流量相同（正确） 6.理想气体只有取定比热容时，才能满足迈耶公式Cp-Cv=R（错误） 7.稳定状态不一定是平衡状态（正确）8.绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增（错误）9.绝热节流后气体的温度可能升高。（错误）10.饱和湿蒸汽的干球温度等于湿球温度等于露点温度（正确）11.容器中气体的压力不变，则压力表的读数绝对不变（错误）12.已知饱和湿蒸汽的温度和压力不能确定其他状态参数（正确）13.水蒸气在等压汽化过程中温度不变（正确）14.第二永动机违反了热力学第一和第二定律（错误）15.处于平衡状态势力系统应具有均匀一致的温度和压力（正确）16.郎肯循环基础上实现再热可提高循环热效率（正确）17.理想气体的比热容随气体种类不同各异，但对某种理想气体而言，比热容为常数。（错误）18.热力过程中，工质向外界放热，其温度不一定降低（正确）19.不存在400的液态水。（正确）20.余隙容积是必需的但又是有害的，所以我们在设计气机的时候应尽量降低余隙容积。（正确）21.热量只适用于定温定熵过程。（错）22.节流过程是一个等焓过程。（错误）23.熵减的过程是可以发生的（错误）24.工质的经一不可逆循环其熵一定增加（错误）25.第一永动机违反了热力学第一定律（正确）26.热力过程中，工质对外放热温度一定降低（错误）27. 工质绝热节流后焓不变，压力不变，温度不定，熵增大（错误）28.某绝热蒸汽轮机相对内效率为0.91，蒸汽在该汽轮机中做功熵不变（错误）29.理想气体的音速C=（正确）30.不可逆过程可自发进行（正确）31.内燃机理论循环中压缩比愈大，其理论效率越高（正确）三、1.准静态过程，系统经过的所有状态都接近于（D）A、 初态 B、环境状态 C、 邻近状态 D、平衡状态 2.如果热机从热源吸热100KJ，对外做功100KJ，则（B） 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B3.系统与外界发生能量传递时，功和热量是（A） A、过程量 B、强度量 C、广延量 D、状态参数4.有一机器可从单一热源吸收1000KJ热量，并输出1200KJ功，这台机器（D） 、违反第一定律、违反第二定律一个都不违反两个都违反5.若已知工质的绝对压力P=0.08Pa大气压力P=0.1MPa，则测得压差（A）A、真空度为0.02MPa B、表压力0.02 MPa C、真空度0.18MPa D、表压力0.18 MPa四、1.准静态过程与可逆过程有什么不同和联系。 2.熵增原理的实质是什么。3.郎肯循环与卡诺循环有什么区别。4.敞开的冰箱不能降温而空调可以降温，为什么5.定熵过程就是可逆绝热过程这句话对吗为什么6.0的冰在温度为20度的大气中逐渐融化为水，试分析说明过程是否可逆，熵变大气和冰哪个更大为什么7.功和热量的主要公共特征8.闭口系统从温度为300K的热源吸取500Kj，系统熵变22Kj/K，问这一过程能否实现，为什么9.过热水蒸气与过冷水有何区别10.郎肯循环热效率不高是不是因为等温放热放热量太大，为什么。四、计算题第三版工程热力学：P78 3-11； P254 8-2； P41 2-2； P244 8-1 P51 3-2 P20 1-3 第四版工程热力学： P24例 1-3 P49例2-2 P64例3-2 P96 3-13 P251例7-1 P264 7-4（具体简答答案有的已经讲过，答案后续）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：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。可逆时公的计算表达式：8. 试述可逆过程的特征及实现可逆过程的条件。热力学系统完成某一过程后，如果令过程沿相同的的路径进行而能使过程中所涉及的一切（系统和外界）完全回到原来状态，而不留下任何痕迹，则这一过程称为可逆过程。9. 在稳定流动能量方程中，哪几项参量是机械能形式？10. 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分？指出它们的正负号。对于一个开放系统，熵的变化可分为两部分，一部分是熵流，由系统与外界交换热量而引起的熵变，吸热为正，放热为负；另一部分则是熵产，表示由于过程中的不可逆因素引起的熵增加，可逆时为零，不可逆时为正，不能为负值。11. 实际气体绝热节流后，它的温度如何变化？对实际气体，由于焓是温度和压力的函数，所以节流前后虽焓值不变，温度却发生变化12. 采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa的空气压缩至2.5MPa，中间压力为多少时耗功最少？0.5MPa13. 压气机高压比时为什么采用多级压缩中间冷却方式？首先高压压缩机必须要通过多级压缩才能实现，压缩的气体是从大气缸到小气缸的压比产生压力，如果进气口的气缸太大，而出气缸太小，这气就会产生发热过大可缸体损坏，因此要多级压缩，且每级要加冷却管来保证正常工作14. 闭口系进行一放热过程，其熵是否一定减少？不一定，可逆绝热过程是定熵过程15. 热力系统熵变化有哪两种？各代表什么物理意义？16. 第一类永动机是怎样的一种机器？第一类永动机是一种不需供给能量而能永远对外做功的机器。17. 试画出朗肯循环的T-s图，并指明该循环是由哪些过程组成的，以及这些过程都是在什么设备内完成的。它与蒸汽卡诺循环有什么不同？18. 提高蒸汽轮机动力循环热效率的措施有那些？答：提高蒸汽初温初压、采用回热循环、抽汽回热循环、再热循环和热电联供循环等。二、 判断题（对的打“”，错的打“”，把正确答案填在下表上）1. 气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加； （ ）2. 气体膨胀时一定对外作功； （ ）3. 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；（ ）4. 压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。( )5. 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。 （ ）6. 第二类永动机违反了热力学第一和第二定律； （ ）7. 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。( )8. 混合气体中容积成分较大的组分,则其摩尔成分也较大。( )9. 气体常数与气体的种类及所处的状态均无关。( )10. 迈耶公式=R既适用于理想气体，也适用于实际气体。 ( )11. 混合气体中容积成分较大的组分,则其摩尔成分也较大。( )12. 对工质加热，其温度反而降低是不可能的。( )13. 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（ ）。14. 可逆过程一定是准静态过程； （ ）15. 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。 ( )16. 理想气体不可能进行吸热而降温的过程。 （ ）17. 可逆绝热过程即等熵过程；反之，等熵过程必为可逆绝热过程。（ ）18. 沸腾状态的水总是烫手的。 （ ）19. 容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（ ）20. 水蒸气在定温过程前后温度不变，则其热力学能也不变。 （ ）21. 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。 （ ）22. 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。 （ ）23. 对于过热水蒸气，干度 （ ）24. 膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 （ ）25. 比体积v是广延状态参数。 ( )26. 实际气体的压缩因子z可能等于1。 （ ）27. 工质经过一个不可逆循环后，其。 （ ）28. 工质经过一个不可逆循环后，其。 （ ）29. 熵增过程是不可逆过程。 （ ）30. 熵减少的过程是可以发生的； （ ）31. 孤立热力系熵减少的过程是无法实现的； （ ）32. 热力系统放热后，系统的熵一定减少。 （ ）33. 工质经历一个不可逆过程，它的熵不一定增大。 （ ）34. 工质经历一个绝热不可逆过程，它的熵一定增大。 （ ）35. 工质从状态1到状态2进行了一个可逆吸热过程和一个不可逆吸热过程。后者的熵增必定大于前者的熵增。（ ）36. 热量不可能从低温热源传向高温热源； （ ）37. 当蒸汽的温度高于饱和温度时，称该蒸汽为过热蒸汽； （ ）38. 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。（ ）39. 孤立系的热力状态不能发生变化。 （ ）40. 活塞式压气机采用多级压缩和级间冷却方法可以提高它的容积效率。（ ）41. 湿空气的相对湿度盐越大，空气中水蒸气的含量就越大。 （ ）42. 湿空气的相对湿度全愈大，其中水蒸气分压力也愈大。 （ ）43. 未饱和湿空气的干球温度总大于湿球温度。 （ ）44. 两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（ ）45. 用压力表可以直接读出绝对压力值。 （ ）46. 封闭系统中发生放热过程，系统熵必减少。 （ ）47. 理想气体的、值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关。（ ）48. 任意可逆循环的热效率都是。 （ ）49. 制冷系数是大于1的数。 （ ）50. 是热力学第二定律表达式之一。（ ）51. 系统（工质）进行一膨胀过程，则该系统必然对外作功。( )52. 计算热效率的公式只适用于卡诺循环，其中T1 、T2 分别是两恒温热源的温度。( )53. 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。 （ ）54. 节流过程是一个不可逆过程； （ ）55. 绝热加湿过程可近似地看成是湿空气焓值不变的过程。 （ ）56. 孤立系统的熵与能量都是守恒的。 （ ）57. 饱和湿空气中的水蒸气处于饱和状态，未饱和湿空气中的水蒸气处于未饱和状态。 （ ）58. 混合气体中的质量成份较大的组分，其摩尔成分不一定较大。（ ）59. 实际气体绝热自由膨胀后，其热力学能不变。 （ ）60. 热源与冷源的温差愈大，热效率愈高，制冷系数也愈大。 （ ）61. 绝热过程一定是定熵过程。 （ ）62. 对任意循环，它的热效率可表示为，其中是工质从高温热源吸收的热量，是工质对低温热源放出的热量。 （ ）63. 相同的终点和始点的两条途径，一为不可逆，一为可逆，那么不可逆的必大于可逆的。 （ ）64. 系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故该系统工质与外界没有热量交换。 （ ）65. 工质完成不可逆过程，其初、终态熵的变化无法计算。 （ ）66. 湿空气的含湿量表示1kg湿空气中水蒸气的含量。 （ ）67. 孤立系统熵增加，也就意味着作功能力损失。 （ ）68. 压缩机采用多级压缩中间冷却的优点仅仅为了省功； （ ）69. 朗肯循环采用再热后，其热效率必定升高 ( ) 70. 提高新蒸汽的温度、压力和降低乏汽压力理论上都可提高朗肯循环的热效率。（ ）71. 系统由某一初始状态变化到某一终了状态，在这两个状态之间所有过程所作的膨胀功都相等。( )72. 理想气体不论经历什么样的过程，其焓的增量均可用计算。（ ）73. 工质进行一熵增大的过程之后，能够采用绝热过程回复到原来的状态。( )74. 工质经历了一个不可逆循环后，其熵改变量为零。（ ）75. HO2 在定温汽化过程中所吸收的热量正好等于其所作的功。( )76. 任何气体经过绝热节流后，温度必然降低。（ ）77. 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。（ ）78. 稳定流动系统中，维持工质流动的流动功和技术上可资利用的技术功，均是由热能转换所得的工质的体积功转化而来的。 （ ）79. 稳定流动系统进出口工质的状态相同。 （ ）80. 湿空气的相对湿度越高，吸收水分的能力越强。（ ）81. 热力系破坏平衡的速度要比恢复平衡的速度快得多。 （ ）82. 稳定流动系统与外界交换的功和热量相等且不随时间而变。 （ ）83. 不可能从单一热源取热使之完全变为功。 （ ）84. 由饱和水定压加热为干饱和蒸汽的过程，温度不变。 （ ）85. 要得到较高的压力,不一定要采用多级压缩。( )86. 水的相图表明，冰点和沸点均随压力的升高而升高。( )87. 有0以下的水蒸汽。（）88. 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。（）89. 多变过程即任意过程（）。 90. 在相同温度的高温热源和低温热源之间工作的卡诺循环效率最高，其他循环的效率都小于卡诺循环的效率。（）91. 系统从外界吸收热量，温度一定升高。（）。 92. 在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率可以达到 100% （）。 93. 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。（ ）。 94. 温度越高热力系所具有的热量越多。（）。 95. 水蒸气在定温汽化过程前后温度不变，其热力学能也不变。 () 96. 对于不可逆过程，热力学第一定律仍然适用。（ ）。 97. 下列说法有无错误？如有错误，指出错在哪里：(1) 工质进行不可逆循环后其熵必定增加；(2) 使热力系熵增加的过程必为不可逆过程；(3) 工质从状态1到状态2进行了一个可逆吸热过程和一个不可逆吸热过程。后者的熵增必定大于前者的熵增。答：(1)这种说法有错误。因为熵是状态函数，工质在实完成了一个循环后回到原状态其熵不变，不管循环是否可逆。(2)这种说法有错误。因为闭口系增熵的原因有两个，即吸热和不可逆损失（对开口系则还应该增加流入质量这个因素）。所以使热力系熵增的过程未必都是不可逆过程，如等温吸热过程是增熵过程，同时又可能是可逆过程。可见增熵未必不可逆，不可逆也未必增熵。(3)这种说法有错误。熵只是状态参数，只取决于状态，而与如何达到这一状态无关。当工质的初始和终结态1和2指定以后，不管中间进行的过程特性如何，熵的变化（）也就完全确定了。因此，在这种条件下不能说不可逆过程的熵增大于可逆过程的熵增。三、 填空题1. 能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。2. 状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 两 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。3. 绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。4. 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。5. 测得容器的表压力，大气压力，则容器内的绝对压力为 173 kPa。6. 已知当地大气压为0.1MPa，一压力容器中被测工质的压力为50kPa，此时，该工质的测量应选用 真空计 （填真空计或压力表）测压计。7. 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) ( 平衡状态还是稳定状态 ) 8. 实现可逆过程的条件是：过程是准静态过程；过程中不存在好散效应。9. 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(200)J。10. 稳定流动系统能量方程式的适用条件是： 可逆过程 。11. 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 50 J 。12. 在理想气体的定温过程中，初、终参数压力与体积的关系为 。13. 由氧气和氮气组成的混合气体中，氧气的体积分数为30%，要使氧气的分压力为100kPa，那么混合气体的压力应为 kPa。14. 氧气和氮气的混合气体2，压力为0.1,其中氮气的分容积为1.4，则氮气和氧气的分压力分别为 ， 。15. A点是海平面某点，B点是青藏高原某点，请问A、B两处沸腾水的水温哪处高： 。16. 熵增加的过程 不一定 （填一定或不一定）是不可逆过程。17. 同一理想气体从同一初态分别经过定温压缩，绝热压缩和多变压缩到达同一终压力，耗功最大的为 压缩过程，而耗功最小的为 压缩过程。18. 水蒸气的一点、两线、三区具体指的是：一点（ 临界点 ）、两线（ 饱和水线 ）（ 饱和气线 ）、三区（ 过冷水区 ）（ 过热蒸汽区 ）（湿蒸汽区 ）。19. 水的定压发生过程是由水的预热过程,饱和水的气化和蒸汽的过热 过程所组成。20. 未饱和湿空气，其干球温度t湿球温度tw和露点温度td的大小关系为（ ）。21. 水在定压加热过程中吸收热量成为过热蒸汽必需要经历五种状态的变化，即未饱和水、饱和水、湿蒸汽、 及过热蒸汽。22. 当湿蒸汽的干度 x0 时，工质全部为 饱和水 。 23. 露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的 饱和 温度。 24. 冬季用暖气（加热室内空气）取暖，若不采取其它措施，则室内空气温度 而相对湿度 。（填增大、不变或减小）25. 水蒸气的汽化潜热在低温时较 小 ，在高温时较 大 ，在临界温度处为 0 。26. 卡诺机A工作在927和T的两个热源间，卡诺机B工作在T和27的两个热源间。当此两个热机的热效率相等时，T热源的温度T K。27. 工质在温度为 30 的恒温热源和20 的恒温冷源之间工作，该循环的最高制冷系数为 5.06 。 28. 如图所示的容器，被一刚性壁分成两部分，环境压力为0.1MPa，压力表B的读数为40kPa，真空计C的读数为30kPa，则容器两部分内气体绝对压力 ， 。29. 压缩因子z反映 气体与 气体的偏差程度。30. 活塞式压气机由于存在余隙容积，压缩耗功 ，产气量 ，随比压增大，容积效率 。（填“增加”、“不变”或“减小”）31. 热的品位比机械能的品位 ( 高还是低 )。32. 一两级压缩、中间冷却压气机系统，工质进口压力为1 bar ，出口压力为25 bar ，其最有利的中间压力为5 bar。四、 单项选择题（把正确选择项填在下表上）1. 由理想气体混合物分压力和分容积定义可以得到 D ：A、； B、； C、； D、2. 如果热机从热源吸热100kJ，对外作功100kJ，则（ B ）。 （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。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 ）。（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. 确定湿蒸气状态的条件是 C ：A、压力与温度； B、压力或温度； C、压力与比容； D、温度或比容5. 对比态状态方程的形式是 D ：A、； B、； C、； D、6. 对湿空气，保持干球温度不变的过程，若含湿量增加则为 D 过程。A、纯加热； B、纯冷却； C、绝热加湿； D、加热加湿7. 可逆压缩时压气机的耗功为 C ；A.； B.； C.8. 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（比湿度） B ；A.愈大； B.愈小； C.不变。9. 压气机采用三级压缩，P1是第一级进口压力，P4是最后一级的出口压力， 则最佳压力比为 C A B C D 10. =常数适用于 D A一切绝热过程 。 B理想气体绝热过程。 C任何气体可逆绝热过程 D理想气体可逆绝热过程11. 朗肯循环中为提高汽轮机排汽量的干度，可以（B） A 提高初压； B提高初温； C降低排汽压力； D采用回热12. 以下（ C ）措施，不能提高蒸汽朗肯循环的热效率。A 提高新汽温度； B提高新汽压力； C提高乏汽压力；13. 在环境温度为 300K 的条件下，一可逆机工作于两个恒温热源（ 2000K ， 400K ）之间，吸热200kJ ，其中可用能为（ B ）A 160 kJ； B 170kJ； C 180 kJ； D 210kJ14. 某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（ A ）正确。 A.dsdq/T； B.ds dq/T； C.ds=dq/T。 15. 经历一不可逆循环过程，系统的熵（C） A 增大； B 减小； C 不变； D可能增大，也可能减小。16. 理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（C ） A. 升高； B. 降低 ； C. 不变； D. 无法确定 17. 恒温热源温度为 T1 恒温冷源温度为 T2 ，环境温度为 T0 ，热源提供热量 Q1 中的有效能为（ A ） A. 热量 Q1 减去 Q1 中的无效能； B.卡诺循环热效率乘以 Q1；C.； D. 18. 水蒸气动力装置循环不采用卡诺循环是因为（ C ）A水蒸气不易实现定温过程；B在p-v图上水蒸气的定温线与绝热线的斜率相差不大，故循环净功极微；C在湿蒸汽区水的临界温度与环境温度的温差较小；D压缩过程耗功较大。19. 蒸汽动力装置基本循环的热效率随 A而提高。A新蒸汽的初温和初压提高；B新蒸汽的初温和初压下降；C新蒸汽初温下降和初压提高； D新蒸汽的初温提高和初压下降20. 一绝热刚体容器用隔板分成两部分，左边盛有高压理想气体，右边为真空，抽去隔板后，容器内的气体温度将AA 升高 B 降低 C不变21. 某容器中气体的表压力为0.04MPa, 当地大气压为0.1 MPa, 则该气体的绝对压力为CA 0.06 MPa B 0.04MPa C：0.14 MPa22. 气体在某一过程中吸入3100kJ的热量， 同时内能增减了150kJ，该过程是AA 膨胀过程， B 压缩过程 C定容过程23. 贮有空气的绝热刚性密闭容器中，安装有电加热丝，通电后，如取空气为系统，则过程中的能量关系有_C_AQ0 , U0 , W0BQ=0 , U0 , W0 , U0 , W=0DQ=0 , U=0 , W=0 24. 一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气球的容积。则气球内的气体进行的是B。A定压过程 B 多变过程C定温过程 D 定容过程25. 自发过程的特点是 C A系统熵必然减少 B伴随非自发过程才能进行C不可逆 D可逆26. 不断对刚性密闭容器中的汽水混合物加热，其结果只能是 B 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27. 同一地点，普通锅中的开水与高压锅中的开水 D A温度相同，压力不同；B压力相同，温度不同C压力相同，温度相同；D压力不同，温度不同28. 以下C措施，不能提高蒸汽朗肯循环的热效率。 A提高新汽温度；B提高新汽压力；C提高乏汽压力；D降低乏汽压力。29. 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。计算题1. 请分别利用克劳休斯积分不等式、卡诺定理、孤立系统熵增原理来证明以下热力过程能否发生：热机工作于t1267和t227之间，工质从高温热源吸收了1000kJ热量，对外作功480kJ。解：由热力学第一定律：得：采用克劳修斯积分计算证明 ，不可能发生采用卡诺定理证明 卡诺循环热效率： 实际循环热效率：，不可能发生采用孤立系统熵增原理证明，不可能发生2. 在恒温热源T1700K 和T2 400K之间进行循环。当W0 1000KJ， Q2 4000KJ时，试用计算说明：（1）循环的方向性；（2）循环是可逆的，还是不可逆的？3. 一定量的理想气体吸热3349KJ 于定压过程中。已知工质的定容质量比热 kJ /(kg.k)，气体常数R=0.297 KJ /(kg.k)。求该定压过程中工质内能的改变量和对外所作的功。4. 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：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=287J/(kg.K)； =1005 J/(kg.K)） kg J/(kg.K) kJ kJ J 5. 2kg空气分别经过定温膨胀和绝热膨胀的可逆过程，如图，从初态=9.807bar,=300膨胀到终态容积为初态容积的5倍，试计算不同过程中空气的终态参数，对外所做的功和交换的热量以及过程中内能、焓、熵的变化量。图解：将空气取作闭口系对可逆定温过程1-2，由过程中的参数关系，得按理想气体状态方程，得=0.1677=0.8385=573K =300气体对外作的膨胀功及交换的热量为=529.4kJ过程中内能、焓、熵的变化量为=0 =0 =0.9239kJ /K 或=mRln=0.9238kJ /K 对可逆绝热过程1-2, 由可逆绝热过程参数间关系可得 其中=0.8385故 =1.03bar =301K =28气体对外所做的功及交换的热量为=390.3kJ过程中内能、焓、熵的变化量为 或 =0 6. 气体在气缸中被压缩，气体的热力学能和熵的变化分别为 45 kJ/kg和-0.289 kJ/（kgK）,外界对气体做功170 kJ/kg，过程中气体只与环境交换热量，环境温度为300K。问该过程能否实现？是否可逆？汽缸内气体与环境共同组成一个孤立系kJ/kg，工质放热，环境吸热kJ/kg所以该过程可以实现，是不可逆过程。7. 空气初态为 p1 =0.1MPa、t1 =20，经过二级活塞式压气机后，压力提高到4.9MPa，假定各级压缩过程的多变指数n=1.3。试求：（1）以耗功最小为前提的各级压比；（2）生产1kg 压缩空气理论上消耗的功；（3）各级气缸的出口温度；（4）若采用单级压缩，压气机消耗的功及出口温度。(R=0.287kJ/（kgk）)（1） (2) kJ(3) K(4) kJK8. 100，600kPa 的空气以n=1.2 多变过程膨胀，如果最终压力为100kPa，计算过程功量和热量。知空气：，。或或9. 一台活塞式压气机，其相对余隙容积为0.05，若把空气由压力为0.1MPa，温度为17的环境状态经历多变指数为1.2 的多变压缩过程压缩到0.7 MPa。（1）求压缩机的容积效率；（2）求输出1kg 压缩空气所放出的热量。知空气：，。或10. 某卡诺热机每分钟从 500的热源吸热5000 kJ,向30的环境放热.试求: ）该循环的热效率 ）该循环的放热量 ）该卡诺机输出的功率 ）若热源温度为 800,工质的吸热温度为500,吸热量不变,由温差传热而引起该系统的熵变量为多少? 做功能力损失多少? 1 ）热效率 2 ）放热量 KW3) 输出功率 KW4 ）该系统的熵变量 kJ/K做功能力损失 kJ11. 某蒸汽动力装置按简单朗肯循环工作，蒸汽进汽轮机初始状态的压力，蒸汽的初始温度为；汽轮机乏汽压力为。不计水泵耗功，要求：（1）画出该循环T-s图；（2）在吸热时吸入的热量；（3）循环净功；（4）向外界放出的热量；（5）该蒸汽动力循环的热效率；（6）该蒸汽动力循环的汽耗率。所需数据如下附表1、附表2。 附表1：未饱和水和过热蒸汽表t ()2.5MPa5.0MPa7.6MPav(m3/kg)h(kJ/kg)s(kJ/kg.K)v(m3/kg)hkJ/kg)s (kJ/kg.K)v(m3/kg)h(kJ/kg)s(kJ/kg.K)4500.130043351.37.17630.063253317.56.82170.040353280.36.58965000.139873461.77.32400.068493433.76.97700.044063403.56.75455500.149583572.97.46330.073603549.07.12150.047603523.76.90516000.159213685.17.59560.078623664.57.25780.051053642.97.0457附表2：饱和水和饱和蒸汽表p/kPat/v(m3/kg)v(m3/kg)h(kJ/kg)h(kJ/kg)s(kJ/kg.K)s(kJ/kg.K)1.06.98280.0010001129.2029.342514.40.10608.97602.017.5130.001001267.0173.462533.60.26078.72473.024.1000.001002745.67101.002545.60.35448.57864.028.9830.001004034.80121.412554.50.42258.47555.032.9890.001005228.19137.772561.60.47638.39656.036.1830.001006423.74151.502567.50.52098.33121. 该循环T-s图如图所示：(2) 忽略泵功，则：吸入热量为：循环净功：放出热量为：循环热效率：汽耗率：12. 空气在某压气机中被压缩，压缩前空气压力为1105Pa，温度为20C，压缩终了的压力为8105Pa，压缩过程的多变指数为1.25，空气Cp1.004 kJ/lgk，k1.4.试求：（1）压缩终了空气的温度；（2）压缩空气产量为90 kg/min时，压气机消耗的功率为多少？ 13. 空气在压气机中被压缩，压缩前空气压力为0.1 MPa，温度为20C，压缩终了时压力为6.0 MPa，压缩过程的多变指数为n1.25，采用理想的中间定压冷却措施。试问：（1）应采用几级压缩？（2）压缩终了空气的温度。工程热力学（A卷）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500C的热源向热机工质放出500 kJ的热量，设环境温度为30C，试问这部分热量的火用（yong）值（最大可用能）为多少？答： 303.95kJ3. 两个不同温度（T1,T2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T1吸收热量Q1向低温热源T2放出热量Q2，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SW =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分则： 。1分B隔板A自由膨胀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。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