热力学复习题汇总

1、统的热力学第一定律表达式为:; 开口系统工质跟外界交换工程热力学复习题汇总一填空题1 热力系统：忽略家用电热水器的表面散热，取正在加热不在使用的电热水器为控制体，（不包括电加热器），这是系统，把电加热器包括在研究对象内，这是系统，研究对象加入，构成孤立系统。2 热力系统：盛满热水的真空保温杯是 系统，内燃机在汽缸进气或排气阀门打开时，是 系统。3. 过程判断：热力系统与外界在绝热但存在摩擦力的情况下，在无限小压差下缓慢的做功过程 准静态过程，可逆过程。4 过程判断：热量从温度为100C的热源通过薄容器壁缓慢地传递给处于平衡状态下的冰水混合物，此过程 _准静态过程，可逆过程，理由 5. 通过搅拌

2、器作功使水保持等温的汽化过程，此过程为 :理由为。6. 有一刚性容器，被分成两部分，一部分装有气体，一部分抽成真空，若真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板， 让气体先恢复平衡再抽去下一块，问此过程 为，理由为 混合加热(定容加热+定压加热)的热效率 定容加热热效率；33.对简单蒸汽动力循环，提高蒸汽的初温和冷凝器内的真空度都可提高循环热效率，而提高蒸汽的初压不一定能够提高循环的热效率；采用再热循环和回热循环的机组热效率则总大于简单蒸汽动力循环的热效率；34压缩空气制冷循环的制冷效率为，其中为循环增压比，当加时， 减少，单位质量工质的制冷量也减小;四、判断题1. 下列各说法是否正确?(1) 气体

3、吸热后热力学能一定升高()(2) 绝热过程即定熵过程()(3) 循环净功Wnet愈大，则循环效率越高()(4) 一杯温度等于环境温度的水没有火值()(5) 家用空调一般采用压缩空气制冷循环()2工质经过不可逆循环，为ds0, 仁 q/TrvO 3.气流速度是超声速时，可选取缩放管作为喷管4 水蒸气的汽化潜热是常数5. u是1千克工质流进开口系统时所携带的能量6.开口系统的技术功Wt=g zWi7. 绝热过程一定是定熵过程8. 理想气体热力学能、焓和熵都是温度的单值函数（）9. 不可逆绝热过程的熵产等于零（）10. 水蒸汽的汽化潜热是常数（）11. 工质经过不可逆循环其为ds0（）12. 热量不

4、可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体（）13. 压气机的产气压力一般在 0.1 MPa0.3 MPa之间（）14. 当气流速度是亚声速时，可选取缩放管作为喷管（）15. 同条件下有摩阻的喷管出口流速比无摩阻的喷管出口流速低（）16. 同条件下有摩阻的喷管工质出口焓比无摩阻的喷管出口焓低（）17. 同条件下有摩阻的喷管工质的滞止焓等于无摩阻的喷管滞止焓（）五、简答题1 描述准平衡过程和可逆过程的概念，说明两种过程的异同。2 稳流开口系统能量方程式，技术功表达式，及体积功、技术功和流动功三者的关系3写出符合下列条件的稳流开口系统的能量方程式： （1）绝热条件下蒸汽在汽轮机内的做功过程；（2

5、）工质流经换热器的热交换过程4理想气体的定义5某一理性气体从初态（Ti,pi）经过一可逆过程后到达终态（T2,P2）,写出其熵变公式，要求至少两个计算方法，设比热容为定值。若为不可逆过程，熵变公式是否变化？6写出判断不可逆的热力循环和不可逆热力过程的数学表达式；7. 写出孤立系统熵增原理表达式,并指出孤立系统熵增大的原因。8. 迈耶公式Cp-Cv=Rg,是否适用于动力工程中应用的高压水蒸汽？是否适用于地球大气中的水蒸汽,为什么？9. 水的汽化潜热是否是常数,有什么变化规律？10. 描绘理想气体的热力学状态参数中,哪些参数仅是温度的单值函数,哪些是两个独立参数的函数,11把理想气体热力过程表示在

6、 P-V图和T-s图上，确定多变指数n的范围（要求给出四个基本过程） ；a.工质膨胀、降温且放热；b.工质吸热、升温且降压过程12. 有一个由一台热机、高低温热源、功源等组成的孤立系统，热机的高温热源Th 1000 K，低温热源Tl 300 K，工质从高温热源吸收1000kJ的热量，对外输出600kJ的功，求此孤立系统的熵增。13. 图中容器为刚性容器，现将容器分成两部分，一部分装气体，一部分抽真空;中间是隔板，若突然抽去隔板，气体是否作功？若每抽去一块隔板让气体先恢复平衡在抽去下一块隔板，气体是否作功？上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否可以在p-v图上表示，分别是什么过程？14在P-v

7、图上，画出理想气体某一多变过程的膨胀功、技术功和传热量。15在T-s图上画出蒸汽单级压缩式制冷循环，然后转换到lgp-h图上，并分析说明实际压缩过程对制冷效率的影响。16.指出下列过程的适用条件2(a) 8q du 8w，(b) du d(pv)，(c) qCvdT，(d) q 117分析说明提高初温和初压对提高朗肯循环效率的影响。18. 压气机采用两级压缩中间冷却有什么优缺点？19. 已知一活塞式内燃机的三个循环特性参数，试推导混合加热理想循环的热效 率(要画出p-v和T-s图)。20已知一活塞式内燃机的三个循环特性参数，试推导定压加热理想循环的热效 率(要画出p-v和T-s图)。21. 比

8、较在初态、增压比相同的情况下压气机三种压缩过程(绝热、多变及定温)的耗功量及终态温度的大小22. 什么是湿空气的相对含湿量及含湿量？相对湿度越大，含湿量越高，这样的说法对吗？为什么？六、计算题热力学第一定律1. 1kg空气首先从95kPa和17C的状态定容吸热到380kPa 然后经历一个定熵 膨胀过程到95kPa最后回到初态。求循环净功和热效率。已知空气k=1.4。2某理想气体初态时 5 520 kPa，Vi 0.1419 m3,经过热膨胀过程，终态的P2 170kPa, Vi 0.2744m3，过程中焓值变化H67.95kJ。已知该气体的定容比热容Cp5.2 kJ/(kg K)，且为定值，试

9、求：(1)气体常数Rg, (2)定容比热容 cv，( 3)U3.刚性容器内装有2kg理想气体，定容下吸热量Qv 367.6kJ,同时输入搅拌功468.3 kJ该过程中气体的平均比热容 cp 1124 J/(kg K)，cv 934 J/(kg K)。已知初态温度t1=280 C,求：(1)终态温度t2,; (2)热力学能、焓和熵的变化 U、H 、 S 。热力学第二定律1. 某热机工作于 T1 2000 K ， T2 300 K 的两个恒温热源之间， 试问下列几种情况能否实现？是否是可逆循环？( 1) Q1 1kJ， Wnet 0.9kJ(2) Q1 2kJ，Q2 0.3kJ;(3) Q2 0.

10、5kJ， Wnet 1.5kJ。2. 有一循环装置，工作在 800K 和 300K 的热源之间。若与高温热源换热 3000kJ,与外界交换功2400kJ试判断该装置能否成为热机？能否成为制冷机?3. 设工质在1000K的恒温热源和300K的恒温冷源间工作，工质从热源吸热和向冷源放热都存在 50K 的温差。（1）计算循环热效率；（2）设环境温度 280K，求热源每供给1000kJ热量时，两处不可逆传热的有用能损失Ii和12,及总有用能损失。4. 有一台多热源热机，热源A温度1000K,放出750 kJ热量，热源B温度800K, 放出480 kJ热量，热源C温度300K，吸收510kJ的热量，环境

11、温度290K试判断 该热机能否实现？若能实现是否是可逆热机？若不可逆， 热机效率是多少？最大 有用能损失多少？压气机1.2kg空气从初态为pi 0.1MPa, ti 27 C,经过2级压缩，中间冷却系统后， 压力提高到2.5MPa若空气进入两级气缸的温度相同，且各级压缩过程的多变 指数均为 1.3，空气的 Rg 0.287kJ/（kg K） 。求（1）最佳的中间压力？（ 2）各 级排气压力？ （ 3）生产2kg质量的压缩空气所消耗的理论功？ （ 4）各级气缸的 排气温度？2. 已知某压气机，当存在余隙容积时的工作过程如图所示，Vh 0.4455m3 ，V3 0.0223m3 ,山 1bar,

12、1 15C , p2 3.5bar, n=1.2，求排气量和 1kg 气 体的理论耗功量3 2V3V4Vi压气机工作过程3. 空气初态为pi 0.1 MPa, ti 20 C,经3级压缩机压缩后，压力提高到 12.5MPa若空气进入各级气缸的温度相同，且各级压缩过程的多变指数均为1.3, 求（1）最佳的中间压力？ （ 2）各级排气压力？（ 3）生产1kg质量的压缩空气 所消耗的理论功？ （ 4）各级气缸的排气温度？喷管与扩压管1. 已测得喷管某一截面空气的压力为 0.5 MPa温度800K,流速600m/s,设空气的cp 1004J/（kg k） , k 1.4，求滞止温度和滞止压力。2 出口

13、截面面积 A2=10cm2的减缩喷管,设空气初速度可忽略，初参数P1=2*106MPa, t1=27C。当喷管出口背压Pb 1 MPa时，求空气经喷管射出的 速度，流量，出口截面的状态参数 V2、t2。设Cp 1004J/（kg K） , k 1.4 , 临界压力比cr 0.528。3.空气进入渐缩喷管时的初速为 200m/s,初压1MPa,初温500C。求喷管达到 最大流量时出口截面的流速、压力和温度。燃气动力循环1.某内燃机进行的是狄塞尔循环（定压加热理想循环）,已知压缩比，定压预涨比，工质为空气,求：（1）画出T s图，（2）推导循环热效率。2. 绘制汽油机的理论循环即定容加热循环的P-

14、v图和T-s图，推导汽油机定容加热循环的热效率与压缩比也之间的关系，并阐明该关系式的物理意义。V23. 某内燃机进行的是狄塞尔循环（定压加热理想循环），已知压缩比，定压预 涨比，工质为空气，求：（1）画出P-v和T s图，（2）推导循环热效率。蒸汽动力循环1有一朗肯蒸汽动力循环，蒸汽进汽轮机的压力为：Pi 17 MPa，蒸汽温度匕550 C；汽轮机排汽压力P2 5kPa。请将循环表示在T-s图上，求1公斤蒸 汽：（1）在锅炉中的吸热量；（2）输出功Wt ; （3）水泵耗功wp ； （4）冷凝器中 的放热量；（5）该循环热效率t ;2. 有一小型压水堆核电机组，由蒸汽发生器提供低参数工质为饱和水蒸汽，工 质在汽轮机内可逆绝热膨胀做功， 在冷凝器内冷凝，冷凝水经水泵再送入蒸汽发 生器加热循环使用。请将循环的热力过程表示在 T-s图上。若从蒸汽发生器出来 的工质为175C的饱和水蒸汽，冷凝器内的压力为 7.5KPa,求该循环的热效率。3. 有一朗肯蒸汽动力循环，蒸汽进汽轮机的压力为：pi 17MPa,蒸汽过热度t 197.7C ;汽轮机排汽压力P2 0.005 MPa。请将循环表示在 T-s图上，求1公斤蒸汽：（1）在锅炉中的吸热