工程热力学期末复习题

1、工程热力学复习题一、单项选择题1热力系内工质质量若保持恒定，则该热力系一定是 。A开口系 B.闭口系 C. 孤立系 D.不能确定（知识点：教材P9页1-2：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C不正确。）D.不能确定2某压力容器，其压力表的读数在重庆为与在拉萨时相比较 。A 相同 B. 增大 C . 减小 D. 无法确定（知识点：教材P13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。）B. 增大3开口系的质量是 。A不变的 B.变化的 C

2、. 变化的也可以是不变的 D.在理想过程中是不变的（知识点：教材P9页1-2：热力系统。稳定流开口系质量不变，但非稳定流则会改变。）C. 变化的也可以是不变的4. 准平衡过程，工质经历的所有状态都接近于 。A.初状态（可以不在初状态） B.环境状态C.终状态（也可以不在初状态） D.邻近状态（知识点：教材P18页1-5，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A不正确，A不正确，那么B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D）D.邻近状态5.

3、一定量理想气体从相同的初态出发分别经过不可逆过程A、可逆过程B到达相同的终状态，则两过程中气体热力学能变化 。 A B C D （知识点：教材P36页2-2，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A状态到B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。）B6.气体在管道中可逆流动时，任何截面上的滞止焓 。A. B. C. D.均相等（知识点：教材P240-241页7-1，滞止焓是该截面上这一点工质的焓与工质的动能之和）D.均相等7.某一定量工质将2000KJ的

4、热量散失到周围环境，若工质散热时熵变化-5，这过程 。A.可以发生且为可逆 （可逆过程的熵变为零） B.可以发生且为不可逆 C.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300K） D.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P36、162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B。如果这个过程是自发过程则不可能发生。）B.可以发生且为不可逆8.

5、刚性容器中有某种理想气体，参数p1、V1、T1，现定温充入另一种x气体，使容器中的压力升到p2，充入的气体质量 。A. B. C. D. （知识点：教材P367页12-1。这个问题属于理想混合气体的分压定律，注意和的区别）充气过程混合气体体积不改变，但分压会改变，此时混合气体的总压力变为p2，分压力对应于混合气体中的分气体物质量。B. 9. 循环热效率t=1-T2/T1 ，只适用于 。A卡诺循环（卡诺循环只是其中的一种） B两个恒温热源间的可逆循环 C两个恒温热源间的一切循环（不可逆就不行） D多个热源的可逆循环（多个热源，取的是热源温度的平均值）（知识点：教材P150页5-3，首先多热源的可

6、逆循环，取的是热源温度的平均值，所以D不正确，循环热效率t=1-T2/T1是最大热效率，只能在可逆过程中发生，因此C不正确。卡诺循环只是其中的一种，因此A不正确）B两个恒温热源间的可逆循环10气体经不可逆流动后，滞止焓相等，滞止状态 。A也相同 B滞止压力相等，滞止温度不等。C无法确定 D不相同（知识点：教材P240-241页7-1，滞止焓相等，但并不表明工质的焓和动能是相同的，因此滞止状态不相同）D不相同11由一种x气体与一种Y气体组成的混合气体，参数为p、V、T，已知其中x气体的分压力px，分体积Vx，混合气体中x气体的状态方程 。 A B C D （知识点：教材P367页12-1。如果按

7、分体积算，应该是总压，所以C不正确，如果按分压算物质量为分气体的物质量，所以B不正确，如果既按总体积又按总压计算，那么物质量是总物质量，因此D不正确。）正确答案为A12工质经历任一可逆循环 。 A0 B0 C0 D 逆向循环（知识点：教材P152页5-4，经过一个循环，系统恢复原状，其熵增一定为零。）A013. 绝热节流过程为 过程。A.定焓 B.定温 C.可逆 D.不可逆（知识点：教材P257页7-6，忽略气体动能的变化，绝热节流前后函值相等；但如果不忽略气体动能的改变，则绝热前后函值不相等，因此A不正确。绝热节流过程温度会改变，不是定温过程，因此B不正确；绝热节流是不可逆过程）D.不可逆1

8、4. 设工质在0的恒温冷源和100的恒温热源间按卡诺循环工作，若输出功率10kW，每分钟完成一次循环，每次循环工质从高温热源吸收热量 。A. 80.4kJ B . 219.6kJC. 373kJ D . 2238kJ（知识点：教材P145页5-2，按公式计算。）D . 2238kJ15. 有一位发明家声称制造出一种机器，当这台机器完成一个循环时，可以从单一热源吸热2000kJ，并输出2200kJ的功，这台热机 。A.违反了热力学第一定律B.违反了热力学第二定律C.违反了热力学第一定律和热力学第二定律D.既不违反热力学第一定律也不违反热力学第二定律（知识点：教材P36、162页热力学第一定律和第

9、二定律。从单一热源吸热做功违反热力学第二定律，系统吸收的能量小于输出的能量，违反热力学第一定律）C.违反了热力学第一定律和热力学第二定律16由某种x气体与某种气体组成的混合气体，参数为p、V、T，已知其中x气体的分压力px，分体积Vx，混合气体中x气体的状态方程 。 A. B. C. D. （知识点：教材P367页12-1，答案D中，已知某气体的体积和压力，状态方程为，其中为这种气体的物质量，用摩尔数表示，如用这种气体的质量表示，则由于，即所以即）。D. 17工质经历可逆循环 。A. 0 B. 0 C. D.逆向循环（知识点：教材P152页5-4热力学第二定律的数学表达式，这里要注意熵的定义，

10、其中为热源的温度，为工质的温度，在微元换热过程中，过程可逆，因此热源温度等于工质的温度。其中一个重要的不等式为克劳修斯不等式，但是对于一个循环，无论可逆与否，系统都将恢复到原来的状态，因此熵增为零。）C. 18. 卡诺循环是 。A具有可逆等温吸热和可逆等温放热的循环B具有两个恒温热源，且满足的循环C热效率等于的循环D循环中工质除了与两个恒温热源换热外，无其它热交换的可逆循环（知识点：教材P145页5-4，卡诺循环的定义是由两个绝热压缩、等温吸热、绝热膨胀和等温放热所组成的一个循环，所以A不正确；卡诺循环热源的温度不一定是恒温，如概括性卡诺循环，所以B也不正确；卡诺循环还有输出功交换，因此D也不

11、正确，正确答案为C）C热效率等于的循环19. 气体在管道中可逆流动时，任何截面上的滞止状态 。A.均相同 B.不相同 C.由各断面的确定，不一定相同 D.无法比较（知识点：教材P239页7-1，各截面上，由于温度不一定相同，气体分子运动的动能也不一定相同，因此和断面上的滞止焓和动能之和也不一定相同，因此滞止状态不一定相同）C.由各断面的确定，不一定相同20. 工质经历不可逆循环 。A. 0 B. 0 C. 0 D.逆向循环 C. 021.由氧气O2与氮气N2组成的空气,其中氧气的质量分数 。A. B. C. D. （知识点：教材P367页12-1，混合理想气体分压和分体积定律，在相同的大气压下

12、，体积分数等于摩尔分数，而某种气体的质量分数应该是该种气体的质量与混合气体的总质量之比。混合气体的总质量是各种气体的摩尔分数与摩尔质量的乘积之和）B. 22. 初、终状态相同的任何过程，其过程中传递的热量 。A. 相等 B. C.均为 D. T -S图面积均相等（知识点：教材P36页热力学第一定律，不管过程是如何的，状态如何，必须尊守能量守恒。初终态相同，对于可逆过程和不可逆过程，其传递的热量是不相同的，所以A不正确；同时也就否定了C和D）B. 23. 任何热力过程中，理想气体的热力学能的变化量都可以表示为 。A . B. C. D. （知识点：教材P73页3-3。在定容过程中，膨胀功为零，热

13、力学能变化与过程热量相等；在定压过程中技术功为零，因此焓的变化量与过程热量相等，因此B是计算的焓的变化量。答案C中包含有技术功，所以不正确，答案D也是焓变化，因此正确答案为A）A . 24. 系统完成一个不可逆循环时，系统的熵变 。A.小于0 B.大于0C.等于0 D.不确定（知识点：系统完成一个循环，熵变为零）C.等于025下列热力系统中与外界既无物质交换又无能量交换的是 。A开口系统 B绝热系统 C闭口系统 D孤立系统D孤立系统26任何热力过程中，理想气体的焓变化量都可以表示为 。A BC D （知识点：教材P73页3-3。参见23题）B27理想气体在一个带活塞的气缸中膨胀，若容器与外界绝

14、热，则气体的温度 。A降低 B升高C保持不变 D无法确定（知识点：热力学第一定律，绝热过程，系统热力学能的减少等于对外所做的功，热力学能的减少，表明系统温度降低。）A降低28一定量气体置于刚性气缸内，在某一过程中外界对热力系统作功60kJ，热力系统从外界吸热20kJ，则热力系统的热力学能为 。A40kJ B60 kJ C40 kJ D80kJ（知识点：热力学第一定律的第一表达式，但这里要注意做功的正负号，吸热的正负号。系统对外做功是正功，外界对系统做功为负功；系统从外界吸收热量，取正值，系统向外界放热取负值。）D80kJ29设工质在300K的恒温冷源和1200K的恒温热源间按卡诺循环工作，每小

15、时吸收热量20kJ，则放出热量 。A2.5kJ B5kJC10kJ D15k（知识点：热力学第二定律和卡诺定理。先计算卡诺循环的效率，再由得到）B5kJ30容器内工质的压力将随测压时的地点不同而 。A增大 B减小C不变 D无法确定（知识点：教材P13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，但容器内工质的绝对压力不变。）C不变31迈耶公式，适用于 。A理想气体，但要求定值比热容 B理想气体，是否定值比热容不限C任何气体，但要求定值比热容 D任何气体，是否定值比热容不限（知识点：教材P66页3-2。在公式的推导过程

16、中假定了理想气体的分子间无作用力，不存在内位能，热力学能只包含取决于温度的内动能，因此迈耶公式适用于理想气体，但比热容是温度的函数，可以随温度变化，因此答案是B）B理想气体，是否定值比热容不限32某设备管道中的工质为60mmHg，设大气压力为80 kPa ，此压力在其压力测量表计上读数为 。A. 72 kPa B. 86.67 kPa C. 130 kPa D. 30 kPa（知识点：教材P15页1-3，注意压力单位换算，表1-1）A. 72 kPa33平衡状态就是 。A均匀状态B稳定状态C与外界不存在任何势差的状态 D不随时间变化的状态（知识点：教材P16页1-4，一个热力系统，如果在不受外

17、界影响的条件下系统的状态始终保持不变，这种状态称为平衡状态。）答案A，非均匀状态同样可达到平衡，如气液两相的平衡；答案B，稳定状态可能需要外界提供的能量维持，如两个不同温度热源之间的金属棒中的传热过程，此时经过一个比较长的时间后，各点的温度是稳定不变的；答案D，稳定开口系的状态就不随时间变化，因此正确答案为B，此时系统即不受外界影响。）C与外界不存在任何势差的状态34. 3kg理想气体，从初态25，p11MPa，定压膨胀至p20.1MPa，然后又经定容加热至t325，气体经123过程的热力学能变化量 。 ABCD（知识点：教材P36页2-2，热力学能的变化，在不考虑化学能和原子核能的情况下，只

18、是内动能和内位能的变化，因此热力学能只是温度的函数，两个状态的温度相同，因而热力学能没有改变。）D35可逆稳定流动能量方程可表示为 。A B. C. D.（知识点：教材P47页2-6，热力学第一定律的第二表达式。）A36理想气体在一个带活塞的气缸中被压缩，若容器与外界绝热，则气体的温度 。A降低 B升高C保持不变 D无法确定（知识点：热力学第一定律，此时热量为零，外界对系统做负功，系统的热力学能增大，因此温度升高）B升高37某理想气体经输气管向绝热、真空的刚性容器充气。若充气时输气管中的气体参数保持不变，cp、cV为定值，则气体充入容器后其温度将 。A升高 B降低C不变 D无法确定A升高38某

19、一定量工质将2000KJ的热量散失到周围环境，环境温度为300K，若工质散热时熵的变化为7，则该过程 。A可以发生且为可逆过程 B可以发生且为不可逆过程C不能发生 D无法确定能否实现（知识点：该过程不违反热力学第一定律，因此可以发生，但此时，过程的熵减小，表明不可自发产生，同时不可逆。由于不知道另一个热源的温度，因此不能判过程能否进行。）D无法确定能否实现39一个热力系统与外界既有物质交换，又有能量交换，则该热力系统可能是 。A闭口系 B开口系C绝热系 D开口系或绝热系（知识点：开口系可以成为绝热系和非绝热系。绝热系也可以通过工质的流动实现能量的交换）D开口系或绝热系40可逆过程一定是 。 A

20、.工质能回复到初态的过程 B.非平衡过程 C.准平衡过程 D.存在着损耗的准平衡过程（知识点：教材P21页1-5，可逆过程首先应该是准平衡过程，应满足热的和力的平衡，同时过程中不应有任何形式的耗散效应。）C.准平衡过程41. 2kg理想气体，从相同的初态出发分别经过不可逆过程A、可逆过程B到达相同的终状态，则两个过程中理想气体的焓变化量 。A. B .C . D .（知识点：教材P40页2-4，此时热力学能的变化是相同的，但可逆过程中，推动功最小，因此不可逆过程的焓变大于可逆过程焓变。）C .42适用于 。A. 任意气体、闭口系统、任意过程B.实际气体、开口系统、可逆过程C. 理想气体、闭口系

21、统、可逆过程D.任意气体、开口系统、任意过程（知识点：教材P42页2-5。这是热力学第一定律的第一表达式，在推导过程中没有任何的假设条件，对闭口系普遍适用，可以是可逆过程也可以是不可逆过程）A. 任意气体、闭口系统、任意过程二、选择题三、填空题1. 摩尔常数R与气体种类 有 关，与状态 无 关。2. 熵产 就是由耗散热产生的熵增量。3.临界压力比是流速达到当地声速时，工质的压力与滞止压力之比，它仅与工质 有关。4. 1kg氧气，初始状态为、，经定压过程加热到，按定值比热容计算，其技术功wt 0 kJ/kg。5.氧气和氮气的混合物为2m3，压力为0.1MPa，其中氧气的分体积为0.6 m3，则氮

22、气分压力为 0.07MPa 。 6.只要有 2 个独立的状态参数即可确定简单可压缩系的 1 个平衡状态。7.临界压力比是工质的压力与滞止压力之比，它仅与工质有关。8. 在热力学中，人为划定的一定范围内的研究对象称为热力系统。9. 状态参数坐标图上的一点表示热力系统的一个确定的平衡状态。不可能发生使孤立系统总熵减少的过程，理想可逆情况也只能使孤立系统总熵 等于零。10.某理想气体在定压下从初温加热到，并作了容积变化功，该气体的为 0.272 kJ/(kg·K)。定压过程技术功为零，焓变化量与过程热量相等，即由热力学第一定律，定压过程，于是11 1kmol的各种气体在同温同压下所占的体积

23、均 相同 。12能量从一个物体传递到另一个物体可有 做功 和 传热 两种方式。13 等温压缩 是压缩气体最有利的方式。14相互接触的物体，若它们处于热平衡，则它们的 温度 必相等。15气体常数Rg与气体种类 有 关，与状态 无 关。16在热力学中，热力系统和外界之间完全没有热量交换的研究对象称为 绝热系统 。17N2和O2的混合物为2m3，压力为0.5MPa，其中N2的分体积为1.4m3，则O2的分压力 0.15 MPa。18在热力学中，人为划定的一定范围内的研究对象称为 系统 ，周围的物体称为 环境 。19声速是状态参数，与气体的 性质 及其 状态 有关。201kg工质流入热力系统时，系统获

24、得的总能量是 热力学能 与推动功 之和。21. 在热力学中，人为划定的一定范围内的研究对象称为 系统 。22. 卡诺循环在300K、1200K热源间工作，每小时吸收热量20kJ，向冷源排出热量 5kJ 。23. 逆向卡诺循环过程中功和热量的计算式与正向卡诺循环 相同 ，只是传递方向 相反 。24. 气体的初态为 ， 在定值的条件下膨胀到，则气体的技术功为 346.574 kJ。（技术功为）四、名词解释题五、判断题1.平衡状态就是与外界不存在任何势差的状态。T（在不受外界影响的条件下，系统的状态始终保持不变。）2.若实施等温压缩生产高压气体，可不必采用多级压缩、级间冷却的方法避免容积效率下降。F3. 工质经一个不可逆绝热过程后，熵一定不变。F （熵一定大于零）4任何状态都可以用热力状态坐表图上的点来表示。T5. 热力系与外界既有质量交换，又有能量交换的一定是开口系。T6. 工质经历一可逆循环，其，而工质经历一不可逆循环，其。F7. 渐缩型喷管的流速只能小于、等于声速。 T8. 不可逆过程可以自发进行。T9. 开口系统不可能是绝热系统。F10. 绝热过程中闭口系的熵通常总是减小的，极限情况时不变。F11. 迈耶公式，适用于理想气体，但要求定值比热容。F 12. 理想气体的比定容热容仅仅是温度的函数。 F(理想气体的比定容热容，符号是，不仅仅是温度的函数，而且与其气体分子运动