工程热力学复习题

1、工程热力学复习题一、判断题1. 多变过程的指数1vnvk时，多变比热为负值。2. 闭口系统经历了一个可逆的定温过程，由于系统温度没有发生变化，故系统与外界没有交换热量。3. 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。4. 凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。5. 热力学温标的基准点是一个标准大气压下水的冰点。6. 通过叶轮输入轴功对绝热刚性容器内的气体进行搅拌，其参数变化为：U >0> AT >0、 P >0、AS >0。7. 可以从终态回复到初态的热力过程是可逆过程。8. 理想气体经绝热节流后，前后稳

2、定截面上的温度相等。9. 因为伴随压力升高，工质的饱和温度也升高，故工质干饱和蒸汽的比容将增大。10. 阴雨天中由于大气中水蒸汽量增加了，所以大气压力增大了。11. 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。12. 工作在相同热源和在相同冷源之间的一切热机，无论采用什么工质，他们的热效率均相等。13. 容器中气体的压力不变，压力表的读数也一定不变。14. 处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度、压力和比体积。15. 孤立系统的熵增原理表明：过程进行的结果是孤立系统内各部分的熵都是增加的。16. 工质经历一可逆循环，其d s =0 ,而工质经历一不可逆循环，其d

3、 s >0。17. 孤立系统达到平衡时总熵达极大值。18. 不可逆绝热稳态流动系统中，系统的嫡的变化Ssys = 0。19. 卡诺循环的热效率仅取决于其热源和冷源的温度，而与工质的性质无关。20. 混合气体中容积成份较大的组分，则其摩尔成分也较大。21. 孤立系统的熵与能量都是守恒的。22. 对未饱和湿空气喷湿球温度的水可以实现空气的等焓加湿降温过程。23. 同一地区同一季节大气压力基本保持不变，空气的含湿量雨天比晴天大，所以雨天空气的密度比晴天空气的密度大。24两个物体不接触，就不能判别它们是否达到热平衡。25. 对任何温度的气体加压都能使其液化。26. 可逆循环和不可逆循环的熵变都等

4、于零。27. 工程上要求气体从Ma<1 加速到 Ma>1 ，则应采用拉伐尔喷管。28. 工质经一不可逆循环后其熵一定增加。29. 300 c的水和-300 c的水蒸汽都是存在的。30. 0.1MPa 的饱和水，当压力降低至0.08MPa 时，工质就由饱和水变为过热蒸汽。31. 入口为亚声速气流，扩压管的形状是渐缩。32. 理想气体的热力学能与焓是两个相互独立的状态参数。33. 保持冷凝温度不变，提高蒸发温度，可以提高制冷循环的制冷系数。34. 吸收式制冷循环的吸收器是一个吸热设备。35. 湿空气的含湿量越大，吸收水分的能力越弱。36. 蒸气压缩制冷循环节流阀出口制冷剂工质的状态是蒸

5、发压力下的湿蒸汽。37. 在国际单位制中温度的单位是C。38. 简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则技术功为正。39. 饱和蒸汽经历绝热节流过程后温度不变。40. 把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经多变压缩过程气体终温最高。 二、填空题1 .当容器内的压力低于于外界时，容器内的绝对压力P、真空度Pv和大气压力Pb之间的压力关系为：。2 .热量与膨胀功都是 量，热量通过温差传递热能，膨胀功通过 差传递机械能。3 .在孤立系统内自发过程进行的结果，系统由 状态达到平衡状态， 绝不会使已经达到平衡状态的重新变为 状态。4 .公式8 q = d h 适用于理想气体 过程。5 .已

6、知湿蒸汽的干度为 0.6 ,其中干饱和蒸汽的质量为 6 Kg,则饱和液体的质量为 Kg 。6 .湿空气喷蒸气加湿过程的特征是湿空气的 基本不变。7 .理想气体自初温t 1经绝热过程变到终温 t2,其内能的变化可用公式 .计算。理想气体自初温t 1经定容过程变到终温t2,其相的变化可用公式计算。8 .在可逆过程中系统嫡的增加，意味着系统 ,在孤立系统中嫡的增加， 则意味着为_9 .按照系统与外界之间物质和能量的交换情况，系统可分为开口系统、系统、绝热系统、 系统。10 .湿空气加热过程的特征是湿空气的 不变。11 .公式Sq = 6 w适用于理想气体的过程，公式 Sq = d h 适用于理想气体

7、过程,公式8 ws = - d h 适用于过程。12 .蒸汽压缩致冷循环是由 和 等设备构成的。空气压缩致冷循环中没有 、 和 设备，而是以、 和 所代替。13 组成的理想循环。14 .理想气体的 和 在T-s图上都是指数曲线。15 .露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的 温度。16 .湿空气绝热加湿过程可以近似地看成是 不变的过程。17 .使系统实现可逆过程的条件是：（1） （2） 一,， 一 、 ， 一一 18 .气体的质量比热 C、摩尔比热MG口容积比热C间的关系是19 .理想气体经历一个可逆的绝热过程，忽略宏观动能和重力位能按稳定流动系统计算，其轴功量等于:按闭口系统计算,其功量等于，

8、两功量之比WS / W 等于 一。20 .定值比热容为 cn的多变过程，初温为 终温为T2,其嫡变量As=。21 .湿空气绝热加湿过程可以近似地看成是 不变的过程。22 .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 的措施。23 .将相同质量的氢气和氧气分别储存到同样大小的容器内，若二个容器内气体的温度相 等，则两者压力的大小为 PH2 PO2。24 .当设备中工质的压力低于环境压力时，若测得真空度Pv=0.08MPa,环境压力Pa=0.1MPa,则工质的绝对压力 P=MPa25 .湿空气的含湿量是以 为计算基准的湿空气中所含水蒸汽的质量。2

9、6 .根据稳定流动的能量方程，喷管的能量方程可简化为 。27 .采用两级压缩和中间冷却的压气机，两级的增压比二1二%、二2 =3的关系为PlP2时耗功量最少。28 .表压力随着环境压力的下降而增大时，工质的 压力可能并无变化。29 .澳化锂吸收式制冷机中，是制冷剂。30 .装有氧气的容器，其温度计的读数为27 C,则其热力学温度 T= K 。31 .蒸气的饱和压力与饱和温度是 的。32 .技术功w与体积功 w的关系式为 。33 .已知理想气体的比热 C随温度的升高而增大，当 t2>t»>0C时，C 02与C；的大小关 系为。34 .新风和回风混合点在线上,混合质量比m2

10、/ mi与混合点分割该线的线段长度成比。35 .工质经历一个由三个过程组成的循环，试填充下表所缺的数据。序号过程Q(kJ)W(kJ)A U(kJ)11-2-3261023-1-2231-4-3336.工质经历一个由四个过程组成的循环，试填充下表所缺的数据。序号过程Q(kJ)W(kJ)A U(kJ)11-21350022-30-40033-4-1000044-1037 .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A u=。38 .流体流经管道某处的流速与 的比值称为该处流体的马赫数。39 .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

11、减小余隙容积外, 通常还采取 的措施。40 .根据稳定流动能量方程，风机、水泵的能量方程可简化为 。三、选择题1 .热力系统的总储存能为。A. UB. U pV一 11OC. Umc2 mgzD.U pVmc2 mgz222 .卡诺定理表明：所有工作于同温热源与同温泠源之间的一切热机的热效率 。A.都相等，可以采用任何形式的循环B.不相等，以可逆热机的热效率为最高。C.都相等，仅仅取决与热源和泠源的温度D.不相等，与所采用的工质有关系。3 .嫡变计算式s=CvlnT2+Rln"只适用于。T1V1A. 一切工质的可逆过程B. 一切工质的不可逆过程C.理想气体的可逆过程D.理想气体的一切

12、过程4 .系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个 A.可逆绝热压缩过程B.不可逆绝热压缩过程C.边压缩边吸热过程D.边压缩边放热过程5 .饱和湿空气的相对湿度 。A.>1 B.=1 C.<1D.0< <16 . 0.1MPa的饱和水，当压力降低至 0.08MPa时，工质就由饱和水变为 。A.未饱和水B. 湿蒸汽 C.过热蒸汽D.饱和蒸汽7 .湿蒸汽状态参数的特点是 。A. t ts B. V' VxV" C. V' Vx V" D. ttssxxs8 .未饱和湿空气中含有。A.未饱和水B.湿蒸汽 C.

13、干饱和蒸汽D.过热蒸汽9 .某制冷机在热源 T1= 300 K,及冷源T2= 250K之间工作，其制冷量为1000 KJ ,消耗功为250 KJ ,此制冷机是。A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D.可能的，但无法判定其可逆性10 .气体常数R决定于。A.气体的分子量B.气体的质量C.气体所处的状态D.气体的原子数11 .某大气压下，已知湿空气的状态参数t、d,则湿空气的状态 二A.可以确定B.尚需水蒸气分压力 PV才能确定C.尚需相对湿度。才能确定D.尚需湿球温度tw才能确定12 .在压力为p时，饱和水的嫡为s'干饱和蒸汽的嫡为 s。当湿蒸汽的干度0Vx<1时, 其嫡为s,则。A

14、. s" >s>s'B.s>s" >s'.s<s <sD.s >s>s13 .不可逆机与可逆机相比，其热效率 。A.一定高B.相等C. 一定低D.可能高，可能低，也可能相等14 .湿空气中水蒸汽所处的状态 。A.可以是饱和状态，也可以是过热蒸汽状态B.只能是饱和状态C.既不是饱和状态，也不是过热蒸汽状态D.只能是过热蒸汽状态15 .在pv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 。小可能大，也可能小B.水的沸点D. 水的临界点A.大B.C.相等D.16 .热力学温标的基准点

15、是A.水的冰点C.水的三相点17 .稳态稳流系统经历一个不可逆过程，吸热 5KJ,对外作功10KJ,则系统的嫡 A. 一定增加B.不变C.可以增加、可以减少或者不变D. 一定减少18 .当工质的温度一定，其压力低于对应的饱和压力时，则工质一定是 。A.饱和水B.湿蒸汽C.未饱和水D.过热蒸汽19 .理想气体某一过程的容积变化功W等于技术功 Wt,该过程是 A.定压过程B.定容过程C.定温过程D.绝热过程20 .饱和湿空气的干球温度t、湿球温度ts、露点ti,间的关系是 。A.tts tlB.t =ts= tlC.tts = tlD.t =ts ti21 .闭口系内的理想气体经历一个不可逆过程，

16、热力学能减少5KJ,对外彳有功10KJ,则。A.理想气体的嫡一定增加B.该过程的嫡流小于零C.理想气体的嫡可以增加、可以减少或者不变D.理想气体的嫡一定增加22 .绝热节流过程是。 A.定烙过程B.不可逆过程C.准平衡过程D.定嫡过程23 .闭口系统从热源吸热 5000kJ,系统的嫡增加为 20 kJ/K,如系统在吸热过程中温度保持 为300K,则这一过程是。 A.一定是可逆的B.无法实现的C. 一定是不可逆的D.无法判断24 .用干、湿球温度计和露点仪对湿空气进行测量，得到3个温度：16 C, 18 C, 29 C,则干球温度t、湿球温度tw分别为。 A. 16 C, 18 cB. 29C,

17、 16 cC. 29 C, 18 CD. 16C, 29 c25 .水蒸气定压发生过程可分为三个阶段，下列选项中说法错误的是 。 A.未饱和水的定压预热过程B.未饱和水的定压汽化过程C.饱和水的定压汽化过程D.水蒸气的定压过热过程26 .以空气为工质所进行的某过程中，加热量的一半转变为功，则该过程的多变指数n为。 A. 1.6B. 1.2C. 0.6D. 1.327.贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则A. Q >0, Ul> 0, W 0B. Q = 0, U> 0, VW> 0C. Q >0, Ul>0, W = 0D. Q

18、= 0, U = 0 , W = 028. CO2气体与C O气体如温度变化相同，其内能变化关系为 。A. = I IB. I I > I IUcqUCOUco2UCOC. Ucq < UCOD.无法判断29.通过饱和曲线（4=100 %）的定湿球温度线 A.严格地说是一条等烙线B.C.是一条角系数大于等焰线的直线D.30.同样条件下工作的制冷循环与供热循环是A.制冷系数供热系数B.C.供热系数制冷系数D.是一条角系数小于等焰线的直线是一条近于水平的直线O供热系数A制冷系数制冷系数供热系数31.湿蒸汽进行定容加热后，其干度的变化（A. >0 B. <0 C. = 0 D

19、.32 .公式刀t = 1 q2 /qi适用于。A.理想气体任意过程B.C.任何工质可逆循环D.33 .湿空气在总压力不变，A.越大C.越小D.干球温度不变的条件下,X2 Xi）是。不能确定理想气体可逆循环任何工质任何循环如果湿球温度越低，则其含湿量B.不变不确定34 .热机从热源取热1000 KJ ,对外作功1000 KJ ,其结果是 。A.违反热力学第一定律B.违反热力学第二定律C.违反热力学第一和第二定律D.35 .气体的容积比热是指 。A.容积保持不变的比热B.C.物量单位为一摩尔容积时的比热D.36 .绝热节流过程是 。A.定始过程B.C.准平衡过程D.37 . P V = R T描

20、述了的变化规律 。A.任何气体准静态过程中B.C.理想气体热力平衡状态D.不违反热力学第一和第二定律物量单位为一立方米时的比热物量单位为一标准立方米时的比热不可逆过程定嫡过程理想气体任意过程中任何气体热力平衡状态38 .通过叶轮轴对绝热刚性容器中的气体搅拌，其参数变化为A. AUI> 0,T>0, P = 0 , S = 0B. U> 0,T>0, P> 0 , S > 0C. AUI> 0,T =0, P> 0, S = 0D. AUI> 0,T =0, P = 0, S > 039 .闭口系统功的计算式w = UiU2。A.适用于

21、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.只适用于可逆绝热过程40 .两种不同性质但相同热力状态的气体在绝热混合过程中，其嫡A.不变 B. 减小 C. 增加 D. 不一定41 .在水蒸汽hs图上，湿蒸汽区内的定压线是 A.具有正斜率的直线B. 曲线 C. 折线 D.水平直线42 .混合气体的通用气体常数。A.与混合气体的成份有关B.C.与混合气体所处状态有关D.43 .工质嫡的增加，意味着工质的 。A. Q >0 B .Q V 0 C. Q = 044 .开口系统的技术功 W等于。A.轴功WSB.C. W s + （pivip2v2）D. q45

22、.某理想气体，经可逆定压过程对外作功,与混合气体的质量有关与混合气体的成份、质量及状态均无关系D. 不一定i 222匕2-0） g（z2 -乙）ws一 U则其内能的变化量与外界的交换热量分别7B.A.无确定值。C. AU = W /(K1)；q =K W /(K1)。 D. AU = W；q =K W。46 . 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内的 温度，则气球内的气球进行的是 。A.定压过程。 B . 多变过程。 C.定温过程。D. 定容过程。47 .湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化 。A. AU = 0 B. AU >0 C.AUI< 0

23、D. U< 0 或 U >048 .测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是。A.有气体泄漏B.C.大气压力发生变化D.气体热力状态变化以上三者均可能1149 .理想气体可逆定温过程的特点是B. Wt=WD. Wt<WA.q=0C. Wt>W50 .水蒸汽热力过程热力学能变化量u=A.q-w tB. h- (pv)、-t 2C.Cv(T2-T i)D.cv ti (T2-T1)四、简答题1、闭口系统从热源取热 5000kJ,系统的嫡增加为 20kJ/K,如系统在吸热过程中温度保持 为300K,问这一过程是可逆的、不可逆的还是不能实现的？并简要说明理由。2、三块相同的

24、金属块被加热到温度 Ta,第一块迅速被冷却到环境温度 T。，其嫡变为§ ； 第二块在环境中缓慢冷却到 T。，其嫡变为AS?;第三块先与温度为 Tb (Ta> Tb>T0)的热源接 触，达到平衡后再被冷却到环境温度 T。，其嫡变为iS3;试说明这三个过程 AS1、&和iS3 的大小关系。3、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。隔板自由膨胀4、某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在30 c室温下，制冷温度为-40C时，制冷

25、系数仍可以达到4,请你判断一下是否可能实现。为什么？5、“对刚性容器中的水加热，使其在恒温下蒸发”。请判断该过程是否可逆，说明理由。6、将初态 B= 101325Pa, ti=25 C , <p = 60%的空气在加热器中加热至t2=50C,然后送入干燥箱用于烘干物体。空气从干燥箱出来时的温度为t3=40C。试将此过程绘在 h-d图上；并推导出每蒸发1kg水分需要多少kg空气的计算式。7、如图所示为蒸气压缩制冷循环的lgp-h图，试指出进行各热力过程相应设备名称，并写出制冷量和制冷系数的计算式。8、指出饱和湿蒸气与饱和湿空气，嫡流与嫡产的主要区别。9、下图为蒸气压缩式制冷装置原理图，蒸发

26、温度为零下15C,冷凝温度为30 C,蒸发器出口为干饱和蒸气。 试将此制冷循环描绘在lgp-h图上；若系统制冷量为 Q。，试写出制冷剂的流量和制冷系数的计算式。10、初态为B= 101325Pa、L=25C、（j）i=60%,流量为 mkg/s的空气首先经冷却器冷却至 t2=15C、（）2=90%,再经加热器加热至 t3=20Co试将上述过程绘在 h-d图上；并写出冷 却器冷量和加热器加热量的计算式。11、一个闭口系统由初始状态 A分别经可逆与不可逆等温吸热膨胀过程到达状态B,若两过程中热源温度均为 To试判断系统在哪个过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功大。为 什么？12、空气在气缸内经历不

27、可逆过程，内能减少12kJ,对外彳功10kJ试分析空气的嫡变有哪几种可能性？为什么？13、下图为蒸气压缩制冷循环的T-s图，试指出进行各热力过程相应设备名称，并写出制冷量和制冷系数的计算式。14、门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面，感到凉爽。于是有人就想通过敞开冰箱大门达到降低室内温度的目的，你认为这种想法可行吗？请以门窗紧闭的房间为系统，利用热力学第一定律进行分析。15、在寒冷的阴天，虽然气温尚未达到0C,但晾在室外的湿衣服会结冰，这是什么原因？16、平衡状态与稳定态有什么联系与区别？17、夏天，自行车在被太阳晒得很热的马路上行驶时，为什么容易引起轮胎爆破

28、？18、理想气体的绝热过程就是等嫡过程吗？为什么？19、与大气温度相同的压缩气体可以从大气吸热而膨胀作功（依靠单一热源作功），这是否违背热力学第二定律？20、何谓水蒸汽参数座标图中的一个点、两条线、三个区域和五种状态？五、计算题1 .某蒸汽动力装置，蒸汽流量为 40 t/h,进口比烙为3440kJ/kg,出口比烙为2240kJ/kg。 试求：单位质量蒸汽经汽轮机对外输出的功为多少？(1)汽轮机的功率多大？(2)若进出口蒸汽流速分别为60m/s和140m/s时，对汽轮机输出功有多大影响？2 .某闭口的绝热容器，由一不导热的垂直隔板分为 L和R两部分，如图2所示。R边盛5kg 37 C 的水，L边

29、盛10kg 72 c的水。当移去隔板后两边的水混合均匀而重新达到新的热力平衡。已知环境的温度为To=15C,水的比热为4.1868KJ/(kg.K)。求：(1)混合后绝热闭口系嫡的增量；(2)由于混合所引起的作功能力的损失为多少？LR10kg 72P5kg 一 37C3 .将初态B=0.1Pa, t=20C, (p= 60%的空气在加热器中加热至 t2=50C,然后送入干燥箱 用于烘干物体。空气从干燥箱出来时的温度为t3=30C。已知：d1=8.9g /kg (a), h1=42.8kJ/kg(a), h2=73.5kJ/kg (a), d3=17.0g /kg (a),试求：(1)将此过程绘

30、在h-d图上；(2)从干燥室每吸收1kg水分所需空气量和加热量。4 .系统经一热力过程，放热8kJ,对外作功26 kJ。为使其返回原状态，对系统加热6 kJ,问需对系统作功多少？5 .在两个恒温热源间工作的某动力循环系统，其高温热源温度_ =1000K低温热源温度=300Ko循环中工质吸热过程的嫡变As1=1.0kJ/(kg K) ,吸热量Q =980kJ/kg ;工质放热过程的嫡变 As2= T.0kJ/(kg K),放热量口？=600kJ/kg。环境温度 Tq=300K,试求：(1)循环的热效率；(2)吸热过程和放热过程的嫡流和嫡产；(3)用孤立系统嫡增原理判断该循环能否实现。6 .某蒸汽

31、压缩式制冷机， 用氨作制冷剂，制冷量为105kJ/h。压缩机入口状态1为干饱和蒸 气，出口状态2为过热蒸气，冷凝器出口状态 3为饱和液体。已知冷凝温度为 300K,压力 为1.06MPa；蒸发温度为 260K,压力为0.255 MPa；水的比热为 4.187kJ/(kg. C)。经查表 得：h1= 1570kJ/kg , h2 = 1770 kJ/kg , hs=450 kJ/kg。试求：(1)每千克氨的吸热量q2；(2)氨的质量流量战；(3)压气机消耗的功率P;(4)冷却水带走的热量Q;(5)若冷却水的温升为5C,求冷却水的流量 W(6)制冷系数s o(7)将此循环描述在 T-s图上。7 .

32、空气由初态压力为0.1MPa,温度20C,经2级压缩机压缩后，压力提高到 2MPa。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1.2 ,求最佳的中间压力为多少？并求生产1kg质量的压缩空气所消耗的理论功？求各级气缸的排气温度为多少？空气的气体常数取 Rg=287.09J/(kg ' K).8 .已知一热机的高温热源温度为1000c，低温热源温度为100C,工质与高温热源间的传热温差为100C,与低温热源间的传热温差为50 C,热机效率等于卡诺热机的效率，环境温度为27C,当热机从高温热源吸入1000KJ的热量时，求：1)热机的热效率，2)由于高温热源传热温差而引起的做功能力损失和由于低温热源传热温差而引起的做 功能力损失，3)由于传热温差而引起的总的做功能力损失。9 .压气机在95 kPa、25 C的状态下稳定地以 340 m3/min的容积流率吸入空气，进口处的 空气流速可以忽略不计；压气机排口处的截面积为0.025 m2,排出的压缩空气的参数为200kPa、120 C。压气机的散热量为 60 kJ/min