工程热力学试题

是非题（在以下题号上错打X，对打V）（每小题1分）由于Q和W都是过程量，故其差值（Q-W）也是过程量。任一热力循环的热效率都可以用公式计算。在水蒸汽的热力过程中可以存在又等温又等压的过程。容积比热容是容积保持不变时的比热容。对于闭口系统和稳定流动开口系统的可逆过程都适用。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。流动功的大小仅取决于系统进出口的状态，而与经历的过程无关。当压力超过临界压力，温度超过临界温度，则H2O处在液态。将热力系统与其发生关系的外界组成一个新系统，则该新系统必然是一孤立系统。工质稳定流经一开口系统的技术功大于容积功。工质吸热，其熵一定增加；工质放热，其熵不一定减小。在渐扩喷管中截面积增大则气流速度只能减小。无论过程是否可逆，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。理想气体熵的计算公式由可逆过程得出，故只适用于可逆过程。气体的值总是大于值。温度越高则的值越大。容器中气体压力不变，则容器上压力表的读数也不会变。过程量和只与过程特性有关。饱和湿空气中的水蒸气一定是干饱和蒸汽。未饱和湿空气中的水蒸气一定是过热水蒸汽。一切实际过程都有熵产。焓的定义是对于闭口系统而言，因为工质没有流动，所以，因此，。工质经过一个不可逆循环，其成立。对一渐放形短管，当进口流速为超音速时，可作扩压管使用。已知多变过程曲线上任意两点的参数值就可以确定多变指数n。已知相同恒温热源和相同恒温冷源之间的一切热机，不论采用什么工质，它们的热效率均相等。在喷管中对提高气流速度起主要作用的是喷管通道截面的形状。热能可以自发转变为机械功。系统的熵不能减小，而只能不变或增加。采用热电循环的目的主要在于提高热力循环的热效率。在朗肯循环中可以不用冷凝器，而可将蒸汽直接送入锅炉以提高循环热效率。系统经历一个可逆等温过程，由于温度没有变化故不能与外界交换热量。闭口系统放出热量其熵必减少。理想气体的内能和焓都是其温度的单值函数，因此，可以选定0℃时理想气体的内能和焓的相对值均等于零。依定义，比热容是单位量物质温度升高1度时所需的热量，因此，物质的比热容不可为零，或者为负值。温度和压力相同的几种不同气体混合后，压力和温度均不变，因此，气体的状态实际上不因混合而改变。多变过程实际上是所有热力过程的普通概括。迈耶公式CP-Cv=R适用于任何理想气体。气体节流后其压力下降，温度亦必然降低。湿空气在含湿量不变的情况下被加热，其温度升高，相对湿度则降低。一切系统均自发趋向其熵为极大值的状态。对任何系统任何过程均有对任何系统均有∮q/T≤0,式中T为热源温度。热能可以自发转变为机械能功。系统的熵不能减少，而只能不变或增加。蒸汽动力循环中冷凝器的损失最大。所有卡诺循环的热效率均相等。温度越高则的差值也越大。容器中气体的压力不变，则容器上压力表的读数也不会变。过程量Q和W只与过程式特性有关。饱和湿空气中的水蒸汽一定是干饱和蒸汽。将热力系统与其发生关系和外界组成一个新系统，则该系统必然是一孤立系统。工质稳定流经一开口系统的技术功大于膨胀功。在渐扩喷管中截面积增大则气流速度只能减小。热量是储存于系统中的能量，温度越高，热量越多。由于Q和W都是过程量，故其差值也是过程量。任一循环的热效率都可以用公式t=1-T2/T1计算。凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。已知湿蒸汽的压力和温度就可确定其状态。流动功的大小仅取决于系统进出口的状态，而与经历的过程无关。系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故不能与外界交换热量。du=cvdT,dh=cpdT适用于理想气体的任何过程，也适用实际气体的任何过程。稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。对于既可以制冷又可以供热的同一套装置来说，其制冷系数越大，则其供热系数也越大。系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下宏观热力性质不随时间而变化的状态。对指定的气体，范德瓦方程中的常数A和B可由该气体的临界参数求出。由于在热工计算中也只需要求出焓的变化量，所以就可以给焓和内能规定同一（基准态作为）零点。流动功的大小仅取决于系统的进口态和出口态，而与经历的过程无关。稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。凡符合热力学第一定律的过程就一定实现。无论过程是否可逆，开口绝热系统的技术功总是等于初，终焓变化量。由于绝热压缩过程不向外界散热，故在相同的进口条件和压力比条件下，绝热压缩过程消耗的轴功最小。循环的热效率越高循环的净功越大，因此，循环的净功越大热效率也越大。孤立系统达到平衡时其总熵达到极大值。已知湿蒸汽的压力和温度就可以确定其状态。对于既可以制冷又可以供热的同一套装置来说，其制冷系数越大，则其供热系数也越大。和朗肯循环相比，抽汽回热循环热效率，但每公斤蒸汽作出的功量却减少。若系统受外界影响,就不能保持平衡状态.系统经历了不可逆过程,那就意味着它不可能再回复到原来的状态.Cp,Cv恒定为定值,可见气体的比热不可能为负值.气体在可逆定过程中吸入的热量等于其焓增,这一结论是普遍适用的.综合可逆和不可逆循环两种情况,应有∮dq/T≤0.当工质的状态与周围循环介质于热力不平衡时，就会具有一定的作功能力。抽（撤）汽回热的结果使汽轮机的汽耗率增大，因此，要求锅炉的受热面增大，热耗率也增大。活塞式内燃机定容加热理想循环的热效率基本上依压缩比而定，与加热量多少无关。在工作条件相同的情况下，有回热的压缩空气制冷循环与无回热时比较，只是循环的增压比小些，而制冷系数则是完全相同的。过热水蒸汽的温度一定时，其焓值将随压力提高而减小.存在0℃以下的水，但不存在0℃以下的水蒸汽。温度高的物体比温度低的物体具有更多的热量。对刚性容器的空气加热，使其温度从而20℃升高到50℃肯定是不可逆过程。对气体加热其温度一定升高。凡是符合热力学第一定律的过程就一定能实现。由于冰的熔点随着压力的升高而减小，所以在p-t图上，熔解曲线是向左上方倾斜的。在压气机的压气过程中，由于绝热压缩过程不向外界散热，所以在相同的进口条件和压力比条件下，绝热压缩消耗的轴功最小。循环的热效率越高循环的净功越大，因此，循环的净功越大循环的热效率也越大。熵增的过程即为不可逆过程。对于即可以制冷又可以供热的同一套装置来说，其制冷系数越大，则其供热系数也越大。三相点是三相共有的状态点，其状态参数一定，任何物质均具有相同的三相点参数。理想气体既膨胀、又放热、又降温的过程是不可能实现的。系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下宏观热力性质不随时间而变化的状态。应设法利用烟气离开锅炉时带走的热量。工质稳定流经一开口系统的技术功大于膨胀功。卡诺循环是理想循环，一切循环的热效率均比卡诺循环的热效率低。气体吸热后一定膨胀，内能一定增加。工质吸热其熵一定增加；工质放热，其熵不一定减小。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。蒸汽动力循环采用再热可以提高汽轮机的出口乏汽干度，同时提高循环的热效率。湿空气的相对湿度越大，空气中水蒸汽的含量就越大。对于即可以制冷又可以供热的同一套装置来说，其制冷系数越大，则其供热系数也越大。对未饱和湿空气，其干球温度t、露点温度td和湿球温度tw之间总是存在这样的关系：t>td>tw。理想空气制冷循环的制冷系数只取决于循环的增压比P2/P1，且随其增压比的增大而提高。S2-S1=∫21dQ/T，意味着工质在状态1-5状态2之间进行不可逆过程时的熵变大于可逆过程的熵变。选择题（在以下题号的扩弧里写上对的标号）（每小题1分）测定容器中气体压力的压力表读数发生变化，一定是由于有气体泄漏气体热力状态发生变化大气压力发生变化可能是上述三者之一湿空气在大气压力及温度不变的情况下，当绝对湿度越大则湿空气的含湿量越大则湿空气的含湿量越小则湿空气的含湿量不变则不能确定含湿量变大及变小准静态过程中，系统经过的所有状态都接近于相邻状态初始状态平衡状态未饱和湿空气中的H2O处于——状态未饱和水饱和水饱和蒸汽过热蒸汽5、的关系，适用于一切绝热过程理想气体的绝热过程理想气体的可逆过程一切气体的可逆绝热过程6、热力学第一定律及第二定律表明：孤立系统中的能量守恒也守恒能量守恒增加能量守恒减少能量减少减少7、不同的热力过程中，气体比热的数值总是正值可以是正值或零可以是任意实数8、熵变计算公式只适用于一切工质的可逆过程一切工质的不可逆过程理想气体的可逆过程理想气体的一切过程9、压力为0.4MPa的气体流入0.1MPa的环境中，为使其在喷管中充分膨胀宜采用渐缩喷管渐扩喷管直管缩放喷管10、闭口系统中适用于定容过程定压过程多变过程普遍适用11、低于H2O的三相点温度（℃）时不存在液态水水的汽化还可以发生可以发生冰的升华12、系统的总储存能为（A）(B)(C)（D）13、物质汽化过程的压力升高后，则V’增大，V”增大V’增大，V”减少V’减少，V”增大V’减少，V”减少14、卡诺定理表明：所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切热机的热效率都相等，可以采用任何循环不相等，以可逆热机的热效率为最高都相等，仅仅取决于热源和冷源的温度不相等，与采用的工质有关系15、熵变计算公式只适用于一切工质的可逆过程一切工质的不可逆过程理想气体的可逆过程理想气体的一切过程16、气体和蒸汽的可逆过程的能量转换关系式是（A）（B）（C）17、闭口系统进行一可逆过程，其熵的变化总是增加总是减少可增可减也可以不变不变18、过热水蒸气的干度X等于1大于1小于1无意义19、卡诺循环热效率的值只与————有关恒温热源与恒温冷源的温差恒温热源与恒温冷源的温度吸热过程中的吸热量每一循环的净功W20、物质汽化过程的压力升高后，则V’增大，V”增大汽化潜热减小V’增大，V”减小21、已知空气储罐，压力表读数为，温度计读数为其质量为：式中错误有一处二处三处四处22、理想气体多变过程的多变指数n在————范围内时比热为负值（A）（B）（C）（D）23，水蒸气的汽化潜热随压力升高而减小不变增加先增后减24、一闭口系统经历一个不可逆过程，系统做功，放热，则系统熵的变化是正值负值零值可正可负25、热机从热源取热,对外作功，其结果是违反热力学第一定律违反热力学第二定律违反热力学第一定律及第二定律不违反热力学第一定律及第二定律26、熵变计算公式只适用于一切工质的可逆过程一切工质的不可逆过程理想气体的可逆过程理想气体的一切过程27、工质熵的增加，意味着工质的（A）(B)(C)(D)不一定28、熵变计算公式只适用于一切工质的恒温可逆过程一切工质的不可逆过程理想气体的可逆过程理想气体的一切过程29、压气机压缩气体所耗理论轴功为（A）（B）（C）30、系统从温度为的热源中吸热,熵的变化为,则该过程是——的可逆不可逆不可能可逆或不可逆31，空气经定温膨胀过程后其内能变化32、只适用于可逆热力过程一切热力过程理想气体的一切热力过程理想气体的可逆过程33、系统如进行定温定压过程，则系统的自由焓变化（A）（B）（C）（D）34、稳定流动工质向具有可移动活塞的绝热气缸充气，如在充气过程中，气缸内气体的压力保持不变并对外作功，则充气过程中温度升高不变降低不能确定35、饱和湿空气具有下列关系（A）（B）(C)(D)(：干球温度，：露点，：湿球温度)36、范得瓦尔方程中的常数a及b决定于临界参数临界参数状态参数37、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定压过程多变过程定温过程定容过程38、闭口系统功的计算式适用于可逆与不可逆的绝热过程只适用于绝热自由膨胀过程只适用于理想气体的绝热过程只适用于可逆绝热过程39、公式dh=δq+vdp适用于（）理想气体的可逆过程闭口系统和稳态稳流系统任何工质的可逆过程任何工质的任何过程稳态稳流系统任何工质的任何过程2、系统在可逆过程中与外界交换的热量，其大小决定于（）。A系统的初终状态B系统所经历的路程C系统的初终态及所经历的路程D系统熵的变化3、热机从温度为1000K的高温热源取热1000kJ，向温度为400K的低温热源放热，并对外做了700kJ的功，此循环()。A不能实现B可以实现C能实现C无法判断4、系统中工质的储存能为（）。AE=UBE=U+PVCE=U+0.5mc2+mgzDE=U+PV+0.5mc2+mgz5、闭口系统进行一可逆过程，其熵的变化（）。A总是增加B总是减少C不变D可增可减也可以不变6、工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数n的范围是（）。An>kB1<n<kC0<n<1Dn<07、已知某气体在0℃与1000℃温度范围内的平均定压质量比热=1.108kJ/kg.k,在0℃与100℃温度范围内的平均定压质量比热为=1.012KJ/kg.k,那么该气体在100℃与1000℃温度范围内的平均定压质量比热()。A2.1200KJ/kg.kB1.0600KJ/kg.kC1.1187KJ/kg.kD1.1272KJ/kg.k8、卡诺定理表明，所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切热机效率（）。A都相等，与所采用的工质无关B不一定相等，以可逆热机的热效率为最高C均相等，仅取决于热源与冷源的温度D不相等，与所采用的工质有关9、干度x对过热蒸汽来说是（）。A等于1B小于1C大于1D无意义10、提高热机理论循环热效率的根本途径在于（）。A增加循环的净功量B附加回热装置减少燃料的消耗量C减少摩擦及传热温差等不可逆因素造成的损失D提高工质平均吸热温度和降低工质平均放热温度11、H2O在低于其三相点压力611.2Pa时（）。A不存在液态水B水的汽化还可以发生C不存在水蒸气D不可以发生冰的升华12、已知湿空气的状态参数t和相对湿度Φ，则（）湿空气的状态。A可以确定B尚需大气压力B才能确定C沿需含湿量d才能确定D尚需湿球温度tw才能确定13、压力为0.5Mpa的空气流入0.1Mpa的环境中,为使其在喷管中充分膨胀宜采用（）。A渐缩喷管B渐扩喷管C直管D缩放喷管1、pv=RT描写了（）的变化规律。A系统的初终状态B理想气体的任意热力状态C理想气体热力平衡状态D任何气体任意热力状态2、系统在可逆过程中与外界交换的热量，其大小决定于（）。A系统的初终状态B系统所经历的路程C系统的初终态及所经历的路程D系统熵的变化3、q=Δh+0.5(c22-c12)+g(z2-z1)+wS适用于()。A开口系统的一切热力过程B稳定流动的可逆过程C理想气体的稳定流动过程D稳定流动的可逆与不可逆过程4、系统中工质的储存能为（）。AE=UBE=U+PVCE=U+0.5mc2+mgzDE=U+PV+0.5mc2+mgz在稳定流动过程中，系统与外界交换的轴功WS等于。A膨胀功加流动功B技术功C-DWt-0.5(c22-c12)-g(z2-z1)多变过程中工质的比热为负值，说明多变指数n的范围是。An>kB1<n<kCn<kDn<0已知某气体在0℃到1000℃范围的平均定压质量比热Cp=1.116kJ/kg.k,在0℃到100℃范围的平均定压质量定压比热为1.012KJ/kg.k,那么该气体在100℃到1000℃范围的平均定压质量比热等于()。A1.1276KJ/kg.kB1.060KJ/kg.kC1.1187KJ/kg.kD1.1178KJ/kg.k湿空气在总压力不变，干球温度不变的情况下，湿球温度愈低，其含湿量（）。愈小愈大不变无法判断提高热机理论循环热效率的根本途径在于（）。增加循环的净功量附加回热装置减少燃料的消耗量减少摩擦及传热温差等不可逆因素造成的损失提高工质平均吸热温度和降低工质平均放热温度100℃的水和15℃的水绝热混合，此热力过程（）。是可逆的是不可逆的可以是可逆的无法判断闭口系统从热源取热6000kJ，系统的熵增加20kJ/K，如系统在吸热过程中温度400K，那么这一过程一定是（）。可逆的不能实现的不可逆的无法判断三、填充（每小题2分）热力学第二定律的实质是。实现可逆过程的条件是。焓的定义式为;熵的定义式为。多级压缩及中间级冷却的优点是。气体绝热节流后其压力，焓，比容，温度冬天为保持室内为一定温度，可用三种方案取暖：火炉烧煤、电炉、热泵。从热力学第二定律看，以方案最好，理由是。相对实际气体，理想气体有哪些特性：。理想气体混合物各组成气体的容积成分和分子量分别为ri和Mi，则其平均分子量M的计算式可以写成。理想气体在可逆定温过程中的膨胀功为；技术功为。卡诺循环热效率的计算公式为，逆卡诺循环的制冷系数的计算公式为，供热系数的计算公式为，写出热力学第一定律的数学表达式为（1），（2），热力学第二定律的数学表达式为。比焓h的定义是，其中P的单位是，V的单位是。分别表示理想气体的定压和定容的定值比热，则，。对于理想气体适用于热力过程，对于实际气体适用于热力过程。分压力Pi的定义是，分容积Vi的定义是。2标准立方米空气从100℃定压加热到600℃时的吸热量为。（空气）当孤立系统中进行一不可逆过程，会产生哪些结果。气体常数R与气体种类，与所处状态，通用气体常数与气体种类，与所处状态，其数值和单位为。当湿空气的相对湿度时，干球温度t，湿球温度tw和露点温度td的大小关系为，当时，为。减少压气机耗功的方法有。四、名词解释（每小题3分）（理想气体,实际气体），（平衡状态，非平衡状态），实际过程，准静态过程，，容积功，压力功，技术功，内能，焓，热力学第一定律，热力学第二定律，比热容，分压力，分容积，折合分子量M、（多变过程，多变比热，多变指数），汽化潜热，干度X，卡诺定理，（热量的㶲、火无、㶲损失），相对湿度，含湿量，露点，湿空气的焓，马赫数，滞止参数，（临界压力，临界压力比）五、计算题画出蒸汽压缩制冷循环的工作原理图，T-S图和lgP-h图并写出q1、q2、wnet和制冷系数的计算公式。画出背压式热电循环的工作原理图，T-S图并写出q1、q2、wnet和效率的计算公式，说明其优点。画出朗肯循环的工作原理图，T-S图并写出q1、q2、wnet和效率的计算公式。画出一次再热循环的工作原理图，T-S图并写出q1、q2、wnet和效率的计算公式并说明其优点。。画出一次回热循环的工作原理图，T-S图并说明其优点。压力为0.008MPa,X=0.8的蒸汽以100m/s的速度进入冷凝器，蒸汽冷凝为饱和水后离开冷凝器，流出时速度是10m/s，问1kg蒸汽在冷凝器中放出的热量以及熵的变化。当时P=0.008MPa时，h’=174KJ/kg,h”=2577KJ/kg,s’=0.5926KJ/kg.K,s”=8.2289KJ/kg.K。空气在气缸中被压缩，由P1=0.1MPa，t1=30oC经多变过程到达P2=0.5MPa，如多变指数n=1.2，在压缩过程中放出的热量全部为环境所吸收，环境温度To=300k。如压缩1kg空气，求：压缩过程所耗的功WV空气放出的热量q空气空气的熵变化环境的熵变化由环境与空气所组成的孤立系统的熵变化。有一渐缩喷管进口压力为0.6MPa，温度为1200K，工质是空气，背压是0.1MPa，最小截面的面积是0.01m2，求出口的流速、压力、温度，以及流量。空气在气缸中被压缩，由P1=0.1MPa，t1=30oC经多变过程到达P2=0.5MPa，如多变指数n=1.2，在压缩过程中放出的热量全部为环境所吸收，环境温度To=300k。如压缩1kg空气，求：压缩过程所耗的功W空气放出的热量q空气空气的熵变化环境的熵变化由环境与空气所组成的孤立系统的熵变化。2Kg空气从初态0.3MPa,300℃可逆定温膨胀到0.1MPa，随后进行可逆定压放热，再经可逆定容加热使空气回到初态。画出循环的P-v图和T-s图；求循环的吸热量，放热量及热效率。1公斤水（t1=100oC）在空气中被冷却为t2=27oC水，放出的热量全部为环境所吸收，环境温度To=300k,C水=4.1868kJ/kg.k。求：放出的热量q放出热量时熵的变化。放出的热量q的火无。放出的热量q的㶲。环境的熵变化。由环境与水所组成的孤立系统的熵变化。放出热量时的㶲损失。有一离心式压气机，每分钟吸入P1=0.1MPa、t1=16℃的空气400m3，排出时P2=0.5MPa。设过程为可逆，请分别按定熵、多变（n=1.2）、定温过程分别求：此压气机所需功率为多少千瓦？该压气机每分钟放出的热量为多少千焦？此压气机的出口空气温度？ 已知湿空气的干球温度是30℃，相对湿度是40%，试求湿空气中水蒸汽分压力、湿空气的含湿量、露点温度、湿空气的焓、湿球温度。已知0.1MPa时饱和空气状态参数表：干球温度t℃水蒸