公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-工程热力学-1.1基本概念

公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-工程热力学-1.1基本概念[单选题]1.绝热系统是指系统边界任何位置，传热量Q、做功W及质量流量m满足()。[2017年真题]A.热量（江南博哥）Q＝0，W＝0，m＝0B.热量Q＝0，W≠0，m≠0C.部分位置上dQ≠0，但边界线Q＝0D.部分位置上dQ＝0和Q＝0，W≠0或＝0，m≠0或＝0正确答案：D参考解析：与外界不发生热量交换的系统称为绝热系统，因此dQ＝0和Q＝0；该系统对功和物质的交换没有明确规定，功和物质的交换可有可无，因此W≠0或＝0，m≠0或＝0。[单选题]2.如果由工质和环境组成的系统，只在系统内发生热量和质量交换关系，而与外界没有任何其他关系或影响，该系统称为()。[2014年真题]A.孤立系统B.开口系统C.刚体系统D.闭口系统正确答案：A参考解析：A项，孤立系统是指与外界既无能量交换又无物质（质量）交换的系统；B项，开口系统是指与外界有物质（质量）交换的系统；C项，刚体系统是由两个或两个以上刚体通过铰链等约束互相联系在一起而构成的力学系统，与本题无关，属于力学的范畴；D项，闭口系统是指与外界无物质（质量）交换的系统。[单选题]3.当系统在边界上有能量和质量交换，但总体无质量变化时，该系统可能是()。[2013年真题]A.闭口系统B.开口系统C.稳态系统D.稳定系统正确答案：B参考解析：按系统与外界的质量和能量交换不同，热力学系统可分为闭口系统、开口系统、绝热系统和孤立系统。A项，闭口系统没有质量穿过边界，但可以存在能量的交换；B项，开口系统既可以有能量交换又可以有质量交换，当流进系统的质量与流出系统的质量相等时，总体无质量交换；CD两项，稳态系统与稳定系统不以有无热质交换为判据，稳定系统的输入与输出的能量平衡，稳态系统中的各个状态量保持不变。[单选题]4.闭口热力系统与开口热力系统的区别在于()。[2008年真题]A.在界面上有、无物质进出热力系统B.在界面上与外界有无热量传递C.对外界是否做功D.在界面上有无功和热量的传递及转换正确答案：A参考解析：按照相互作用中有没有物质传递，系统可以分为闭口系统和开口系统两大类。闭口系统是指与外界之间没有物质传递的系统，例如活塞式汽缸内的气体、屋内的空气整体等；开口系统是指与外界有物质传递的系统。注意区分两者的关键是有没有质量（物质）越过了边界而不是系统的质量有没有改变，如果某系统的质量输入与输出相等，那么即便系统质量没有变化，该系统依然是开口系统。[单选题]5.确定简单可压缩理想气体平衡状态参数的方程，下列关系不正确的是？()[2019年真题]A.p＝f（v，t）B.v＝f（u，p）C.T＝f（p，v）D.p＝f（t，u）正确答案：D参考解析：热力学常用的状态参数有温度（t）、压力（p）、质量体积（v）、热力学能（u）、焓（h）、熵（s），基本状态参数为温度、压力、质量体积，其他状态参数为导出参数。状态公理：所需独立参数的数目为n＋1。其中，n是该系统与外界之间可能传递的可逆功的种类数，加1表示加上热量传递。对于简单可压缩系统，可逆功只有体积变化功这一种，n＝1，于是，独立参数的数目为2。因此，只要基本状态参数量p、v和t之中只要有任意两个参数取值，就能确定它的平衡状态。D项，理想气体热力学能u为温度t的单值函数，因此，该独立参数数目为1，因此该关系不正确。[单选题]6.对于简单可压缩热力系统，确定该系统平衡状态的独立变量数为()。[2017年真题]A.1个B.2个C.3个D.4个正确答案：B参考解析：状态公理指出：当组成一定的物质系统中存在着几种可逆功（系统进行可逆过程时和外界的功量交换）的作用时，确定该系统平衡状态的独立状态参数有n＋1个，其中n为可逆体积功的种类。容积功是简单可压缩系统的唯一一种功，故此处n＝1，得该系统平衡态的独立状态参数有2个。[单选题]7.广延参数是具有可加性的参数，通常具有的性质是()。[2016年真题]A.广义位移B.宏观作用力C.系统内部特征参数D.系统外部作用力正确答案：A参考解析：在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。如传递热量必然引起系统熵的变化；系统对外做膨胀功必然引起系统体积的增加。系统的体积、热力学能、焓等属于广延性参数。广延参数与系统具有的物质数量有关，具有可加性，整体总值为各部分数值之和；强度参数的数值只决定于系统的状态，没有可加性。[单选题]8.状态参数是描述系统工质状态的宏观物理量，下列参数组中全部是状态参数的是()。[2012年真题]A.p，V，T，ρu2，ρgzB.Q，W，T，V，pC.T，H，U，pD.z，p，V，T，H正确答案：C参考解析：用来描述系统平衡状态的物理量称为系统的状态参数。热力学中涉及如下六大基本状态参数：温度（T）、压力（P）、质量体积（V）、热力学能（U）、焓（H）、熵（S）。其中，温度（T）、压力（P）、比体积（v），与热力系的质量无关，称为强度状态参数；热力学能（U）、焓（H）、熵（S）与热力系的质量成正比，且可相加，称为广延状态参数。A项，pu2、pgz不为状态参数；B项，功（W）和热量（Q）都为过程参数；D项，参数z在热力学中可用以指代重力场中的高度、压缩因子等多个物理量，此处指代不明。[单选题]9.热力学系统的平衡状态是指()。[2010年真题]A.系统内部作用力的合力为零，内部均匀一致B.所有广义作用力的合力为零C.无任何不平衡势差，系统参数到处均匀一致且不随时间变化D.边界上有作用力，系统内部参数均匀一致且保持不变正确答案：C参考解析：平衡状态是指在没有外界影响（重力作用的影响可以忽略）的条件下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。实现平衡的充要条件是系统内部及系统与外界之间不存在任何不平衡势差（如力差、温差、化学势差等）。系统处于某一平衡状态，各状态参数都具有完全确定的数值。因此，当系统处在平衡状态时，系统无任何不平衡势差，系统参数到处均匀一致且不随时间变化。[单选题]10.状态参数用来描述热力系统状态特性，此热力系统应满足()。[2005年真题]A.系统内部处于热平衡和力平衡B.系统与外界处于热平衡C.系统与外界处于力平衡D.不需要任何条件正确答案：A参考解析：把系统在没有外界作用的影响（重力作用的影响可以忽略）而内部也不存在任何不平衡时所呈现出的宏观状态称为热力学平衡状态，简称平衡状态。用来描述系统平衡状态的物理量称为系统的状态参数。系统处于某一平衡状态（热平衡和力平衡），各状态参数都具有完全确定的数值。系统状态参数无需考虑外界所处状态。[单选题]11.压力的常用国际单位表达中不正确的是()。[2014年真题]A.N/m2B.kPaC.MPaD.bar正确答案：D参考解析：ABC三项，压力的定义是垂直作用于流体或固体界面单位面积上的力，即N/m2，压力的基本国际单位是Pa，1kPa＝103Pa，1MPa＝106Pa。D项，bar是工程中经常用到的压力单位，但不是国际单位。[单选题]12.表压力、大气压力、真空度和绝对压力中只有()。[2009年真题]A.大气压力是状态参数B.表压力是状态参数C.绝对压力是状态参数D.真空度是状态参数正确答案：C参考解析：用来描述系统平衡状态的物理量称为系统的状态参数。系统处于某一平衡状态，各状态参数都具有完全确定的数值。大气压与地理位置有关；表压和真空度是指工质的真实压力（绝对压力）与大气压的差，与当地位置有关；绝对压力是真实的压力。因此，只有绝对压力才是系统的状态参数。[单选题]13.热力学中常用的状态参数有()。[2006年真题]A.温度、大气压力、比热容、内能、焓、熵等B.温度、表压力、比容、内能、焓、熵、热量等C.温度、绝对压力、比容、内能、焓、熵等D.温度、绝对压力、比热容、内能、功等正确答案：C参考解析：系统状态参数的取值只决定于系统的平衡状态，与从何处或以怎样的方式到达这个平衡状态无关。热力学常用的状态参数有压力（p）、温度（T）、比容（γ）、内能（U）、焓（H）和熵（S）。ABD三项，比热容属于物性参数，不属于状态参数；功和热量属于过程量；表压力和大气压力均不属于状态参数，而绝对压力属于状态参数。[单选题]14.大气压力为B，系统中工质真空表压力读数为p1时，系统的真实压力P为()。[2011年真题]A.p1B.B＋p1C.B－p1D.p1－B正确答案：C参考解析：系统的真实压力p称为绝对压力，流体的压力常用压力表或真空表来测量。当真实压力小于大气压力时，用真空表测量实际压力，测出的压力为真空度p1，与大气压力B、绝对压力p的关系为：p＝B－p1；当实际压力大于大气压力时，用压力表测量，测出的为表压力pe，与大气压力B、绝对压力p的关系为：p＝B＋pe。[单选题]15.图1-1-1为一热力循环的T-S图，该循环中工质的吸热量是()。[2008年真题]图1-1-1A.（a－b）（d－c）/2B.（a＋b）（d－c）/2C.（a－b）（d＋c）/2D.（a＋b）（d＋c）/2正确答案：B参考解析：在T-S图上，面积代表热量，三角形123的面积表示循环过程的净热量（净功）w，则净功w＝（a－b）（d－c）/2；矩形23cd的面积表示循环过程的放热量q2，则放热量q2＝（d－c）b；面积12dc1表示循环过程的吸热量q1，则吸热量q1＝（b＋a）（d－c）/2。[单选题]16.如图1-1-2所示为一热力循环1—2—3—1的T-S图，该循环的热效率可表示为()。[2006年真题]图1-1-2A.η＝1－2b/（a＋b）B.η＝1－2b/（a－b）C.η＝1－b/（a－b）D.η＝1－2a/（a＋b）正确答案：A参考解析：根据T-s图上的面积，1231的面积表示循环过程的净热量（净功）w，则净功w＝（a－b）（d－c）/2；23cd2的面积表示循环过程的放热量q2，则放热量q2＝（d－c）b；梯形12dc1的面积表示循环过程的吸热量q1，则吸热量q1＝（b＋a）（d－c）/2。因此，热力循环热效率计算表达式为：η＝w/q1＝[（a－b）（d－c）/2]/[（a＋b）（d－c）/2]＝（a－b）/（a＋b）＝1－2b/（a＋b）。[单选题]17.热力过程中的热量和功都是过程量，均具有的特性为()。[2018年真题]A.只要过程路线确定，不论是否可逆，Q和W均为定值B.只要初始位置确定，即可计算Q和WC.一般过程中，Q＝WD.循环过程中，正确答案：D参考解析：功和热量属于过程量，不仅与初末状态有关，还与积分路径有关。A项，不同过程中的过程量数值不同，因此Q和W的计算与是否可逆有关。B项，Q和W的计算需要初末位置和路径。C项，热力学第一定律基本表达式Q＝W＋ΔU适用于任何过程，则一般过程中，Q＝W＋ΔU。D项，循环是系统经历一系列状态变化又回到初始状态的周而复始的过程，且热力学能U是状态参数，只取决于过程的初状态和终状态，因此经历一循环，，所以有。[单选题]18.与外界只有能量交换而没有质量交换的热力学系统称为()。A.孤立系统B.闭口系统C.静止系统D.可压缩系统正确答案：B参考解析：A项，与外界既无能量交换又无物质（质量）交换的系统为孤立系统；B项，与外界只有能量交换而无物质（质量）交换的热力系统为闭口系统；C项，静止系统与热力学系统无关；D项，由可压缩流体构成的闭口系统常称为可压缩系统。[单选题]19.下列属于状态参数的是()。A.热量B.焓C.膨胀功D.轴功正确答案：B参考解析：用来描述系统平衡状态的物理量称为系统的状态参数。热力学中主要涉及如下六大基本状态参数：温度（T）、压力（P）、质量体积（V）、热力学能（U）、焓（H）、熵（S）。热量和所有功都是过程量，与变化过程所经历的路径有关。[单选题]20.工质经历了不可逆的热力循环，则工质熵的变化()。A.大于零B.等于零C.小于零D.不确定正确答案：B参考解析：系统经历一系列状态变化又回到出发状态的周而复始的过程称为热力循环。熵为状态参数，状态参数的变化只取决于给定的初、终状态，与变化过程所经历的路径无关。经过一个循环，工质的终态与初态一致，所以不论何种循环，熵的变化均等于0。[单选题]21.简单可压缩系统状态方程式的基本形式为()。A.f（p，V，t）＝0B.p＝f（v）C.方程组p＝f（T）和T＝g（v）D.f（p，v，T）＝0正确答案：D参考解析：状态公理：所需独立参数的数目为n＋1。其中，n是该系统与外界之间可能传递的可逆功的种类数，加1表示加上热量传递。对于简单可压缩系统，可逆功只有体积变化功这一种，n＝1，于是，独立参数的数目为2。热力学常用的状态参数有温度（T）、压力（p）、质量体积（v）、热力学能（U）、焓（H）、熵（S），其中，基本状态参数为温度、压力、质量体积，其他状态参数为导出参数。因此，只要基本状态参数量p、v和T之中只要有任意两个参数取值，就能确定