2025 年大学能源与动力工程（工程热力学）课后练习卷

2025年大学能源与动力工程（工程热力学）课后练习卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.热力学第零定律主要涉及（）。A.热平衡B.能量转换C.熵增原理D.理想气体状态方程2.状态参数是描述热力系统状态的宏观物理量，下列属于状态参数的是（）。A.功B.热量C.温度D.体积变化率3.理想气体的内能取决于（）。A.压力B.温度C.比容D.物质的量4.定容过程中，工质吸收的热量（）。A.全部转化为内能的增加B.全部转化为对外做功C.一部分转化为内能增加，一部分对外做功D.与内能增加和对外做功无关5.对于可逆绝热过程，下列说法正确的是（）。A.熵增大B.熵减小C.熵不变D.不确定6.卡诺循环的热效率只与（）有关。A.高温热源温度和低温热源温度B.工质种类C.循环的压力比D.循环的容积比7.实际气体与理想气体的区别在于（）。A.实际气体有黏性，理想气体没有B.实际气体分子有体积，理想气体分子没有体积C.实际气体不能当作理想气体处理D.实际气体状态方程与理想气体不同8.湿空气的含湿量是指（）。A.1kg湿空气中水蒸气的质量B.1kg干空气中水蒸气的质量C.湿空气的总质量与水蒸气质量之比D.湿空气的总质量与干空气质量之比9.水蒸气的定压发生过程中，从液态变为气态的过程是（）。A.预热阶段B.汽化阶段C.过热阶段D.不确定10.热力系统与外界没有热量交换的系统称为（）。A.开口系统B.闭口系统C.绝热系统D.孤立系统二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.以下属于基本热力过程的有（）。A.定容过程B.定压过程C.定温过程D.绝热过程2.影响气体比热容的因素有（）。A.气体种类B.气体温度C.气体压力D.气体体积3.提高朗肯循环热效率的方法有（）。A.提高蒸汽初参数B.降低蒸汽终参数C.采用再热循环D.采用回热循环4.下列属于湿空气性质参数的有（）。A.相对湿度B.露点温度C.含湿量D.焓5.实际气体状态方程的形式有（）。A.范德瓦尔方程B.维里方程C.理想气体状态方程D.通用气体常数方程三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×）1.状态参数的变化量只与初终状态有关，与过程无关。（）2.功和热量都是过程量，与过程的路径有关。（）3.理想气体的比热比是常数。（）4.可逆过程一定是准静态过程，准静态过程也一定是可逆过程。（）5.卡诺循环是由两个定温过程和两个绝热过程组成的。（）6.实际气体在压力趋近于零，温度较高时可近似看作理想气体。（）7.湿空气的相对湿度越大，吸湿能力越强。（）8.水蒸气的干度越大，其饱和水蒸气含量越高。（）9.绝热节流过程中，工质的焓不变，压力降低，温度也降低。（）10.孤立系统的熵永远不会减少。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述热力学第一定律的内容及表达式，并说明其物理意义。2.说明卡诺定理的内容及其对提高热机效率的指导意义。3.简述湿空气的焓湿图的构成及各参数之间的关系。五、计算题（总共2题，每题15分，请详细计算下列问题）1.某理想气体在定容过程中，从初态压力$p_1=0.5MPa$，温度$T_1=300K$，吸收热量$Q=100kJ$，已知该气体的比热容$c_v=0.7kJ/(kg·K)$，求末态温度$T_2$及气体质量$m$。2.一朗肯循环，蒸汽初压力$p_1=3MPa$，初温度$t_1=400^{\circ}C$，排汽压力$p_2=5kPa$，求该循环的热效率、汽轮机输出功及水泵耗功。已知蒸汽在初态的焓$h_1=3230.9kJ/kg$，排汽焓$h_2=2147.7kJ/kg$，凝结水焓$h_3=137.8kJ/kg$。答案：一、单项选择题1.A2.C3.B4.A5.C6.A7.B8.B9.B10.C二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABCD5.AB三、判断题1.√2.√3.×4.×5.√6.√7.×8.√9.×10.√四、简答题1.热力学第一定律：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功。表达式：$Q=\DeltaU+W$。物理意义：它阐明了热能和机械能之间相互转换的数量关系。2.卡诺定理：在两个不同温度的恒温热源间工作的所有热机，以可逆热机的热效率为最高。对提高热机效率的指导意义：要尽可能提高高温热源温度，降低低温热源温度，减少不可逆因素，以提高热机效率。3.焓湿图由等焓线、等含湿量线、等温线、等相对湿度线等构成。各参数关系：等焓线表示湿空气焓值不变；等含湿量线表示含湿量不变；等温线表示温度不变；等相对湿度线表示相对湿度不变。通过这些线可方便确定湿空气状态及参数变化。五、计算题1.定容过程中$Q=mc_v(T_2-T_1)$，可得$100=m×0.7×(T_2-300)$。又理想气体状态方程$p_1V=mRT_1$，定容过程$V$不变，可求$m$。联立求解得$T_2=442.86K$，$m=0.816kg$。2.汽轮机输出功$W_t=m(h_1-h_2)$，水泵耗功$W_p=m(h_4-h_3)$，其中$h_4=h_3+v_3(p_1-p_2)$，$v_3$为凝结水比容近似为饱和水比