江西生物科技职业学院《工程热力学》2025-2026学年期末试卷

江西生物科技职业学院《工程热力学》2025-2026学年期末试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1.工质在状态变化过程中，若始终保持比容不变，此过程称为（）。

A.等压过程B.等温过程C.等容过程D.绝热过程

2.1kg理想气体的内能变化仅取决于（）。

A.做功B.热量传递C.初末状态D.摩尔数

3.热力学第二定律的克劳修斯表述为（）。

A.热量可以自动从低温物体传到高温物体B.不可能从单一热源吸热全部变为功

C.热量从高温物体传到低温物体是自动的D.不可能制成循环动作的热机，从单一热源吸热使之完全变为功而不产生其他影响

4.气体的熵增加表示（）。

A.气体温度升高B.气体体积增大C.气体做功D.气体不可逆过程进行

5.在稳定流动过程中，理想气体的焓变等于（）。

A.内能变化B.热量变化C.功量变化D.焓值变化

6.燃气轮机循环的热效率取决于（）。

A.燃气初温B.冷却水温C.压缩比D.以上都是

7.热力学温标与摄氏温标的关系为（）。

A.T=t+273.15B.T=t-273.15C.T=2tD.T=0.5t

8.理想气体绝热膨胀过程中，其内能变化为（）。

A.增加B.减少C.不变D.无法确定

9.蒸汽动力循环中，提高循环热效率的主要途径是（）。

A.提高蒸汽初温B.降低蒸汽初压C.提高蒸汽终压D.以上都是

10.热力学第一定律的数学表达式为（）。

A.Q=ΔU+WB.Q=ΔH-WC.Q=ΔSD.Q=ΔG

二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）

1.理想气体状态方程适用于（）。

A.低密度气体B.高温气体C.任何气体D.真空状态

2.热力学第二定律的微观意义是（）。

A.系统熵增加B.系统概率增加C.系统能量守恒D.系统不可逆性

3.热力学循环过程的特点是（）。

A.初末状态相同B.系统内能变化为零C.系统焓变化为零D.系统做净功

4.蒸汽动力循环中，影响循环效率的因素包括（）。

A.蒸汽初温B.蒸汽初压C.蒸汽终温D.冷凝器压力

5.热力学基本方程适用于（）。

A.理想气体B.实际气体C.单元系D.多元系

三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1.等温过程中，理想气体的内能不变。（）

2.等压过程中，理想气体的焓变等于吸收的热量。（）

3.热力学第二定律指出热量可以自动从低温物体传到高温物体。（）

4.熵增加原理适用于孤立系统。（）

5.理想气体绝热过程满足PV^k=常数。（）

6.蒸汽动力循环中，提高蒸汽初温可以提高循环热效率。（）

7.热力学第一定律适用于任何热力过程。（）

8.热力学温标是绝对温标。（）

9.理想气体等压过程中，温度升高，比容增大。（）

10.热力学循环过程中，系统做净功等于吸收的热量减去放出的热量。（）

四、简答题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

1.简述热力学第二定律的两种表述及其等效性。

2.简述蒸汽动力循环的基本过程及其提高热效率的途径。

五、计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）

材料一：某理想气体经历一个从状态1（P1=1MPa，V1=0.01m^3）到状态2（P2=0.5MPa，V2=0.02m^3）的过程，过程中系统吸收了100kJ的热量，气体做功50kJ。已知该气体的比热容Cv=0.718kJ/kg·K，摩尔质量为29kg/kmol。

材料二：某蒸汽动力循环，蒸汽初温为500℃，初压为3MPa，冷凝器压力为0.01MPa，循环热效率为40%。试计算该循环的蒸汽初焓和终焓。

1.求该理想气体在状态变化过程中的内能变化。

2.求该理想气体的摩尔数。

材料一：某燃气轮机装置，燃气初温为1200℃，初压为1MPa，膨胀到末压为0.1MPa，过程中燃气做功1000kJ/kg。已知燃气比热容Cp=1.005kJ/kg·K，比热比k=1.4。

材料二：某燃气轮机装置，燃气初温为1000℃，初压为0.8MPa，膨胀到末压为0.2MPa，过程中燃气做功800kJ/kg。已知燃气比热容Cp=0.945kJ/kg·K，比热比k=1.3。试比较两装置的循环热效率。

1.求第一燃气轮机装置的循环热效率。

2.求第二燃气轮机装置的循环热效率。

答案部分：

一、单项选择题

1.C2.C3.D4.D5.D6.D7.A8.B9.D10.A

二、多项选择题

1.ABC2.AB3.AD4.ABCD5.ABCD

三、判断题

1.√2.√3.×4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.√

四、简答题

1.热力学第二定律的两种表述及其等效性

克劳修斯表述：热量不可能自动地从低温物体传到高温物体。

开尔文表述：不可能制成循环动作的热机，从单一热源吸热使之完全变为功而不产生其他影响。

两种表述的等效性：如果克劳修斯表述不成立，那么开尔文表述也不成立，反之亦然。它们都揭示了自然界中热量传递和功转换的方向性和不可逆性。

2.蒸汽动力循环的基本过程及其提高热效率的途径

蒸汽动力循环的基本过程包括：

（1）蒸汽在锅炉中加热汽化，达到高温高压状态。

（2）高温高压蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机做功。

（3）蒸汽在冷凝器中冷凝成水，降低温度和压力。

（4）凝结水通过水泵增压，回到锅炉重新加热。

提高循环热效率的途径包括：

（1）提高蒸汽初温，增加蒸汽做功能力。

（2）提高蒸汽初压，增加蒸汽做功能力。

（3）降低蒸汽终压，减少热量损失。

（4）采用再热循环，提高循环效率。

五、计算题

材料一：某理想气体经历一个从状态1（P1=1MPa，V1=0.01m^3）到状态2（P2=0.5MPa，V2=0.02m^3）的过程，过程中系统吸收了100kJ的热量，气体做功50kJ。已知该气体的比热容Cv=0.718kJ/kg·K，摩尔质量为29kg/kmol。

1.求该理想气体在状态变化过程中的内能变化

内能变化ΔU=Q-W=100kJ-50kJ=50kJ

2.求该理想气体的摩尔数

根据理想气体状态方程PV=nRT，可得：

n=(P1V1)/(RT)=(1MPa×0.01m^3)/(8.314J/(mol·K)×300K)=0.004mol

材料二：某蒸汽动力循环，蒸汽初温为500℃，初压为3MPa，冷凝器压力为0.01MPa，循环热效率为40%。试计算该循环的蒸汽初焓和终焓。

根据蒸汽表，查得蒸汽初焓h1=3410kJ/kg，终焓h2=1910kJ/kg。

材料一：某燃气轮机装置，燃气初温为1200℃，初压为1MPa，膨胀到末压为0.1MPa，过程中燃气做功1000kJ/kg。已知燃气比热容Cp=1.005kJ/kg·K，比热比k=1.4。

1.求第一燃气轮机装置的循环热效率

根据理想气体绝热膨胀过程，可得燃气末温T2=T1(P2/P1)^((k-1)/k)=1200K(0.1/1)^((1.4-1)/1.4)=721K

循环热效率η=1-(T2/T1)=1-(721K/1200K)=40%

材料二：某燃气轮机装置，燃气初温为1000℃，初压为0.8MPa，膨胀到末压为0.2MPa，过程中燃气做功800kJ/kg。已知燃气比热容Cp=0.945kJ/kg·K，比热比k=1