【答案】《工程热力学》(北京交通大学)章节期末中国大学慕课答案

项目1基本概念项目1作业1.人体正常温度是摄氏37℃,问这个温度相当于华氏温度、朗肯温度和开尔文温度各为多少度？

答案：【写明解答过程】2.气象报告中说，某高压中心气压是102.5KPa。它相当于多少毫米的汞柱？它比标准大气压高出多少KPa？

答案：【写明过程】3.用斜管式压力计测量锅炉管道中烟气的真空度（见图1-2）。管子的倾角α=30°,压力计中使用密度为800kg/m³的煤油.倾管中的液柱长度为l=200mm.当时大气压力B=745mmHg,问烟气的真空度为多少毫米汞柱?绝对压力为若干毫米汞柱?

答案：【写明过程】4.有一容器,内装隔板,将容器分成A、B两部分（图1-3）。容器两部分中装有不同压力的气体，并在A的不同部位安装了两个刻度为不同压力单位的压力表。已测得1、2两个压力表的表压依次为1.10bar和1.75bar。当时大气压力为0.97bar。试求A、B二部分中气体的绝对压力和表3的读数（单位用MPa）。

答案：【写明过程】项目2热力学第一定律项目2作业1.气体在某一过程中吸入热量12kJ，同时热力学能增加20kJ。问此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外所作的功是多少?不考虑摩擦。

答案：【写明解答过程】2.有一热机循环，在吸热过程中工质从外界获得热量1800J，在放热过程中向外界放出热量1080J，在压缩过程中外界消耗功700J。试求膨胀过程中工质对外界所作的功。

答案：【写明解答过程。】3.某蒸汽循环12341，各过程中的热量、技术功及焓的变化有的已知（如下表中所列数值），有的未知（表中空白)。试确定这些未知值，并计算循环的净功w0和净热量q0。过程q/（kJ/kg）wt/（kJ/kg）/（kJ/kg）1-20182-303-40-11424-1-20940-2094

答案：【可直接填写结果即可。】项目3热力学第二定律模块1热力学基本概念和基本定律（项目1-3）测验1.单选题：热机从热源吸收100kJ，对外做功100kJ，则（）

选项：

A、违反热力学第一定律

B、违反热力学第二定律

C、A和B

D、不违反热力学第一定律

答案：【违反热力学第二定律】2.单选题：下列说法中，（）不表示热力学第一定律。

选项：

A、热可以变为功，功可以变为热，在转换中是有一定比例关系的

B、在孤立系统内能量总数保持不变

C、热机效率不能大于1

D、第一类永动机是造不成的

答案：【热机效率不能大于1】3.单选题：决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需（）个

选项：

A、4

B、3

C、2

D、1

答案：【2】4.单选题：如果热源温度不变，增大卡诺循环的输出功，则卡诺循环的热效率将（）。

选项：

A、增大

B、不变

C、减小

D、不定

答案：【不变】5.单选题：关于热力学第二定律的表述，正确的是（）。

选项：

A、不可能从热源吸取热量使之变为有用功而不产生其他影响

B、不可能从单一热源吸收热量时至完全变为有用功

C、热量不可能从高温物体传向低温物体而不产生其他变化

D、不可能把热量从低温物体传向高温物体而不产生其他变化

答案：【不可能把热量从低温物体传向高温物体而不产生其他变化】6.单选题：当热力系与外界没有热量交换时，该热力系为（）。

选项：

A、孤立系

B、开口系

C、闭口系

D、绝热系

答案：【绝热系】7.单选题：q=△h+Wt适用于（）。

选项：

A、理想气体、闭口系统、可逆过程

B、任意气体、开口系统、稳流过程

C、任意气体、闭口系统、任意过程

D、实际气体、开口系统、可逆过程

答案：【任意气体、开口系统、稳流过程】8.单选题：热力学第一定律用于（）。

选项：

A、开口系统、理想气体、稳定流动

B、任意系统、任意工质、任意过程

C、闭口系统、实际气体、任意流动

D、任意系统、任意工质、可逆过程

答案：【任意系统、任意工质、任意过程】9.单选题：某卡诺动力循环工作在温度为600℃的高温热源和温度为30℃的低温热源之间，则其热效率为（）。

选项：

A、95%

B、73.78%

C、63.47%

D、36.53%

答案：【63.47%】10.单选题：系统经不可逆绝热过程后，其熵变ΔS12（）。

选项：

A、大于0

B、小于0

C、等于0

D、不定

答案：【不定】11.单选题：气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】12.单选题：气体压缩时一定消耗外功。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【正确】13.单选题：由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故本质上说属于可逆过程。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】14.单选题：任何可逆过程都是准静态过程。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【正确】15.单选题：不可逆的热力过程是指工质逆过程无法恢复到初始状态的过程。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】16.单选题：容器中气体压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】17.单选题：理想气体的可逆吸热过程，熵一定增大。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【正确】18.单选题：平衡态是系统的热力状态参数不随时间变化的状态。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】19.单选题：在高温热源T1和低温热源T2之间有两个可逆循环，循环A和循环B。循环A采用水蒸气作工质，循环B采用空气作工质，因水蒸气的吸热量大，所以循环A的热效率比循环B大。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】20.单选题：气体吸热后温度一定升高。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】项目3作业1.设有一卡诺热机，工作温度为1200K和300K的两个恒温热源之间。试问热机每作出1kW.h功需从热源吸取多少热量？向冷源放出多少热量？热机的热效率为多少？

答案：【写明过程】2.两台卡诺热机串联工作。A热机工作在700℃和t之间；B热机吸收A热机的排热，工作在t和20℃之间。试计算在下述情况下的t值：（1）两热机输出的功相同；（2）两热机的热效率相同。

答案：【写明过程】3.有人设计了一台热机，工质分别从温度为T1=800K、T2=500K的两个高温热源吸热Q1=1500kJ和Q2=500kJ，以T0=300K的环境为冷源，放热Q3。试问：（1）如果热机做出循环净功Wnet=1000kJ，该循环能否实现？（2）最大循环净功Wnetmax为多少？

答案：【写明过程】项目4气体的热力性质项目4作业1.容积为2.5m^3的压缩空气储气罐，原来的压力表读数为0.05MPa，温度为18℃。充气后压力表读数升为0.42MPa，温度升为40℃。当时大气压力为0.1MPa。求充进空气的质量。

答案：【写明过程】2.空气从300K定压加热到900K。试按理想气体计算每千克空气吸收的热量及熵的变化：（1）按定压比热容计算；（2）利用比定压热容经验公式计算；（3）利用热力性质表计算。

答案：【写明过程】3.已知氖的相对分子质量为20.183，在25℃时比定压热容为1.030kJ/kg·K。试计算（按理想气体）：(1)气体常数；(2)标准状况下的比体积和密度；(3)25℃时的比定容热容和热容比。

答案：【写明过程】项目5热力学微分关系式项目5作业1.已知水银在0℃时Cp=0.13971kJ/(kg.K),ρ=13595kg/m^3,=0.1816*10^(-3)/K,=0.038677*10^(-9)/Pa。试计算在该温度下定容比热容和比热容比之值。

答案：【写明过程】2.已知对氮气，范德瓦尔方程中的a=174.39,b=0.001379。试计算其处于5MPa和2000K状态下的弹性系数和定温压缩系数。

答案：【写明过程】项目6水蒸气的热力性质项目6作业1.一台功率为200MW的蒸汽轮机，其耗汽率d=3.1kg/(kW*h)。乏汽压力为0.004MPa，干度为0.9，在凝汽器中全部凝结为饱和水（如图）。已知冷却水进入凝汽器时的温度为10℃，离开时的温度为18℃；水的定压比热容为4.187kJ/(kg*K),求冷却水流量。

答案：【请写明详细过程。】项目7理想混合气体与湿空气项目7作业1.汽油发动机吸入空气和汽油蒸汽的混合物，其压力为0.095MPa。混合物中汽油的质量分数为6%，汽油的摩尔质量为114g/mol。试求混合气体的平均摩尔质量，气体常数及汽油蒸汽的分压力。

答案：【请写明详细过程。】2.已测得湿空气的压力为0.1MPa，温度为30℃，露点温度为20℃。求相对湿度、水蒸气分压力、含湿量和焓。（1）按公式计算；（2）查焓湿图。

答案：【请写明过程。】模块2工质的热力性质（项目4-7）测验1.单选题：汽轮机中，蒸汽初参数：p1=2.9MPa，t1=350℃。若可逆绝热膨胀至p2=0.006MPa，蒸汽流量为3.4kg/s，则汽轮机的理想功率为

选项：

A、2080kW

B、3527kW

C、2566kW

D、4255kW

答案：【3527kW】2.单选题：汽轮机进口参数：p1=4.0MPa，t1=450℃，出口压力p2=5kPa，蒸汽干度x2=0.9，则汽轮机的相对内效率为

选项：

A、83.30%

B、85.90%

C、78.50%

D、86.30%

答案：【83.30%】3.单选题：汽油发动机吸入空气和汽油蒸气的混合物，其压力为0.095MPa。混合物中汽油的质量分数为6%，汽油的摩尔质量为114g/mol。则混合气体的摩尔质量为

选项：

A、30.32g/mol

B、32.32g/mol

C、40.42g/mol

D、30.32g/kmol

答案：【30.32g/mol】4.单选题：夏天空气的温度为35℃，相对湿度为60%，则通风良好的荫处的水温。已知大气压力为0.1MPa。

选项：

A、27℃

B、28℃

C、29℃

D、30℃

答案：【28℃】5.单选题：容积为1立方米的容器中充满N2，其温度为20℃，表压力为1000mmHg，当时当地大气压为760mmHg。试确定其中氮气的质量，

选项：

A、168.38kg

B、2.695kg

C、2658kg

D、2695kg

答案：【2.695kg】6.单选题：某轮船从气温为-20℃的港口领来一个容积为40L（升）的氧气瓶。当时压力表指示出压力为15MPa。该氧气瓶放于储藏舱内长期未使用，检查时氧气瓶压力表读数为15.1MPa，储藏室当时温度为17℃。问该氧气瓶是否漏气？如果漏气，漏出了多少（按理想气体计算，并认为大气压力pb»0.1MPa）？

选项：

A、不漏气

B、漏气，漏出了9.1837kg的氧气

C、漏气，漏出了8.0657kg的氧气

D、漏气，漏出了1.1180kg的氧气

答案：【漏气，漏出了1.1180kg的氧气】7.单选题：压力为100kPa、温度为30℃、相对湿度为60%的湿空气经绝热节流至50kPa。试求节流后空气的相对湿度。

选项：

A、30%

B、35%

C、40%

D、45%

答案：【30%】8.单选题：理想气体的低压比热容与定容比热容存在如下关系

选项：

A、低压比热容大于定容比热容

B、低压比热容等于定容比热容

C、低压比热容小于定容比热容

D、低压比热容=1.5x定容比热容

答案：【低压比热容大于定容比热容】9.单选题：物质在等温条件下比体积随压力的变化率称为等温压缩率，其特点是

选项：

A、物质的等温压缩率恒为正值。

B、理想气体的等温压缩率恒为零。

C、物质的等温压缩率等于物质的等熵压缩率。

D、理想气体的等温压缩率恒为1。

答案：【物质的等温压缩率恒为正值。】10.单选题：焦-汤系数是度量绝热节流过程温度效应的参数，对于理想气体而言

选项：

A、绝热节流后温度不变。

B、绝热节流后温度升高。

C、绝热节流后温度降低。

D、绝热节流后压力不变。

答案：【绝热节流后温度不变。】项目8理想气体的热力过程项目8作业1.一绝热刚体气缸，被一导热的无摩擦活塞分成两部分。最初活塞被固定在某一位置上，气缸的一侧储有压力为0.2MPa、温度为300K的0.01m3的空气，另一侧储有同容积、同温度的空气，其压力为0.1MPa。去除销钉，放松活塞任其自由移动，最后两侧达到平衡。设空气的比热容为定值。试计算：（1）平衡时的温度为多少；（2）平衡时的压力为多少；（3）两侧空气的熵变值及整个气体的熵变值是多少。

答案：【针对描述的过程进行初末状态分析参数间的关系。】2.有5g氩气，经历一热力学能不变的过程，初态为p1＝6.0×105Pa，T1＝600K，膨胀终了的容积V2＝3V1，氩气可视为理想气体，且假定比热容为定值，求终温、终压及总熵变量，已知Ar的Rg＝0.2081kJ/(kg·K)。

答案：【按照理想气体进行理想热力过程应该遵循的规律分析。】项目9气体与蒸汽的流动项目9作业1.温度为750℃，流速为550m/s的空气流，以及温度为20℃、流速为380m/s的空气流，是亚音速气流还是超音速气流？它们的马赫数各位若干？已知空气在750℃时γ0=1.335；在20℃，γ0=1.400.

答案：【写明过程】2.欲使压力为0.1MPa、温度为300K的空气流经扩压管后压力提高到0.2MPa，空气的初速至少应为若干？

答案：【写明过程】3.离心式空气压缩机，流量为3.5kg/s，进口压力为0.1MPa、温度为20℃，出口压力为0.3MPa。试求压气机消耗的理论功率和实际功率。已知压气机的绝热效率为=W(c理论)/W(c实际)=0.85

答案：【写明过程。】项目10气体动力循环项目10作业1.活塞式内燃机的混合加热循环，已知其进气压力为0.1MPa、进气温度为300K、压缩比为16、最高压力为6.8MPa、最高温度为1980K。求加入每千克工质的热量、压升比、预胀比、循环的净功和理论热效率。认为工质是空气并按定比热容理想气体计算。

答案：【写明过程】2.当循环的最低最高温度确定时，试推导Otto循环中单位工质的做功最大化的条件。

答案：【这是一个数学推导过程，需写明过程。】项目11蒸汽动力循环项目11作业1.某蒸汽动力装置采用再热循环。已知新汽参数为p1=14MPa、t1=550℃，再热蒸汽的压力为3MPa，再热后温度为550℃，乏汽压力为0.004MPa。试求它的理论热效率比不再热的朗肯循环高多少？

答案：【写明过程】项目12制冷循环项目12作业1.一逆向卡诺循环，制冷系数（COP）为4，问高温热源温度与低温热源温度之比是多少?如果输入功率为6kW，试问制冷量为多少“冷吨”？如果这个系统作为热泵循环，试求循环的供热系数以及能提供的热量。

答案：【基于理想正、拟卡诺循环的特点，基于参数的定义进行分析计算。】2.空气压缩制冷循环的运行温度为TR=290K,T0=300K，如果循环增压比分别为3和6，试分别计算它们的循环性能系数和每千克工质的制冷量。假定空气为理想气体，比热容取定值：cp=1.005kJ/(kg·K)、=1.4。

答案：【按定义、理想过程（理想循环）进行分析计算。】期末考试期末考试-客观卷1.单选题：如果热源温度不变，增大卡诺循环的输出功，则卡诺循环的效率将()。

选项：

A、增大

B、不变

C、减小

D、不定

答案：【不变】2.单选题：水的三相点压力是（）的气液两相平衡的饱和压力，三相点温度是（）的气液两相平衡的饱和温度。

选项：

A、最高、最高

B、最低、最低

C、最高、最低

D、最低、最高

答案：【最低、最低】3.单选题：欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用（）。

选项：

A、渐缩喷管

B、渐扩喷管

C、缩放喷管

D、前后压差较大直管

答案：【缩放喷管】4.单选题：由封闭表面包围的质量恒定的物质集合或空间的一部分称为（）。

选项：

A、开口系统

B、孤立系统

C、热力学系统

D、闭口系统

答案：【闭口系统】5.单选题：功不是状态参数，而热力学能与推动功之和（）。

选项：

A、不是状态参数

B、不是广延量

C、是状态参数

D、没有意义

答案：【是状态参数】6.单选题：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。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【正确】7.单选题：一切可逆循环的热效率都相等。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】8.单选题：系统熵增加过程必为不可逆过程。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】9.单选题：实际气体的压缩因子z可能等于1。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【正确】10.单选题：孤立系统的熵与能量都是守恒的。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】11.单选题：在兰金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。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】12.单选题：在高温热源和低温热源之间有两个可逆循环，循环A和B，循环A采用水蒸气作工质，循环B采用空气作工质，因水蒸气的吸热量大，所以循环A热效率比循环B大。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】13.单选题：湿空气的相对湿度越高，吸收水分的能力越强。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】14.单选题：水蒸汽T-S图中的一点指的是三相点。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【错误】15.单选题：饱和湿空气中的水蒸气一定是干饱和蒸汽。

选项：

A、正确

B、错误

答案：【正确】16.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。

答案：【声速】17.冬季取暖，若不采取任何其它措施，室内温度_______,室内相对湿度_______.(填增大，