工程热力学复习题.docx
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工程热力学复习题
工程热力学复习题
一、判断题
1．多变过程的指数1＜n＜k时，多变比热为负值。
2.闭口系统经历了一个可逆的定温过程，由于系统温度没有发生变化，故系统与外界没有交换热量。
3.系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下（不考虑外力场作用），宏观热力性质不随时间而变化的状态。
4.凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。
5.热力学温标的基准点是一个标准大气压下水的冰点。
6.通过叶轮输入轴功对绝热刚性容器内的气体进行搅拌，其参数变化为：
△U＞0、△T＞0、△P＞0、△S＞0。
7.可以从终态回复到初态的热力过程是可逆过程。
8.理想气体经绝热节流后，前后稳定截面上的温度相等。
9.因为伴随压力升高，工质的饱和温度也升高，故工质干饱和蒸汽的比容将增大。
10.阴雨天中由于大气中水蒸汽量增加了，所以大气压力增大了。
11.任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。
12.工作在相同热源和在相同冷源之间的一切热机，无论采用什么工质，他们的热效率均相等。
13.容器中气体的压力不变，压力表的读数也一定不变。
14.处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度、压力和比体积。
15.孤立系统的熵增原理表明：
过程进行的结果是孤立系统内各部分的熵都是增加的。
16.工质经历一可逆循环，其∮ds=0，而工质经历一不可逆循环，其∮ds＞0。
17.孤立系统达到平衡时总熵达极大值。
18.不可逆绝热稳态流动系统中，系统的熵的变化△Ssys=0。
19.卡诺循环的热效率仅取决于其热源和冷源的温度，而与工质的性质无关。
20.混合气体中容积成份较大的组分，则其摩尔成分也较大。
21.孤立系统的熵与能量都是守恒的。
22.对未饱和湿空气喷湿球温度的水可以实现空气的等焓加湿降温过程。
23.同一地区同一季节大气压力基本保持不变，空气的含湿量雨天比晴天大，所以雨天空气的密度比晴天空气的密度大。
24．两个物体不接触，就不能判别它们是否达到热平衡。
25.对任何温度的气体加压都能使其液化。
26.可逆循环和不可逆循环的熵变都等于零。
。
27.工程上要求气体从Ma<1加速到Ma>1，则应采用拉伐尔喷管。
28.工质经一不可逆循环后其熵一定增加。
29.300℃的水和﹣300℃的水蒸汽都是存在的。
。
30.0.1MPa的饱和水，当压力降低至0.08MPa时，工质就由饱和水变为过热蒸汽。
31.入口为亚声速气流，扩压管的形状是渐缩。
32.理想气体的热力学能与焓是两个相互独立的状态参数。
33.保持冷凝温度不变，提高蒸发温度，可以提高制冷循环的制冷系数。
34.吸收式制冷循环的吸收器是一个吸热设备。
35.湿空气的含湿量越大，吸收水分的能力越弱。
36.蒸气压缩制冷循环节流阀出口制冷剂工质的状态是蒸发压力下的湿蒸汽。
37.在国际单位制中温度的单位是℃。
38.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则技术功为正。
39.饱和蒸汽经历绝热节流过程后温度不变。
40.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经多变压缩过程气体终温最高。
二、填空题
1．当容器内的压力低于于外界时，容器内的绝对压力P、真空度Pv和大气压力Pb之间的压力关系为：
。
2．热量与膨胀功都是量，热量通过温差传递热能，膨胀功通过差传递机械能。
3．在孤立系统内自发过程进行的结果，系统由状态达到平衡状态，绝不会使已经达到平衡状态的重新变为状态。
4.公式δq=dh适用于理想气体过程。
5．已知湿蒸汽的干度为0.6，其中干饱和蒸汽的质量为6Kg，则饱和液体的质量为Kg。
6．湿空气喷蒸气加湿过程的特征是湿空气的___________基本不变。
7.理想气体自初温t1经绝热过程变到终温t2，其内能的变化可用公式＿＿＿＿＿＿计算。
理想气体自初温t1经定容过程变到终温t2，其焓的变化可用公式＿＿＿＿＿＿＿＿计算。
8.在可逆过程中系统熵的增加，意味着系统，在孤立系统中熵的增加，则意味着为＿＿。
9．按照系统与外界之间物质和能量的交换情况，系统可分为开口系统、 系统、绝热系统、____系统。
10．湿空气加热过程的特征是湿空气的 不变。
11.公式δq=δw适用于理想气体的＿＿＿＿＿＿＿＿＿过程，公式δq=dh适用于理想气体＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿过程,公式δws=－dh适用于＿＿＿＿＿＿＿过程。
12.蒸汽压缩致冷循环是由＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿等设备构成的。
空气压缩致冷循环中没有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿设备，而是以＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿所代替。
13．卡诺循环是由两个和两个组成的理想循环。
14．理想气体的和在T-s图上都是指数曲线。
15.露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的 温度。
16．湿空气绝热加湿过程可以近似地看成是不变的过程。
17.使系统实现可逆过程的条件是：
（1）＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
18.气体的质量比热C、摩尔比热MC和容积比热C‘间的关系是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
19.理想气体经历一个可逆的绝热过程，忽略宏观动能和重力位能按稳定流动系统计算，其轴功量等于＿＿；按闭口系统计算，其功量等于＿＿＿，两功量之比WS/W等于＿＿＿。
20．定值比热容为cn的多变过程，初温为T1，终温为T2，其熵变量Δs=_____。
21．湿空气绝热加湿过程可以近似地看成是不变的过程。
22．压气机增压比较大时，为了减少滞胀容积、提高容积效率，除了尽可能减小余隙容积外，通常还采取_____的措施。
23.将相同质量的氢气和氧气分别储存到同样大小的容器内，若二个容器内气体的温度相等，则两者压力的大小为
______
。
24．当设备中工质的压力低于环境压力时，若测得真空度Pv=0.08MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则工质的绝对压力P=______MPa。
25．湿空气的含湿量是以为计算基准的湿空气中所含水蒸汽的质量。
26．根据稳定流动的能量方程，喷管的能量方程可简化为______。
27．采用两级压缩和中间冷却的压气机，两级的增压比
的关系为_______时耗功量最少。
28．表压力随着环境压力的下降而增大时，工质的______压力可能并无变化。
29.溴化锂吸收式制冷机中，是制冷剂。
30.装有氧气的容器，其温度计的读数为27℃，则其热力学温度T=K。
31.蒸气的饱和压力与饱和温度是 的。
32.技术功wt与体积功w的关系式为。
33.已知理想气体的比热C随温度的升高而增大，当t2>t》>0℃时，
的大小关系为____。
34.新风和回风混合点在＿线上，混合质量比m2/m1与混合点分割该线的线段长度成＿比。
35.工质经历一个由三个过程组成的循环，试填充下表所缺的数据。
序号
过程
Q（kJ）
W（kJ）
ΔU（kJ）
1
1-2-3
26
10
2
3-1
-22
3
1-4-3
3
36.工质经历一个由四个过程组成的循环，试填充下表所缺的数据。
序号
过程
Q（kJ）
W（kJ）
ΔU（kJ）
1
1-2
1350
0
2
2-3
0
-400
3
3-4
-1000
0
4
4-1
0
37.已知1kg理想气体定压过程初、终态的基本状态参数和其比热容，其热力学能的变化量可求出为Δu=_____。
38.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。
39.压气机增压比较大时，为了减少滞胀容积、提高容积效率，除了尽可能减小余隙容积外，通常还采取_____的措施。
40.根据稳定流动能量方程，风机、水泵的能量方程可简化为_______。
三、选择题
1.热力系统的总储存能为。
A.
B.
C.
D.
2.卡诺定理表明：
所有工作于同温热源与同温泠源之间的一切热机的热效率。
A.都相等，可以采用任何形式的循环B.不相等，以可逆热机的热效率为最高。
C.都相等，仅仅取决与热源和泠源的温度D.不相等，与所采用的工质有关系。
3.熵变计算式
只适用于。
A.一切工质的可逆过程B.一切工质的不可逆过程
C.理想气体的可逆过程D.理想气体的一切过程
4.系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个。
A.可逆绝热压缩过程B.不可逆绝热压缩过程
C.边压缩边吸热过程D.边压缩边放热过程
5.饱和湿空气的相对湿度。
A．
>1B.
=1C.
<1D.0<
<1
6.0.1MPa的饱和水，当压力降低至0.08MPa时，工质就由饱和水变为。
A.未饱和水B.湿蒸汽C.过热蒸汽D.饱和蒸汽
7.湿蒸汽状态参数的特点是。
A.
B.
C.
D.
8.未饱和湿空气中含有。
A.未饱和水B.湿蒸汽C.干饱和蒸汽D.过热蒸汽
9.某制冷机在热源T1=300K，及冷源T2=250K之间工作，其制冷量为1000KJ，消耗功为250KJ，此制冷机是。
A.可逆的B.不可逆的
C.不可能的D.可能的，但无法判定其可逆性
10.气体常数R决定于。
A.气体的分子量B.气体的质量
C.气体所处的状态D.气体的原子数
11.某大气压下，已知湿空气的状态参数t、d，则湿空气的状态。
A．可以确定B.尚需水蒸气分压力PV才能确定
C.尚需相对湿度φ才能确定D.尚需湿球温度tw才能确定
12.在压力为p时，饱和水的熵为s′；干饱和蒸汽的熵为s″。
当湿蒸汽的干度0A.s″>s>s′B.s>s″>s′
C.ss>s″
13.不可逆机与可逆机相比，其热效率。
A.一定高B.相等
C.一定低D.可能高，可能低，也可能相等
14．湿空气中水蒸汽所处的状态。
A.可以是饱和状态，也可以是过热蒸汽状态B.只能是饱和状态
C.既不是饱和状态，也不是过热蒸汽状态D.只能是过热蒸汽状态
15.在p—v图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值。
A.大B.小
C.相等D.可能大，也可能小
16.热力学温标的基准点是。
A.水的冰点B.水的沸点
C.水的三相点D.水的临界点
17.稳态稳流系统经历一个不可逆过程，吸热5KJ，对外作功10KJ，则系统的熵。
A.一定增加B.不变
C.可以增加、可以减少或者不变D.一定减少
18.当工质的温度一定，其压力低于对应的饱和压力时，则工质一定是。
A.饱和水B.湿蒸汽
C.未饱和水D.过热蒸汽
19.理想气体某一过程的容积变化功w等于技术功wt，该过程是。
A.定压过程B.定容过程
C.定温过程D.绝热过程
20.饱和湿空气的干球温度t、湿球温度ts、露点tl,间的关系是。
A.
B.
C.
D.
21.闭口系内的理想气体经历一个不可逆过程，热力学能减少5KJ，对外作功10KJ，则。
A.理想气体的熵一定增加B.该过程的熵流小于零
C.理想气体的熵可以增加、可以减少或者不变D.理想气体的熵一定增加
22.绝热节流过程是。
A.定焓过程B.不可逆过程
C.准平衡过程D.定熵过程
23.闭口系统从热源吸热5000kJ，系统的熵增加为20kJ/K，如系统在吸热过程中温度保持为300K，则这一过程是。
A.一定是可逆的B.无法实现的
C.一定是不可逆的D.无法判断
24．用干、湿球温度计和露点仪对湿空气进行测量，得到3个温度：
16℃，18℃，29℃，则干球温度t、湿球温度tw分别为。
A.16℃，18℃B.29℃，16℃
C.29℃，18℃D.16℃，29℃
25.水蒸气定压发生过程可分为三个阶段，下列选项中说法错误的是。
A.未饱和水的定压预热过程B.未饱和水的定压汽化过程
C.饱和水的定压汽化过程D.水蒸气的定压过热过程
26.以空气为工质所进行的某过程中，加热量的一半转变为功，则该过程的多变指数n为。
A.1.6B.1.2
C.0.6D.1.3
27．贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则。
A.Q＞0，△U＞0，W＞0B.Q=0，△U＞0，W＞0
C.Q＞0，△U＞0，W=0D.Q=0，△U=0，W=0
28.CO2气体与CO气体如温度变化相同，其内能变化关系为。
A.△
=△
B.△
＞△
C.△
＜△
D.无法判断
29．通过饱和曲线（φ=100%）的定湿球温度线。
A.严格地说是一条等焓线B.是一条角系数小于等焓线的直线
C.是一条角系数大于等焓线的直线D.是一条近于水平的直线
30.同样条件下工作的制冷循环与供热循环是。
A.制冷系数＞供热系数B.供热系数＞制冷系数
C.供热系数≥制冷系数D.制冷系数≥供热系数
31.湿蒸汽进行定容加热后，其干度的变化（X2－X1）是。
A.＞0B.＜0C.=0D.不能确定
32.公式ηt=1－q2／q1适用于。
A.理想气体任意过程B.理想气体可逆循环
C.任何工质可逆循环D.任何工质任何循环
33.湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，如果湿球温度越低，则其含湿量。
A.越大B.不变
C.越小D.不确定
34.热机从热源取热1000KJ，对外作功1000KJ，其结果是。
A.违反热力学第一定律B.违反热力学第二定律
C.违反热力学第一和第二定律D.不违反热力学第一和第二定律
35．气体的容积比热是指。
A.容积保持不变的比热B.物量单位为一立方米时的比热
C.物量单位为一摩尔容积时的比热D.物量单位为一标准立方米时的比热
36．绝热节流过程是。
A.定焓过程B.不可逆过程
C.准平衡过程D.定熵过程
37.PV=RT描述了的变化规律。
A.任何气体准静态过程中B.理想气体任意过程中
C.理想气体热力平衡状态D.任何气体热力平衡状态
38.通过叶轮轴对绝热刚性容器中的气体搅拌，其参数变化为。
A.△U＞0，△T＞0，△P=0，△S=0
B.△U＞0，△T＞0，△P＞0，△S＞0
C.△U＞0，△T=0，△P＞0，△S=0
D.△U＞0，△T=0，△P=0，△S＞0
39．闭口系统功的计算式w=u1－u2。
A.适用于可逆与不可逆的绝热过程B.只适用于绝热自由膨胀过程
C.只适用于理想气体绝热过程D.只适用于可逆绝热过程
40．两种不同性质但相同热力状态的气体在绝热混合过程中，其熵。
A.不变B.减小C.增加D.不一定
41.在水蒸汽h—s图上，湿蒸汽区内的定压线是。
A.具有正斜率的直线B.曲线C.折线D.水平直线
42．混合气体的通用气体常数。
A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关
C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系
43．工质熵的增加，意味着工质的。
A.Q＞0B.Q＜0C.Q=0D.不一定
44.开口系统的技术功Wt等于。
A.轴功WSB.
C.WS+（p1v1－p2v2）D.q－△u
45.某理想气体，经可逆定压过程对外作功，则其内能的变化量与外界的交换热量分别为。
A.无确定值。
B.△U=W/K；q=W。
C.△U=W/（K－1）；q=KW/（K－1）。
D.△U=W；q=KW。
46.一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内的温度，则气球内的气球进行的是。
A.定压过程。
B.多变过程。
C.定温过程。
D.定容过程。
47.湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化。
A.△U=0B.△U＞0C.△U＜0D.△U＜0或△U＞0
48.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是。
A.有气体泄漏B.气体热力状态变化
C.大气压力发生变化D.以上三者均可能
49.理想气体可逆定温过程的特点是。
A.q=0B.Wt=W
C.Wt>WD.Wt50.水蒸汽热力过程热力学能变化量△u=。
A.q-wtB.△h-△（pv）
C.cv（T2-T1）D.
（T2-T1）
四、简答题
1、闭口系统从热源取热5000kJ，系统的熵增加为20kJ／K，如系统在吸热过程中温度保持为300K，问这一过程是可逆的、不可逆的还是不能实现的？
并简要说明理由。
2、三块相同的金属块被加热到温度TA，第一块迅速被冷却到环境温度T0，其熵变为
；第二块在环境中缓慢冷却到T0，其熵变为
；第三块先与温度为TB（TA>TB>T0）的热源接触，达到平衡后再被冷却到环境温度T0，其熵变为
；试说明这三个过程
、
和
的大小关系。
3、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空，如右图所示。
若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T、P、u、s、v）如何变化？
并简述为什么。
4、某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在30℃室温下，制冷温度为-40℃时，制冷系数仍可以达到4，请你判断一下是否可能实现。
为什么？
5、“对刚性容器中的水加热，使其在恒温下蒸发”。
请判断该过程是否可逆，说明理由。
6、将初态B＝101325Pa，t1=25℃，φ1＝60％的空气在加热器中加热至t2=50℃，然后送入干燥箱用于烘干物体。
空气从干燥箱出来时的温度为t3=40℃。
试将此过程绘在h-d图上；并推导出每蒸发1kg水分需要多少kg空气的计算式。
7、如图所示为蒸气压缩制冷循环的lgp-h图，试指出进行各热力过程相应设备名称，并写出制冷量和制冷系数的计算式。
8、指出饱和湿蒸气与饱和湿空气，熵流与熵产的主要区别。
9、下图为蒸气压缩式制冷装置原理图，蒸发温度为零下15℃，冷凝温度为30℃，蒸发器出口为干饱和蒸气。
试将此制冷循环描绘在lgp-h图上；若系统制冷量为Q0，试写出制冷剂的流量和制冷系数的计算式。
10、初态为B＝101325Pa、t1=25℃、φ1＝60％，流量为mkg/s的空气首先经冷却器冷却至t2＝15℃、φ2＝90％，再经加热器加热至t3＝20℃。
试将上述过程绘在h-d图上；并写出冷却器冷量和加热器加热量的计算式。
11、一个闭口系统由初始状态A分别经可逆与不可逆等温吸热膨胀过程到达状态B，若两过程中热源温度均为T。
试判断系统在哪个过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功大。
为什么？
12、 空气在气缸内经历不可逆过程,内能减少12kJ,对外作功10kJ,试分析空气的熵变有哪几种可能性？
为什么？
13、下图为蒸气压缩制冷循环的T-s图，试指出进行各热力过程相应设备名称，并写出制冷量和制冷系数的计算式。
14、门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面，感到凉爽。
于是有人就想通过敞开冰箱大门达到降低室内温度的目的，你认为这种想法可行吗？
请以门窗紧闭的房间为系统，利用热力学第一定律进行分析。
15、在寒冷的阴天，虽然气温尚未达到0℃，但晾在室外的湿衣服会结冰，这是什么原因？
16、平衡状态与稳定态有什么联系与区别?
17、夏天，自行车在被太阳晒得很热的马路上行驶时，为什么容易引起轮胎爆破?
18、理想气体的绝热过程就是等熵过程吗?
为什么?
19、与大气温度相同的压缩气体可以从大气吸热而膨胀作功（依靠单一热源作功），这是否违背热力学第二定律？
20、何谓水蒸汽参数座标图中的一个点、两条线、三个区域和五种状态？
五、计算题
1.某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40t/h，进口比焓为
kJ/kg，出口比焓为
kJ/kg。
试求：
单位质量蒸汽经汽轮机对外输出的功为多少？
（1）汽轮机的功率多大？
（2）若进出口蒸汽流速分别为60m/s和140m/s时，对汽轮机输出功有多大影响？
2.某闭口的绝热容器，由一不导热的垂直隔板分为L和R两部分，如图2所示。
R边盛5kg37℃的水，L边盛10kg72℃的水。
当移去隔板后两边的水混合均匀而重新达到新的热力平衡。
已知环境的温度为TO=15℃，水的比热为4.1868KJ/（kg.K）。
求：
（1）混合后绝热闭口系熵的增量；
（2）由于混合所引起的作功能力的损失为多少？
3．将初态B＝0.1Pa，t1=20℃，φ1＝60％的空气在加热器中加热至t2=50℃，然后送入干燥箱用于烘干物体。
空气从干燥箱出来时的温度为t3=30℃。
已知：
d1=8.9g/kg（a），h1=42.8kJ/kg（a），h2=73.5kJ/kg（a），d3=17.0g/kg（a），试求：
（1）将此过程绘在h-d图上；
（2）从干燥室每吸收1kg水分所需空气量和加热量。
4．系统经一热力过程，放热8kJ，对外作功26kJ。
为使其返回原状态，对系统加热6kJ，问需对系统作功多少？
5．在两个恒温热源间工作的某动力循环系统，其高温热源温度
=1000K低温热源温度
=300K。
循环中工质吸热过程的熵变Δs1=1.0kJ/（kg·K），吸热量
=980kJ/kg；工质放热过程的熵变Δs2=–1.0kJ/（kg·K）,放热量
=600kJ/kg。
环境温度
=300K，试求：
（1）循环的热效率；
（2）吸热过程和放热过程的熵流和熵产；
（3）用孤立系统熵增原理判断该循环能否实现。
6.某蒸汽压缩式制冷机，用氨作制冷剂，制冷量为105kJ/h。
压缩机入口状态1为干饱和蒸气，出口状态2为过热蒸气，冷凝器出口状态3为饱和液体。
已知冷凝温度为300K，压力为1.06MPa；蒸发温度为260K，压力为0.255MPa；水的比热为4.187kJ/（kg.℃）。
经查表得：
h1＝1570kJ/kg，h2＝1770kJ/kg，h3=450kJ/kg。
试求：
（1）每千克氨的吸热量q2；
（2）氨的质量流量
；
（3）压气机消耗的功率P；
（4）冷却水带走的热量Q1；
（5）若冷却水的温升为5℃，求冷却水的流量
（6）制冷系数ε。
（7）将此循环描
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