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1、完整版工程热力学习题集附答案doc工程热力学习题集一、填空题1能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。2孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。3单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。4测得容器的真空度 pV 48KPa ，大气压力 pb 0.102MPa ，则容器内的绝对压力为 。5只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。6饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水饱和水湿蒸气、和。7在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越、水蒸气含量越，湿空气越潮湿。 （填高、低和多、少）8克劳修斯积分

2、? Q / T为可逆循环。9熵流是由引起的。10多原子理想气体的定值比热容cV。11能源按其有无加工、转换可分为能源和能源。12绝热系是与外界无交换的热力系。13状态公理指出， 对于简单可压缩系， 只要给定个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。14测得容器的表压力pg75KPa ，大气压力pb 0.098MPa ，则容器内的绝对压力为。15如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。16卡诺循环是由两个和两个过程所构成。17相对湿度越，湿空气越干燥，吸收水分的能力越。（填大、小）18克劳修斯积分 ? Q / T为不可逆循

3、环。19熵产是由引起的。20双原子理想气体的定值比热容cp。21、基本热力学状态参数有：（）、（）、（）。22、理想气体的热力学能是温度的（）函数。23、热力平衡的充要条件是：（）。24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（）。25、卡诺循环由（）热力学过程组成。26、熵增原理指出了热力过程进行的（）、（）、（）。31. 当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_。32. 在国际单位制中温度的单位是_。33. 根据稳定流动能量方程，风机、水泵的能量方程可简化为 _。34.同样大小的容器内分别储存了同样温度的氢气和氧气，若二个容器内气体的压力相等，则二种气体质量的

4、大小为m H 2 _ m O 2 。t 2t 235. 已知理想气体的比热C 随温度的升高而增大，当t 2t 1 时， C与C的大小关系为0t1_。36.已知混合气体中各组元气体的质量分数i 和摩尔质量Mi，则各组元气体的摩尔分数 i为_。37.由热力系与外界发生 _交换而引起的熵变化称为熵流。38.设有一卡诺热机工作于 600和 30热源之间，则卡诺热机的效率为_。39.在蒸汽动力循环中，汽轮机排汽压力的降低受_温度的限制。40.燃气轮机装置定压加热循环的 _是决定循环热效率的唯一的条件。41.与外界既无能量交换也无物质交换的热力系称为 _热力系。42.热力系的储存能包括 _。43.已 知

5、某 双 原 子 气 体 的 气 体 常 数 Rr=260J/(kg k) ， 则 其 定 值 定 体 质 量 比 热 容 cv=_J/(kg k)。44.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u=_ 。45.定值比热容为 cn 的多变过程，初温为 t1,终温为 t 2，其熵变量46.水蒸汽的临界压力为 _MPa。47.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。48.汽轮机的排汽压力越低，循环热效率越高，但排汽压力的降低受到了s=_。_的限制。49.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

6、还采取 _的措施。50.未饱和湿空气的相对湿度值在 _之间。二、单项选择题1._过程是可逆过程。()A. 可以从终态回复到初态的 B. 没有摩擦的C. 没有摩擦的准平衡 D. 没有温差的2.绝对压力 p, 真空 pv，环境压力 Pa 间的关系为 ( )A.p+pv+p =0B.p+pa p =0 C.pp p =0 D.p pp=0avavav3.闭口系能量方程为 ( )A.Q+ U+W=0 B.Q+ U W=0 C.Q U+W=0 D.Q U W=04.气体常量 Rr( )A. 与气体种类有关 , 与状态无关B.与状态有关 , 与气体种类无关C. 与气体种类和状态均有关 D. 与气体种类和状

7、态均无关5. 理想气体的 是两个相互独立的状态参数。 ( )A. 温度与热力学能 B. 温度与焓 C. 温度与熵 D. 热力学能与焓6.已知一理想气体可逆过程中 ,wt =w,此过程的特性为 ( )A. 定压 B. 定温 C. 定体 D. 绝热7. 卡诺循环如图所示, 其吸热量 Q1=( )T12A.RrTlnp1B.RrTv111p2v243C.T 1 S34D.T 1 S21S8. 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 0xssB.ss s C.ss ss9. 电厂热力设备中，内的热力过程可视为定温过程。A. 锅炉B.汽轮机C.凝汽器D.水泵10.可

8、逆绝热稳定流动过程中 , 气流焓的变化与压力变化的关系为( )A.dh= vdpB.dh=vdpC.dh= pdvD.dh=pdv11.水蒸汽动力循环的下列设备中, 有效能损失最大的设备是 ()A.锅炉B.汽轮机C.凝汽器D.水泵12.活塞式压气机的余隙容积增大使()A.wc 增大 , v 减小B.wc 不变 , v 减小C.wc 不变 , v 不变D.wc 减小 , v 减小13.已知燃气轮机理想定压加热循环压气机进, 出口空气的温度为T 、 T ; 燃烧室出口燃气温12度为 T3, 则其理想循环热效率为()A 1 T2B.1 T1C.1 T3D.1 T2T1T2T2T314饱和湿空气的相对

9、湿度（）A 1B.=1C.1D.0WD. W t W19.若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的S 必 ()可逆过程 S。A. 大于B. 等于C.小于D.大于等于20.饱和蒸汽经历绝热节流过程后()A. 变为饱和水B.变为湿蒸汽C. 作功能力减小D.温度不变21.绝热节流过程中节流前、后稳定截面处的流体()A. 焓值增加C. 熵增加B.焓值减少D.熵减少22 空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动，其滞止压力为若喷管因出口磨损截去一段，则喷管出口空气的参数变化为0.8MPa，喷管后的压力为( )0.2MPa ，A. 流速不变，流量不变 B.流速降低，流量减小C. 流速不变，流

10、量增大 D.流速降低，流量不变23.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经()过程气体终温最高。A. 绝热压缩B. 定温压缩C.多变压缩D. 多级压缩三、判断题1处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（）2稳定流动系统中，维持工质流动的流动功和技术上可资利用的技术功，均是由热能转换所得的工质的体积功转化而来的。（）3稳定流动系统进出口工质的状态相同。（）4稳定流动系统的能量方程可理解为控制质量系统的能量方程。（）5不可能把热量从低温物体传向高温物体。（）6在相同温度界线之间变温热源可逆循环的热效率等于卡诺循环的热效率。（）7水蒸气在定温过程中q w 。（）8湿空气的相对

11、湿度越高，吸收水分的能力越强。（）9理想气体的比定容热容是比体积的单值函数。（）10当气流的 M1 时，要使流速增加，则需使用渐扩喷管。（）11热力系破坏平衡的速度要比恢复平衡的速度快得多。（）12技术功为轴功和流动功之和。（）13稳定流动系统与外界交换的功和热量相等且不随时间而变。（）14焓是开口系统中流入 （或流出） 系统工质所携带的取决于热力学状态的总能量。（）15不可能从单一热源取热使之完全变为功。（）16概括性卡诺循环的热效率小于卡诺循环的热效率。（）17对任何温度的气体加压都能使其液化。（）18由饱和水定压加热为干饱和蒸汽的过程，温度不变。（）19理想气体的比定压热容是温度的单值函

12、数。（）20工程上要求气体从 M1 ，则应采用拉伐尔喷管。（）四、简答题1.准平衡过程与可逆过程有何共同处?有何区别 ?有何联系 ?2.理想气体状态方程有哪些常见形式?方程中的常数项与物性是否有关 ?3.干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态参数各有何特点?4.何谓汽流在喷管中的临界状态?何谓临界压力比?理想气体的临界压力比与哪些因素有关?5.何谓汽耗率 ?何谓热耗率 ?它们与热效率有什么关系 ?6.平衡状态与稳定态有什么联系与区别?7.能量方程 q= u+w 和 q=Cv T+2pdv 的适用条件有何不同 ?18.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 ?9.不可逆过程熵的

13、变化如何计算 ?10.在工程实际中，常引用哪些参数来表示因摩擦对喷管流动的影响 ?它们之间有何关系 ?五、名词解释 ( 每小题 5 分，共 25 分)1.热力系的储存能2.平均质量热容3.熵产4.稳定流动5.湿空气的焓六、分析题1、如图 1，某种理想气体有两任意过程 a-b 和 a-c ，已知 b， c 在同一可逆绝热线上，试分析： uab 和 uac 哪个大？2、某理想气体经历 4 个过程，如图 2 所示。指出各过程加热或放热，膨胀或压缩。图1图 23、请分析以下几种说法正确吗？为什么？（1）熵增大的过程必为不可逆过程；（2）熵产 Sg 0 的过程必为不可逆过程。4、某循环在 700K 的热

14、源及 400K 的冷源之间工作，如图 3 所示。（1）用克劳修斯积分不等式判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆 ?（2）用卡诺定理判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆 ?图3七、计算题1 某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40 t/h ，进口处压力表读数为9.0MPa ，进口比焓为3440 kJ/kg ；出口真空表读数为95.06KPa ，比焓为 2240 kJ/kg ，当时当地大气压力为98.66KPa ，汽轮机对环境放热为36.3 10 kJ/h。试求：（1） 汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各为多少？（2） 单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？（3） 汽轮机的功率为多大？（4）

15、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将 0.8 kg 温度为 1000的碳钢放入盛有 6 kg 温度为 18的水的绝热容器中，最后达到热平衡。试求此过程中不可逆引起的熵产。碳钢和水的比热容分别为 cc 0.47 kJ /(kg gK ) 和 cw 4.187kJ /( kggK ) 。3、 0.5kmol某种单原子理想气体3可逆绝热膨胀到1atm，然后在此状态的温，由 25， 2m3度下定温可逆压缩回到 2m。（1）画出各过程的 p-v 图及 T-s 图；（5 分）（2）计算整个过程的 Q， W， U， H及 S。4系统经一热力过程，放热 8k

16、J，对外作功 26 kJ。为使其返回原状态，对系统加热 6 kJ，问需对系统作功多少？5一卡诺机工作在 800和 20的两热源间，试求：（1）卡诺机的热效率；（2）若卡诺机每分钟从高温热源吸入1000 kJ 热量，此卡诺机净输出功率为多少kW ？（3）求每分钟向低温热源排出的热量。6 1kg 空气从相同初态p10.2MPa、 t135 经定容过程至终温t2180 ，试求吸热量 、 膨 胀 功 、 技 术 功 和 初 终 态 焓 差 。（ 空 气 的c p1.004kJ /( kg K ) ，cV0.717kJ /(kgK )，Rg0.287kJ /(kgK )。）8、封闭气缸中气体初态p1=8

17、MPa，t 1=1300， 经过可逆多变膨胀过程变化到终态p2=0.4MPa，t 2=400 。 已 知 该 气 体 的 气 体 常 数 Rg=0.287kJ/(kg K) ， 比 热 容 为 常 数 ， cV=0.716kJ/(kg K)。（1）求多变过程的多变指数；（2）求多变过程的膨胀功；（3）试判断气体在该过程中各是放热还是吸热的？9.m=2.26kg 理想气体的气体常数Rr=430J/(kg k)，比热比 k=1.35 。初温 T =477K ，经可逆1定体过程后终温 T2=591K 。求 Q、U、 W 、 S。10.设炉膛中火焰的温度恒为t =1500 ，汽锅内蒸汽的温度恒为t =

18、500，环境温度为rst0=25，求火焰每传出1000kJ 热量引起的熵产和作功能力损失。11.空气可逆绝热流过一喷管，入口压力p =0.7MPa ，温度 t =800，出口压力p =0.15MPa ，112此喷管是什么外型的喷管 ?入口空气流速忽略不计，比热容和比热比取定值，分别为 cp=1.004kJ/(kg K) ， k=1.4，求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。12. m=1.5kg 空气按可逆定温过程由初态116Pa 变化到终态2T =328K,P =0.25 10P =0.15106Pa，空气的 Rr=0.287KJ/(kg k) ，试求此定温过程的Q、W 、 U、 H。13.空

19、气在渐缩喷管进口截面上的压力P1 =1.5 106Pa，比体积 V1=0.065m 3/kg ， VC 1 0；喷管出口截面上的压力 P2622；设空气的 Rr=287J/(kgk)，=0.810 Pa 出口截面积A =14cm比热容比 K=1.4 。试求： (1)喷管出口截面上的比体积V 2，温度 T 2(2)空气流经出口截面时的速度V C214.某燃气轮机排气 1.20kg/s，温度为 T 1=576K, 定压排入温度 T 0=283K 的环境；设排气的Cp=1.021KJ/(kg k) 。试求每小时燃气轮机的排气热量中的有效能和无效能。15.设炉膛中火焰的温度恒为 tr=1500 ，汽锅

20、内蒸汽的温度恒为 ts=500，环境温度为t0=25，求火焰每传出 1000kJ 热量引起的熵产和作功能力损失。616. m=1.5kg 空气按可逆定温过程由初态 T1=328K,P 1=0.25 10 Pa 变化到终态 P2=0.15 106Pa，空气的 Rr=0.287KJ/(kg k) ，试求此定温过程的 Q、W 、 U、 H。17某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40 t/h，进口处压力表读数为9.0MPa ，进口比焓为3440 kJ/kg ；出口真空表读数为95.06KPa ，比焓为2240 kJ/kg，当时当地大气压力为98.66KPa ，汽轮机对环境放热为6.3 103kJ/h。试求：（

21、1）汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各为多少？（2）单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？（3）汽轮机的功率为多大？（4）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？工程热力学习题集答案一、填空题1常规新2能量 物质 3强度量454KPa 5准平衡耗散76干饱和蒸汽过热蒸汽 7高多8等于零 9与外界热交换10Rg211一次二次12热量 13两14 173 KPa 15系统和外界16定温绝热可逆17小大18小于零 19不可逆因素207 Rg 21、（压力）、（温度）、（体积）。222、（单值）。 23、（系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零） 。 24

22、、（熵产）。25、（两个可逆定温和两个可逆绝热） 26、（方向）、（限度）、（条件）。 31.孤立系；t 2t 232.开尔文 (K) ；33.w s=h2h1 或wt =h2 h1 34.小于 35. CCt1036.i / M i37.热量 38.65.29% 39. 环境 40.增压比 41.孤立ni / M ii 142 热力学能、宏观动能、重力位能T246.22.1247.当地音速43.650 44.cv(T 2 T1 ) lnT148.环境温度49.多级压缩、中间冷却50.0 与 151. （物质） 52.（绝对压力）。53.（ q=(h -h )+(C22-Z )+w ）。 54

23、.（温度） 55. (0.657)kJ/kgK 。 56. (定熵线 )2-C )/2+g(Z22111S57.（逆向循环）。 58.（两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程）59.（预热阶段、汽化阶段、过热阶段）。 60.（增大）二、单项选择题1.C2.D3.D4.A5.C6.B7.A8.A9.C10.B11.A12.B13.B14.B15.D16.B17.A18.B19.B20.C21.C22.C23.A三、判断题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516 17 18 19 20 21.（）22.（） 23.（） 24.（） 25. （） 26.（） 27. （） 28. （）29.（）30.（）四、简答题1.它们