2013年-雪慕冰-工程热力学简答题

2013年-雪慕冰-工程热力学第二章经典例题2.5 典型例题例题２－１ 一个装有２kg 工质的闭口系经历如下过程：过程中系统散热25kJ ，外界对系统做功100kJ ，比热力学能减少15kJ/kg ，并且整个系统被举高1000m 。

试确定过程中系统动能的变化。

解 由于需要考虑闭口系统动能及位能的变化，所以应用第一定律的一般表达式（２－７b ），即2f 12Q U m c mg z W =∆+∆+∆+ 于是 2f 1KE 2m c Q W U mg z ∆=∆=--∆-∆ (25kJ)(100kJ)(2kg)(15kJ/k g)=----- 2-3(2kg)(9.8m/s )(1000m 10)-⨯⨯ =+85.4kJ 结果说明系统动能增加了85.4kJ 。

讨论（１） 能量方程中的Q ,W ，是代数符号，在代入数值时，要注意按规定的正负号含义代入。

U ∆，mg z ∆及2f 12m c ∆表示增量，若过程中它们减少应代负值。

（２） 注意方程中每项量纲的一致，为此mg z ∆项应乘以310-。

例题２－２ 一活塞汽缸设备内装有５kg 的水蒸气，由初态的比热力学能12709.0kJ/kg u =，膨胀到22659.6kJ/kg u =，过程中加给水蒸气的热量为 80kJ ，通过搅拌器的轴输入系统18.5kJ 的轴功。

若系统无动能、位能的变化，试求通过活塞所做的功解 依题意画出设备简图，并对系统与外界的相互作用加以分析。

如图２－４所示，这是一闭口系，所以能量方程为Q U W =∆+方程中是总功，应包括搅拌器的轴功和活塞膨胀功，则能量方程为 paddle piston Q U W W =∆++psiton paddle 21()W Q W m u u =---(+80kJ)(18.5kJ)(5kg)(2659.62709.9)kJ/kg =---- 350kJ =+讨论（１） 求出的活塞功为正值，说明系统通过活塞膨胀对外做功。

2013年-雪慕冰-工程热力学第五章经典例题５．５ 典型题精解例题５－１ 有一服从状态方程()g p v b R T -=的气体（b 为正值常数），假定V c 为常数。

（１）试由d ,d ,d ,u h s 方程导出,,u h s ∆∆∆的表达式； （２）推求此气体经绝热节流后，温度是降低或升高还是不变？ 解 （１）① 将题目所给的方程表示为 g R T p v b=-式（５－19）为V dd [()]d v pu c T T p v T∂=+-∂ 对上述状态方程求导得 ()g v R pT v a∂=∂- 代入式（５－19）得 V d d [()]d v pu c T T p v T∂=+-∂ V V d ()d d c T p p v c T =+-= 积分上式，则 221V V 211d ()u u u c T c T T ∆=-==-⎰式（５－20）为 d d [()]d p p vh c T v T p T∂=+-∂ 将状态方程表示为 g R T v b p=+求导得 g ()p R vT p∂=∂ 代入式（５－20）得 d d d p h c T b p =+积分上式，则 212121()()p h h h c T T b p p ∆=-=-+-③ 式（５－17）为 d d ()d pp T vs c p T T∂=-∂ 根据状态方程式 g R T v b p=+求导得 g ()p R vT p∂=∂ 代入式（５－17）得 g d d d pTs c R p T=- 积分上式，得 22g 11lnln p T p s c R T p ∆=- （２）式（５－29）为J()vpvT vT c μ∂-∂= 根据状态方程求导得 g ()p R vT p∂=∂ 代入式（５－29）得 g J /0ppTR p vbc c μ-==-< 即 J ()0h Tpμ∂=<∂ 所以绝热节流后温度升高。

1热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。

开口系统：热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。

闭口系统：热力系统和外界只有能量交换而无物质交换。

孤立系统：热力系统和外界即无能量交换又无物质交换。

2平衡状态：一个热力系统如果在受外界影响的条件下系统的状态能够始终保持不变，则系统的这种状态叫平衡状态。

准平衡过程：若过程进行的相对缓慢，工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时间，即所谓弛豫时间又很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做准平衡过程。

可逆过程：当完成了某一过程之后，如果有可能使工质沿相同的路径逆行而回复到原来状态，并且相互作用中所涉及到的外界亦回复到原来状态而不留下任何改变。

3汽化潜热：即温度不变时，单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。

4比热的定义和单位：1kg物质温度升高1k所需热量称为质量热容，又称比热容，单位为J/(kg·K)，用c表示，其定义式为c=δq/dT或c=δq/dt。

5湿空气的露点：露点是在一定的pv下（指不与水或湿物料相接触的情况），未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即将结出露珠时的温度，可用湿度计或露点仪测量，测的td相当于测定了pv。

6平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。

7卡诺定理：定理一：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与可逆循环的种类无关，与采用哪一种工质也无关。

定理二：在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。

推论一：在两个热源间工作的一切可逆循环，他们的热效率都相同，与工质的性质无关，只决定于热源和冷源的温度，热效率都可以表示为ηc=1—T2/T1推论二：温度界限相同，但具有两个以上热源的可逆循环，其热效率低于卡诺循环推论三：不可逆循环的热效率必定小于同样条件下的可逆循环8气体在喷管中流动，欲加速处于超音速区域的气流，应采取什么形式的喷管，为什么：因为Ma>1超声速流动，加速dA>0气流截面扩张，喷管截面形状与气流截面形状相符合，才能保证气流在喷管中充分膨胀，达到理想加速度过程，采用渐扩喷管。

1、何谓状态？何谓平衡状态？何为稳定状态？状态:热力学系统所处的宏观状况平衡状态:在不受外界影响的条件下,系统的状态不随时间而变化稳定状态:系统内各点参数不随时间而变化2、说明状态参数的性质。

(1)状态参数就是状态的函数。

对应一定的状态。

状态参数都有唯一确定的数位。

(2)状态参数的变化仅与初、终状态有关,而与状态变化的途径无关。

当系统经历一系列状态变化而恢复到初态时。

其状态参数的变化为零,即它的循环积分为零(3)状态参数的数学特征为点函数,它的微分就是全微分。

3、何谓热力过程？热力学状态变化的历程4、何谓准静态过程？实现准静态过程的条件就是什么？准静态过程:热力学系统经历一系列平衡状态,每次状态变化时都无限小的偏离平衡状态。

条件:状态变化无限小,过程进行无限慢。

5、非准静态过程中,系统的容积变化功可否表示为⎰=-2121d vpw？为什么？不可以。

在非准静态过程中pv的关系不确定,没有函数上的联系。

6、何谓可逆过程？经历一个热力学过程后,热力学系统逆向沿原过程逆向进行,系统与有关的外界都返回到原来的初始状态,而不引起其她的变化。

7、何谓热力循环？系统由初始状态出发,经过一系列中间状态后重新回到初始状态所完成的一个封闭式的热力过程称为热力循环。

8、何谓正循环,说明其循环特征。

在状态参数坐标图上,过程按照顺时针循环的为正循环,其目的就是利用热产生机械功,动力循环,顺时针,循环净功为正。

9、何谓逆循环,说明其循环特征。

在状态参数坐标图上,过程按照逆时针循环的为逆循环,其目的就是付出一定代价使热量从低温区传向高温区,制冷循环,逆时针,循环净功为负。

10、何谓热量？何谓功量？热量:仅仅由于温度不同,热力学系统与外界之间通过边界所传递的能量功量:热力学系统与外界间通过边界而传递的能量,且其全部效果可表现为举起重物。

11、热量与功量有什么相同的特征？两者的区别就是什么？相同特征:都就是系统与外界间通过边界传递的能量,都就是过程量,瞬时量。

2013年-雪慕冰-工程热力学第三章经典例题3．5 典型例题例题3－１某电厂有三台锅炉合用一个烟囱，每台锅炉每秒产生烟气733m（已折算成标准状态下的体积），烟囱出口出的烟气温度为100C︒，压力近似为101.33kPa，烟气流速为30m/s。

求烟囱的出口直径。

解三台锅炉产生的标准状态下的烟气总体积流量为33V073m/s3219m/sq=⨯=烟气可作为理想气体处理，根据不同状态下，烟囱内的烟气质量应相等，得出V0V0pq p qT T=因p=p，所以33V0V219m/s(273100)K299.2m/s273Kq TqT⨯+===烟囱出口截面积32Vf299.2m/s9.97m30m/sqAc===烟囱出口直径2449.97m3.56m3.14Adπ⨯===讨论在实际工作中，常遇到“标准体积”与“实际体积”之间的换算，本例就涉及到此问题。

又例如：在标准状态下，某蒸汽锅炉燃煤需要的空气量3V66000m/hq=。

若鼓风机送入的热空气温度为1250Ct=︒，表压力为g120.0kPap=。

当时当地的大气压里为b101.325kPap=，求实际的送风量为多少？解按理想气体状态方程，同理同法可得01V1V010p Tq qp T=而1g1b20.0kPa101.325kPa121.325kPap p p=+=+=故 33V1101.325kPa (273.15250)K66000m 105569m /h 121.325kPa 273.15kPaq ⨯+=⨯=⨯例题３－２ 对如图３－９所示的一刚性容器抽真空。

容器的体积为30.3m ，原先容器中的空气为0.1MPa ，真空泵的容积抽气速率恒定为30.014m /min ，在抽气工程中容器内温度保持不变。

试求：（１） 欲使容器内压力下降到0.035MPa 时，所需要的抽气时间。

（２） 抽气过程中容器与环境的传热量。

解 （１）由质量守恒得V m V g d dt q m p q q v R T==-=- 即 g V V g g d d d mR Tq q m p R T R T Vττ=-=- 所以 V d d q m m V τ-= 21V 0d d m m q m m V ττ-=⎰⎰1g V 1V 22g /ln ln /pV R T qV m q m V p V R Tτ== 313V 20.3m 0.1MPa ln ln0.014m /min 0.035MPa 22.5minV p q p ===（３） 一般开口系能量方程out out d d Q h m U δ=+由质量守恒得 out d d m m =-又因为排出气体的比焓就是此刻系统内工质的比焓，即out h h =。

2013年-雪慕冰-工程热力学单项选择题(一)单项选择题1．下列哪一项不是与系统发生作用的外界A．功源B．热源C．质源D．工质2．热力学一般规定，系统从外界吸热为，外界对系统做功为A．正／负B．负／负C．正／正D．负／正3．把热量转化为功的媒介物称为A．功源B．热源C．质源D．工质4．工质热力学能中的哪个是比体积的函数A．平动动能B．转动动能C．振动动能D．内势能5．工质流经开口系统时存在流动功，流动功(压力与比容的乘积) 状态参数A．是B．不是C．不一定是D．有时是6．把热能转化为机械能，通过工质的膨胀来实现A．可以B．只有C．无法D．不一定7．气体的热力学能包括分子具有的A．移动动能B．转动动能C．振动动能D．A+ B+ C8．国际单位制中比焓的单位是A．kg／cm2 B.kJ／kg C.kJ/m3 D.kJ/K9．国际单位制中比熵的单位是A．kg／cm2 B. kJ／(kg·K) C.kJ/m3 D.kJ/K10．国际单位制中熵的单位是A．kg／cm2 B．kJ／(kg·K) C.kJ/m3 D.kJ/K11．国际单位制中比体积的单位是A．kg／cm2 B.m3／kg C.kg/m3 D.kg/mL12．国际单位制中比热力学能的单位是A．kg／cm2 B.kJ／kg C.kJ/m3 D.kJ/K13．热力学平衡态是指系统同时处于平衡和平衡A．质量／压力B．温度／质量C．压力／质量D．温度／压力14．当理想气体的比体积不变而压力升高时，其密度A．增大B．减小C．不变D．不一定15．工质经过一个循环，又回到初态，其热力学能A．增加B．减少C．不变D．变化不定16．工质经过一个循环，又回到初态，其熵A．增加B．减少C．不变D．变化不定17．内能状态参数，绝热功内能变化的度量，功状态参数A．是／是／不是B．不是／是／不是C．不是／是／是D．不是／不是／是18．热量状态参数，压力状态参数A．是／不是B／不是／是C．是／是D．不是／不是19．当系统从热源吸收一定数量的热量时，工质绝对温度，则系统熵的变化，热量转变为功的程度A．越高／越小／越大B．越高／越大／越大C．越低／越小／越小D．越低／越小／越大20．系统进行了一个过程后，如不能使沿着与原过程相反的方向恢复初态，则这样的过程为不可逆过程A．系统B．外界C．系统和外界D．系统或外界21．从绝对真空算起的压力为A．表压力B．绝对压力C．真空度D．标准压力22．从大气压力算起的压力为A．表压力B．绝对压力C．大气压力D．标准压力23．强度量与系统的质量，可加性A．有关／不具有B．无关／不具有C．有关／具有D．无关/具有24．标准大气压是指纬度海平面上的常年平均大气压A．0°B．30°C．45°D．60°25．作为工质应具有良好的和A．流动性／多变性B．膨胀性／多变性C．膨胀性／分离性C．膨胀性／流动性26．在热力学中采用的温标是A．摄氏温标B．华氏温标C．绝对温标D．任意温标27．下列参数哪一个不是状态参数A．绝对压力B．表压力C．比容D．内能28．下列参数哪一个是状态参数A．热效率B．内能C．表压力D．质量29．下列参数中，与热力过程有关的是A．温度B．热量C．压力D．比容30．下列参数中，哪一个参数的变化量只与初终状态有关，而与变化过程无关A．热量B．温度C．功D．比热容31．下列参数中，哪一个参数的变化量只与初终状态有关，而与变化过程无关A．功B．焓C．比热容D．热效率32．工质的热力状态参数中，可直接测量的参数是A．压力B．内能C．焓D．熵33．在工质的热力状态参数中，不能直接测量的参数是A．压力B．温度C．比容D．内能34．在工质的热力状态参数中，属于基本状态参数的是A．压力B．内能C．焓D．熵35．在工程热力学计算中使用的压力是A．大气压力B．表压力C．真空压力D．绝对压力36．国际单位制中压力的基本单位是A．公斤力/平方厘米B．帕C．标准大气压D．巴37．10°C换算成其他温标，下列哪个答案正确A．10°C=43．8°F=285.15 K B．10°C=50°F=283.15KC．10°C=40．2°F=283.15 K D．10°C=42°F=288.15 K38．封闭系统是指的系统A．与外界没有物质交换B．与外界没有热量交换C．与外界既没有物质交换也没有热量交换D．与外界没有功交换39．开口系统是指的系统·A．与外界有物质交换B．与外界有热量交换C．与外界有物质交换没有热量交换D．与外界有功交换40．孤立系统是指的系统A．与外界没有物质交换B．与外界没有热量交换C．与外界没有功交换D．A+B+C41．下列哪一种系统与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换A．绝热系统B．孤立系统C．封闭系统D．开口系统42．与外界没有热量交换的系统是绝热系统，同时它也可能是A．开口系统B．封闭系统C．孤立系统D．A+B+C43．工质必须具有良好的膨胀性和流动性，常用工质有A．燃气B．润滑油C．水D．天然气44．工质必须具有良好的膨胀性和流动性，常用工质有A．氟里昂气B．润滑油C．水D．天然气45．如闭口系统处于热力学平衡状态，则内部工质的A．压力到处均匀一致B．温度到处均匀一致C．压力和温度到处都均匀一致D．比容到处均匀一致46．当热能和机械能发生转变时，可获得最大可用功的过程是A．准静态过程B．平衡过程C．绝热过程D．可逆过程47．使系统恢复到原状的过程是A．准静态过程B．静态过程C．可逆过程D．都不是48．内燃机动力装置的工质是A．燃气B．蒸汽C．燃油D．水49．摄氏温标上的1°C与绝对温标上的1 K相比A．前者大于后者B．二者相等C．前者小于后者D．不定50．摄氏温标上的1°C与华氏温标上的1°F相比较A．前者大于后者B．二者相等C．前者小于后者D．不定51．不考虑化学反应和电磁效应的热力学系统，过程的不可逆因素主要有A．耗散效应B．有限温差下的热传递C．自由膨胀D．A+B+C52．在刚性容器中，一定质量的空气被3000C的热源从1000C加热到300 0C，此过程是A．可逆的B．不可逆的C．定容可逆的D．等压不可逆的53．蒸气压缩制冷系统是A．绝热系统B．孤立系统C．封闭系统D．开口系统54．运行中的锅炉是A．绝热系统B．孤立系统C．封闭系统D．开口系统55．若大气压力为0.1MPa，容器内的压力比大气压力低0.004MPa，则容器内的A．表压力为0.096Mpa B．绝对压力为0.096MPaC．真空度为0.104 MPa D．表压力为0.104MPa56．如某阀门后的表压力为0.5个大气压，则该处的绝对压力应为A．5 B．1．5 C．0．4 D．0．557．若真空度为0．2个大气压，则该处的绝对压力应为个大气压A．2 B．1．2 C．0．8 D．0．258．若真空度为0．2个大气压，则该处的表压力应为个大气压A．2 B．1．2 C．-0．8 D．-0．259．实际气体的内能是和的函数A．温度／热量B．温度／功C．温度／熵D．温度/比容60．1 bar等于A．102 Pa B．103 Pa C．104 Pa D．105 Pa61．经过一个不可逆过程后，工质不能恢复原来状态，该说法A．正确B．错误C．有一定道理D．不定62．某封闭系统经历了一不可逆过程后，系统向外界放热45 kJ，同时对外界作功为10 kJ，则系统的熵的变化量为A．零B．正c．负D．无法确定63．比容与互为倒数A．质量B．压力C．体积D．密度64．若大气压力为0．1 MPa，容器内的压力比大气压力低0．006MPa，则容器内的A．表压力为0．094MPa B．绝对压力为0.094MPaB．真空度为0．106MPa D．表压力为0.106MPa65．工质经过一个循环，又回到初态，其焓值A．增加B．减少C．不变D．变化不定66．若大气压力为0．1 MPa，容器内的压力比大气压力高0．004MPa，则容器内的A．表压力为0．096 MPa B．绝对压力为0．096MPaC．真空度为0.104MPa D．绝对压力为0．104MPa67．气体的内能包括分子具有的A．压力能B．转动动能C．耗散动能D．A+B68．国际单位制中，kJ是的单位A．压力B．内能C．比容D．比焓69．国际单位制中，kJ／K是的单位A．压力B．熵C．比容D．比焓70．国际单位制中，kJ／kg是的单位A．压力B．内能C．比容D．比内能71．当理想气体的密度不变而压力升高时，其比容A．增大B．减小C．不变D．不一定72．工质经过一个循环，又回到初态，其温度A．增加B．减少C．不变D．变化不定73．工质经过一个循环，又回到初态，其值不变的是A．焓B．功C．热量D．A+B+C74．功状态参数，温度状态参数A．是／不是B．不是／是C．是／是D．不是／不是75．绝对压力等于(p g为表压力；b为大气压力)A．p g-b B．p g C．p g+b D．b76．在压容图上，准静态过程用一条连续曲线表示，非准静态过程用一条连续曲线表示A．可以/可以B．可以/不可以C．不可以/可以D．不可以/不可以77．在温熵图上，准静态过程用一条连续的曲线表示，可逆过程用一条连续曲线表示A．可以/可以B．可以/不可以C．不可以/可以D．不可以/不可以78．船用压力表的读数为A．大气压力B．绝对压力C．A-B D．B-A79．下列参数中，哪一个参数的变化量只与初终状态有关，而与变化过程无关A．热效率B．内能C．压缩比D．热容量80．与外界没有质量交换的系统是A．开口系统／孤立系统B．开口系统／绝热系统C．封闭系统／孤立系统D．绝热系统／孤立系统81．热力学第一定律的实质是A．质量守恒定律B．机械能守恒定律C．能量转换和守恒定律D．卡诺定理82．功系统的状态参数，它系统状态变化过程的函数A．是／不是B．不是／不是C．是／是D．不是／是83．热量系统的状态参数，它系统状态变化过程的函数A．是／不是B．不是／不是C．是／是D．不是／是84．dq=du+dw的适用范围是A．理想工质、可逆过程B．任意工质、可逆过程C．理想工质、任意过程D．任意工质、任意过程85．dq=du+pdv的适用范围是A．理想工质、可逆过程B．任意工质、可逆过程C．理想工质、任意过程D．任意工质、任意过程=∆+⎰的适用范围是86．q u pdvA．理想工质、可逆过程B．任意工质、可逆过程C．理想工质、任意过程D．任意工质、任意过程87．开口系统的工质在可逆流动过程中，如压力降低，则A．系统对外做技术功B．外界对系统做技术功C．系统与外界无技术功的交换D．无法判断88．在p-v图上，某比容减小的可逆过程线下的面积表示该过程中系统所A．做的膨胀功的大小B．消耗的外界功的大小C．做的技术功的大小D．消耗的热量89．在T-s图上，某熵增加的可逆过程线下的面积表示该过程中系统所A．吸收的热量B．对外做的功量C．放出的热量D．消耗的外界功量90．在p-v图上，一个比容减少的可逆过程线表示该过程是一个过程A．吸热B．放热C．对外做功D．消耗外界功91．在理想气体的放热过程中，若工质温度上升，则其膨胀功一定A．小于零B．大于零C．等于零D．不一定92．热力学第一定律阐述了能量转换的A．方向B．速度C．限度D．数量关系93．理想气体等温过程中吸入的热量对外做的功量A．大于B．等于 C ．小于D．无法确定94．对于一定质量的理想气体，不可能发生的过程是A．气体绝热压缩，温度降低B．气体放热，温度升高C．气体绝热膨胀，温度降低D．气体吸热，温度升高95．对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是A．定温放热，压强增大B．定容吸热，温度不变C．绝热膨胀，温度升高D．定温压缩，气体吸热96．在p-v图上，将定温线向左水平移动，其温度A．增加B．减小C．不变D．无法确定97．在p-v图上，将绝热线向左水平移动，其比熵A．增加B．减小C．不变D．无法确定98．在刚性容器中，一定质量的空气被1000 C的热源从500 C加热到100 0C，此过程是A．可逆的B．不可逆的C．定容可逆的D．等压不可逆的99．气体的定容比热较定压比热A．大一些B．大很多C．小D．相等100．在图上，某可逆过程线左侧的面积表示该过程中系统与外界之间技术功的交换量A．T-s B．p-v C．h-s D．p-h101．下列过程的内能是增加的A．定温加热B．绝热膨胀C．定压放热D．定容加热102．下列过程的内能是减少的A．绝热压缩B．绝热膨胀C．定温加热D．定温放热103．对理想气体，下列过程的比容是减少的A．绝热压缩B．绝热膨胀C．定压加热D．定温加热104．对理想气体，下列过程的比容是增加的A．绝热压缩B．绝热膨胀C．定温放热D．定压放热105．对理想气体，下列过程的温度是降低的A．绝热压缩B．定容加热C．定压加热D．定压放热106．对理想气体，下列过程的温度是增加的A．绝热压缩B．绝热膨胀C．定容放热D．定压放热107．满足q=∆u关系的热力过程是A．任意气体任意过程B．任意气体定容过程C．理想气体等压过程D．理想气体可逆过程108．满足q=w关系的热力过程是A．任意气体定温过程B．任意气体定容过程C．理想气体定温过程D．理想气体可逆过程109．、满足∆u+w=0关系的热力过程是A．任意气体任意过程B．任意气体绝热过程C．理想气体任意过程D．理想气体可逆过程110．国际单位制中热量的单位采用A．卡(Cal) B．焦（J）C．英热单位(Btu) D．千瓦·时（kw·h)111．工质状态变化，因其比容变化而做的功称为A．内部功B．推动功C．技术功D．容积功112．一封闭系统与外界之间仅由于温度差而产生的系统内能变化量的大小取决于A．密度差B．传递的热量C．熵变D．功113．在p-v图上，某可逆过程线下的面积表示该过程中系统与外界之间的A．功的交换量B．热量的交换量C．内能的变化量D．能量的交换114．在图上，某可逆过程线下的面积表示该过程中系统与外界之间的功的交换量A．T-s B．p-v C．h-s D ．p-h115．dq=dh-vdp的适用范围是A．理想工质、封闭系统B．任意工质、封闭系统C．理想工质、开口系统D．任意工质、开口系统116．dq=du+pdv的适用范围是A．开口系统、可逆过程B．封闭系统、可逆过程C．开口系统、任意过程D．封闭系统、任意过程117．在p-v图上，某比容增加的可逆过程线左侧的面积表示该过程中系统所A．做的膨胀功的大小B．消耗的外界功的大小C．做的技术功的大小D．消耗的热量118．在T-s图上，某熵减小的可逆过程线下的面积表示该过程中系统所A．吸收的热量B．对外做的功量C．放出的热量D．消耗的外界功量119．在T-s图上，一个熵增加的可逆过程线表示该过程是一个过程A．吸热B．放热C．对外做功D．消耗外界功120．在T-s图上，一个温度升高的可逆过程线表示该过程是一个过程A．吸热B．放热C．内能增加D．内能减少121．在p-v图上，一个比容增加的可逆过程线表示该过程是一个过程A．吸热B．放热C．对外做功D．消耗外界功122．用热泵给房间供暖，经济性比用电炉直接取暖A．好B．坏C．相等D．不一定123．如循环的目的是向高温热源供热，则该循环是A．制冷循环B．热机循环C．正循环D．热泵循环124．如循环的目的是从低温热源吸热，则该循环是A．制冷循环B．热机循环C．正循环D．热泵循环125．如循环的目的是将热能持续地转化为机械能，则该循环是A．制冷循环B．热机循环C．逆循环D．热泵循环126．行驶中的汽车刹车时，汽车的动能通过摩擦转化为热能，使轮胎和地面的温度升高；但地面和轮胎的温度升高，却不能使汽车运动起来。

热力学习题A一、简要问答题1.工程热力学的研究对象主要是什么？答：工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别是热能转化为机械能的规律和方法，以及提高转化效率的途径，以提高能源利用的经济性。

2.热能的利用有哪两种基本的利用形式，并举例说明？答：一种是热能的直接利用，如冶金，化工，食品等工业和生活上的应用，另一种是热能的间接利用，如把热能转化成机械能或电能为人们提供动力。

3.何为工质？如何采用气体而不采用液体或固体作为热机的工质？答：工质是指在热机中工作的借以实现将热能转化成机械能的媒介物质，因气体的膨胀性与压缩性远比液体、固体要好，所以热机中的工质是采用气体，而不采用液体，更不能采用固体。

4.功量与热量有何不同和相同之处？答：相同之处：（1）都是过程量，而不是状态参数；（2）都是工质与外界交换的能量；（3）可逆过程都可图示。

不同之处：（1）功量是有序能（机械能）即功量是有规则的宏观运动能量的传递，在做功过程中往往伴随着能量形态的转化，而热量是无序能（热能）即热量是大量微粒子热运动的能量传递，传热过程中不出现能量形态的转化。

（2）有功转换的动力是压差，而有热交换的动力是温差，（3）功量与热量的计算表达式不同。

（4）功量可在p-vt图上图示，而热量是在T-s图上图示。

5.写出热力系统第一定律的文字表达？答：热力学第一定律的文字表述：热可以变为功，功也可以变为热，一定量的热消失时，必产生相应量的功，消耗一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热。

6.写出1Kg工质的焓的符号与定义式及其能量含义，并指出焓是过程量还是状态参数。

答：焓的符号是h，其定义式是h=u+pv，其能量含义是系统中因引进1kg工质而获得的总能量是热力学能u与推动功pv之和，焓是状态参数，而不是过程量。

7.何为理想气体，并举例指出什么气体可视为理想气体？什么气体不能视为理想气体？答：理想气体是指其分子是具有弹性的，而不具有体积的质点，分子间没有相互作用力的假想气体。

平衡与稳定状态的区别与联系：平衡一定稳定，稳定不一定平衡，平衡一定均匀，均匀不一定平衡，相对压力的应用自发与不可逆的关系，自发不要求无摩擦，而可逆必须是无摩擦，自发的反面是非自发即需要外界参与，一定是不可逆的定熵与绝热关系，可逆的绝热过程是定熵过程，理想气体与实际气体，有弹性，不具有体积和质量，分子间没有作用力压缩因子状态方程中实际气体对理想气体的偏离程度，反应实际气体的压缩难易程度压气机最省功的压缩过程，是定温过程，多级压缩每级压气机所需功相等，每个汽缸中的气体经过压缩之后所达到的最高温度相同，每级气缸向外排出的热量相同余隙容积的影响，减小余隙容积能提高生产率绝热节流过程是等焓过程吗：绝热节流不是等焓过程，它只是两个稳定的断面处焓值相等，通常节流前后，流速差别不大，由于两端面之间的流体处于不平衡状态，不能确定各截面的焓值，尽管前后焓值相等，但是每一个微元过程上是不等的，节流是不可逆的，所以有熵产，所以熵增加，对于理想气体，焓值与温度有关，焓值不变，温度不变，所以前后温度相同，所以实际过程是达不到的活塞式压气机与叶轮式压气机，活塞式，不可避免的产生余隙容积，活塞式基于可逆过程，单位时间生产量小，转速不高，间歇性的工作，但是所达到的压力大，叶轮式，单位时间生产量大，转速高，能连续工作，每级压缩比小，达到比较高的压力需要多级压缩，摩擦损耗大，对于叶轮的设计制造工艺要求高，空气标准假设：假定工作流体是一种理想气体，假设它具有与空气相同的热力性质，将排气过程和燃烧过程用向低温热源放热和自高温热源的吸热取代。

活塞式内燃机实际循环过过程的简化定容加热，定压加热，混合加热1.燃料定容及定压燃烧产生高温高压燃气，简化成工质从高温热源可逆定容定压吸热，升温升压过程。

把排气过程简化成向低温热源可逆的定容放热过程2.把循环工质简化成空气，并做理想气体处理，取定值比热容3.h忽略实际过程的摩擦阻力及进气阀节流损失，认为进气排气压力相同，进气排气推动功相同互相抵消，把燃烧改为加热后不需考虑耗氧量，因而开式循环抽象成闭式循环，4.在膨胀压缩过程中忽略气体和气缸之间的热交换，简化为可逆绝热过程影响燃气轮机热效率因素1.循环增温比越大，实际循环得热效率越高2.？？循环内效率越大，实际热效率越大如何提高蒸汽动力循环效率提高新蒸汽温度（在相同的初压和背压的下）提高初压降低背压实际中选朗肯循环不选卡诺循环压缩机中绝热压缩难以实现，循环局部限于干饱和区上限温度受制于临界温度，膨胀末期湿蒸汽干度过小，含水分多，不利于动力机安全蒸汽动力循环是以蒸汽为工质的循环再热循环，新蒸汽膨胀到某一中间压力后撤出汽轮机，导入锅炉中特设的再热器，或其他的换热装置，使之再次加热，然后再次导入汽轮机继续膨胀到背压回热循环：利用蒸汽回热对水进行加热，消除朗肯循环中水在较低温度下吸热的不利影响，从而提高效率1．热力学能就是热量吗？不是。

2013年-雪慕冰-《一、简答题1.状态量（参数）与过程量有什么不同？常用的状态参数哪些是可以直接测定的？哪些是不可直接测定的？2.写出状态参数中的一个直接测量量和一个不可测量量；写出与热力学第二定律有关的一个状态参数。

3.对于简单可压缩系统，系统与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如何计算。

交换的功为体积变化功。

可逆时4.定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？5.试述膨胀功、技术功和流动功的意义及关系，并将可逆过程的膨胀功和技术功表图上。

示在p v6.热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达式。

7.对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如何计算（写出表达式）？8.试述可逆过程的特征及实现可逆过程的条件。

9.在稳定流动参量方程中，哪几项参量是机械能形式？10.一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分？指出它们的正负号。

11.实际气体绝热节流后，它的温度如何变化？12.采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa的空气压缩至2.5MPa，中间压力为多少时耗功最少？13.压气机高压比时为什么采用多级压缩中间冷却方式？14.闭口系进行一放热过程，其熵是否一定减少？15.热力系统熵变化有哪两种？各代表什么物理意义？16.第一类永动机是怎样的一种机器？17.试画出朗肯循环的T-s图，并指明该循环是由哪些过程组成的，以及这些过程都是在什么设备内完成的。

它与蒸汽卡诺循环有什么不同？18.提高蒸汽轮机动力循环热效率的措施有那些？答：提高蒸汽初温初压、采用回热循环、抽汽回热循环、再热循环和热电联供循环等。

二、 判断题（对的打“√”，错的打“×”，把正确答案填在下表上）1. 气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加； （ × ）2. 气体膨胀时一定对外作功； （ × ）3. 如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变；（ × ）4. 压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。

2013年-雪慕冰-工程热力学第七章经典例题７．５ 典型题精解例题７－１ 在如图７－６所示的绝热混合器中，氮气与氧气均匀混合。

已知氮气进口的压力10.5MPa p =，温度127C t =︒，质量13kg m =；氧气进口压力20.1MPa p =，温度2127C t =︒，质量22kg m =。

（１）求混合后的温度；（２）问混合气流出口压力3p 能否达到0.4MPa 。

解 （１）确定混合后气流的温度 根据热力学第一定律223121,N 312,CO 32()0()()0p p Q H H H m c T T m c T T =-+=-+-=于是，两股气合流后的温度为 22221,N 12,CO 231,N 2,CO p p p p m c T m c T T m c m c +=+其中22222222g,N 3N g,O 3O ,N g,N ,O g,O 8.314J/(mol K)297J/(kg K)2810kg/mol8.314J/(mol K)260J/(kg K)3210kg/mol 71.040kJ/(kg K)270.909kJ/(kg K)2p p R R M R R M c R c R --⨯===⋅⨯⨯===⋅⨯==⋅==⋅将这些数值代入式（a ）得 3336.8K T =（２）这实际上是一个判断过程能否实现的问题。

先假定，求控制体积的熵产，如熵产大于零，则出口压力可以达到该值，否则就不能达到。

混合后2N 的摩尔分数为2N 3/280.63163/282/32x ==+混合后2N 分压力:22N N 30.63160.4MPa 0.253MPa p x p ==⨯= 则 22O 3N 0.147MPa p p p =-= 于是iso 312g S S S S S ∆=∆=--2222221231122N O 331,N g,N 2,O g,O 1122()(lnln )(ln ln )336.8K 0.253MPa3kg [1040J/(kg K)ln297J/(kg K)ln ]300K 0.5MPa p p m m s m s m s p p T Tm c R m c R T p T p =+--=-+-=⨯⋅⨯-⋅336.8K 0.147MPa2kg [909J/(kg K)ln 260J/(kg K)ln ]400K 0.1MPa 151J/k 0+⨯⋅⨯-⋅=-<由计算可知，这是一个熵产小于零的过程，因此不可能发生。

名词解释：1准静态过程: 热力过程中任何一个中间步骤都在无限接近平衡状态下进行的过程2. 熵流: 当系统与外界有能量交换时，系统的熵要发生变化，由于系统与外界发生热量交换而引起的熵的变化;由于系统内的不可逆因素导致的功能损失所引起的熵的变化，称为不可逆因素引起的熵产3.余隙容积：为了防止发生运动干涉，在活塞的上止点位置与汽缸盖之间留的一定空隙4.平均质量比热容：cm|t1t2=qt2−t15.热力系的储存能包括：热力学能、宏观动能和重力位能6. 稳定流动：是指流体流经管道中任意点的热力状态参数及流速等均不随时间而变化的流动过程7. 湿空气的焓：湿空气的焓值等于干空气的焓值与水蒸气的焓值之和8.干度：单位质量湿蒸汽中所含干蒸汽的质量简答题：1.分析为何双原子分子气体在n=0.8的多变膨胀过程中温度是上升的？理想气体多变过程功热比：w/q=(k-1)/(k-n)=(1.4-1)/(1.4-0.8)=0.667所以说明过程中吸收的热量大于对外做的功，有能量守恒，其内能必增加；理想气体内能只与温度有关，所以。

2.平衡状态与稳定态有什么联系与区别?平衡态是指热力系的宏观性质不随时间变化的状态。

稳定态是指热力系的状态不随时间而变化的状态。

平衡必然稳定，稳定未必平衡3.能量方程q=△u+w和q=Cv△T+∫21pdv的适用条件有何不同?前者：闭口系、任意工质、任意过程后者：闭口系、理想气体、可逆过程4.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?轮胎内气体压力为P=VMR,TVMRrr为常数，当T升高时P随之升高，容易引起爆破5.不可逆过程熵的变化如何计算?可以选择相同初、终状态间可逆过程熵的变化来计算6.亚音速气体流过渐缩喷管时，其流速为何不可能超过当地音速？改变气体的流速必须同时具备力学条件和几何条件dp p =-kMa2dcfcfdAA= (Ma2-1)dcfcf即，要想将亚音速气流转变成超音速电流，必须是缩放管。

1热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。

开口系统：热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。

闭口系统：热力系统和外界只有能量交换而无物质交换。

孤立系统：热力系统和外界即无能量交换又无物质交换。

2平衡状态：一个热力系统如果在受外界影响的条件下系统的状态能够始终保持不变，则系统的这种状态叫平衡状态。

准平衡过程：若过程进行的相对缓慢，工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时间，即所谓弛豫时间又很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做准平衡过程。

可逆过程：当完成了某一过程之后，如果有可能使工质沿相同的路径逆行而回复到原来状态，并且相互作用中所涉及到的外界亦回复到原来状态而不留下任何改变。

3汽化潜热：即温度不变时，单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。

4比热的定义和单位：1kg物质温度升高1k所需热量称为质量热容，又称比热容，单位为J/(kg·K)，用c表示，其定义式为c=δq/dT或c=δq/dt。

5湿空气的露点：露点是在一定的pv下（指不与水或湿物料相接触的情况），未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即将结出露珠时的温度，可用湿度计或露点仪测量，测的td相当于测定了pv。

6平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。

7卡诺定理：定理一：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与可逆循环的种类无关，与采用哪一种工质也无关。

定理二：在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。

推论一：在两个热源间工作的一切可逆循环，他们的热效率都相同，与工质的性质无关，只决定于热源和冷源的温度，热效率都可以表示为ηc=1—T2/T1推论二：温度界限相同，但具有两个以上热源的可逆循环，其热效率低于卡诺循环推论三：不可逆循环的热效率必定小于同样条件下的可逆循环8气体在喷管中流动，欲加速处于超音速区域的气流，应采取什么形式的喷管，为什么：因为Ma>1超声速流动，加速dA>0气流截面扩张，喷管截面形状与气流截面形状相符合，才能保证气流在喷管中充分膨胀，达到理想加速度过程，采用渐扩喷管。

第1章 基本概念⒈ 闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。

当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。

⒉ 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。

这种观点对不对，为什么?答：不对。

“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。

热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。

物质并不“拥有”热量。

一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。

⒊ 平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。

⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式)( )( b v b b e b P P P P P P P P P P <-=>+=；中，当地大气压是否必定是环境大气压?答：可能会的。

因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。

环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。

“当地大气压”并非就是环境大气压。

准确地说，计算式中的P b 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。

⒌ 温度计测温的基本原理是什么?答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。

它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。

1．平均系统和单相系统的差别？答：假如热力系统内部个部分化学成分和物理性质都平均一致，则该系统成为平均系统。

假如热力系统由单相物质构成，则该系统称为单相系统。

可见，平均系统必定是单相系统，反之则否则。

2．试说明稳固、均衡和平均的差别与联系？答：稳固状态是指状态参数不随时间变化，但这类不变可能是靠外界影响来保持的。

均衡状态是指不受外界影响时状态参数不随时间变化。

平均状态是指不受外界影响时不只状态参数不随时间变化，并且状态参数不随空间变化。

平均→均衡→稳固3．实现可逆过程的充足条件。

答：（1）过程是准静态过程，即过程所波及的有互相作用的各物体之间的不均衡势差为无穷小。

（2）过程中不纯在耗散效应，即不存在用于摩擦、非弹性变形、电流流经电阻等使功不行逆地转变为热的现象。

4．膨胀功、流动功、技术功、轴功有何差别与联系。

答：气体膨胀时对外界所做的功称为膨胀功。

流动功是推进工质进行宏观位移所做的功。

技术功是膨胀功与流动功的差值。

系统经过机械轴与外界所传达的机械功称为轴功。

5．焓的物理意义是什么，静止工质能否也有焓这个参数？答：焓的物理意义为，当1kg 工质流进系统时，带进系统与热力状态相关的能量有内能u 和流动功pv，而焓正是这两种能量的总和。

所以焓能够理解为工质流动时与外界传达的与其热力状态有关的总能量。

但当工质不流动时，pv 不再是流动功，但焓作为状态参数仍旧存在。

6．机械能向热能的转变过程、传热过程、气体自由膨胀过程、混淆过程、焚烧反响过程都是自觉的、不行逆的。

热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不行能自动地、无偿地从低温物体传至高温物体。

7．循环热效率公式q1q2和T1T2能否完整同样？q1T1答：前者用于任何热机，后者只用于可逆热机。

8．若系统从同一始态出发，分别经历可逆过程和不行逆过程到达同一终态，两个过程的熵变同样吗？答：对系统来说，熵是状态参数，只需始态和终态同样，过程的熵变就相等。

所谓“可逆过程的熵变必定小于不行逆过程的熵变”中的熵变是指过程的总熵变，它应当包含系统的熵变和环境的熵变两部分。

校内本科班工程热力学复习题答案整理（判断题和简答题部分）一、判断正误，并解说原由（ 5 题， 4 分每题）1、热力系统处于均衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳固均匀的。

答：错误。

因为均匀是相关于均衡状态下单相物系而言的。

详见P162、理想气体的分子是没有大小和质量的，且其互相间的碰撞是弹性的。

答：错误。

理想气体是些弹性的、不详细积的质点，存在质量。

3、从微观上讲，只需分子之间的作使劲和分子自己体积能够忽视，则这类气体就能够视为理想气体。

高空大气层内气体十分稀疏，知足上述要求，故能够视为理想气体，可用经典热力学知识办理相关问题。

答：正确。

详见 P61-P624、理想气体发生的随意可逆热力过程都能够用“pv n=常数”来描绘其过程特色。

答：错误。

只有当pv n中的n为常数时才能够用来描绘。

正确。

当观察的过程时微元过程时。

5、假如从同一初始状态到同一终态有可逆和不行逆两个过程，则可逆过程的熵变小于不行逆过程的熵变。

答：错误。

因为熵是状态函数，关于同一初始状态和同一终态的两个过程，其熵变相同。

6、依据热力学第二定律，自然界不行能有熵产为负的过程发生，所有自觉过程都会导致能量质量的降低。

答：正确。

所有自觉过程都是不行逆过程，而不行逆过程会致使作功能力损失，使能量的质量降低。

7、水在定压汽化过程中温度保持不变，则此过程中的吸热量等于其对外所做的膨胀功。

答：错误。

此过程汲取的热量等于蒸汽分子内位能增添和对外所做的膨胀功。

详见P80 8、水蒸汽图表中参数的零点选定为三相状态下的液态水的参数。

答：正确。

详见 P829、水处于三相状态时的压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

答：错误。

处在三相状态下的水因为存在着汽化潜热，则高升相同的温度所需热量更多，即比热容要大于临界状态下的相应值。

正确。

关于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

10、关于任一现成喷管，不论其形式怎样，只需气体在喷管内部等熵流动，其流量都将跟着背压的降低而增大，直至无量大。

校内本科班工程热力学复习题答案整理判断题和简答题部分一、判断正误,并解释原因5 题,4 分每题1、热力系统处于平衡状态时,和外界无任何作用发生,此时系统的状态是稳定均匀的;答：错误;因为均匀是相对于平衡状态下单相物系而言的;详见P162、理想气体的分子是没有大小和质量的,且其相互间的碰撞是弹性的;答：错误;理想气体是些弹性的、不具体积的质点,存在质量;3、从微观上讲,只要分子之间的作用力和分子自身体积可以忽略,则这种气体就可以视为理想气体;高空大气层内气体十分稀薄,满足上述要求,故可以视为理想气体,可用经典热力学知识处理有关问题;答：正确;详见P61-P62pv=常数”来描述其过程特点;4、理想气体发生的任意可逆热力过程都能够用“npv中的n为常数时才可以用来描述;答：错误;只有当n正确;当考察的过程时微元过程时;5、如果从同一初始状态到同一终态有可逆和不可逆两个过程,则可逆过程的熵变小于不可逆过程的熵变;答：错误;因为熵是状态函数,对于同一初始状态和同一终态的两个过程,其熵变相同;6、根据热力学第二定律,自然界不可能有熵产为负的过程发生,所有自发过程都会导致能量品质的降低;答：正确;所有自发过程都是不可逆过程,而不可逆过程会导致作功能力损失,使能量的品质降低;7、水在定压汽化过程中温度保持不变,则此过程中的吸热量等于其对外所做的膨胀功;答：错误;此过程吸收的热量等于蒸汽分子内位能增加和对外所做的膨胀功;详见P808、水蒸汽图表中参数的零点选定为三相状态下的液态水的参数;答：正确;详见P829、水处于三相状态时的压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值;答：错误;处在三相状态下的水由于存在着汽化潜热,则升高相同的温度所需热量更多,即比热容要大于临界状态下的相应值;正确;对于处在液相的水,其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值;10、对于任一现成喷管,无论其形式如何,只要气体在喷管内部等熵流动,其流量都将随着背压的降低而增大,直至无穷大;P时,流量达最大;若背压再下降,则流量保持不变;答：错误;当背压下降至临界压力cr11、如果气体能够在活塞式压气机的气缸内实现定温压缩,则没必要采用分级压缩了;答：错误;分级压缩主要是为了减小余隙容积对产气量的影响；可以通过中间冷却的方式实现降温;所以仍需要分级压缩;详见P27412、气体压缩时采用分级压缩后对压缩气体的生产量没有影响;答：错误;因为分级压缩可以提高容积效率,即可以提高压缩气体的生产量;13、压缩蒸汽制冷循环中,由于制冷剂流过节流阀后其焓和熵都会增大,所以会使制冷系数和制冷能力下降,因此最好用膨胀机代替之;答：错误;制冷剂流过节流阀后其焓保持不变;不应用膨胀机压缩,目的是简化装置和提高装置运行的可靠性;详见P35414、根据对应态原理,两个对比态参数对应相等的物质就是热力学相似物质;答：错误;因为两个对比态参数对应相等的并且能满足同一对比态方程的物质才是热力学相似物质;详见P20815、湿空气处于饱和状态时的温度就是对应于某一水蒸气分压力下的露点;答：正确;详见P37716、湿空气的相对湿度度就是湿空气中水蒸气的分压力,与同一温度、同样总压力下的饱和湿空气中水蒸气分压力的比值;答：正确;详见P37817、系统熵增大的过程必定是不可逆过程;答：错误;熵增大的过程可以是可逆过程,某闭口系可逆并且吸热,由f g S S S ∆=+知熵增大;18、系统熵减小的过程不可能自发进行;答：错误;系统熵减小的过程可以自发进行,如某闭口系可逆且向外界放热,由f g S S S ∆=+知熵减小,但该过程可以自发进行;正确;孤立系熵减小的过程不可能自发进行;19、气体吸热后温度一定升高;答：错误;由q u w =∆+ 气体吸热同时对外界做功,则温度不一定升高;反例：卡诺循环中的定温吸热;20、气体吸热后热力学能一定升高;答：错误;由q u w =∆+ 气体吸热同时对外界做功,则热力学能不一定升高;21、燃气轮机装置理想循环的最佳增压比可获得最高的循环热效率;答：错误;燃气轮机装置理想循环的最佳增压比可获得最大的循环的净功,而不是最高的循环热效率,燃气轮机装置理想循环的热效率随增压比的增大而提高,最佳增压比并不是最大增压比;详见P30222、柴油机的热效率一般比汽油机高;答：正确;汽油机被压缩的是燃气和空气的混合物,不能采用大压缩比；而柴油机因压缩的仅仅是空气,所以压缩比可以较高;而实际发动机的内部热效率在一定范围内主要取决于压缩比;因此柴油机的热效率一般比汽油机高;详见P29223、如果采取有效的冷却方法,使活塞式压气机的压气过程接近等温,则没有必要采用 分级压缩的工艺;答：错误;分级压缩主要是为了减小余隙容积对产气量的影响,冷却作用只是减小消耗功;所以仍需要分级压缩;详见P27424、工质经过不可逆过程的熵流必然小于初终态相同的可逆过程的熵流;答：正确;由熵方程f g S S S ∆=+ 对不可逆过程,则必存在熵产g S ,且g S 大于零;又初终态相同,有S ∆相同,则工质经过不可逆过程的熵流必然小于初终态相同的可逆过程的熵流;25、气体吸热后熵一定增大;答：正确;由熵方程f g S S S ∆=+,气体吸热后,f Q S 大于零,熵产0g S ≥,故熵一定增大; 26、温度高的物体比温度低的物体具有更多的热量;答：错误;热量是个过程量,不能说物体具有多少热量;详见P2627、两种理想气体在闭口系统中进行绝热混合,则混合后气体的内能、焓及熵等于混合 前的两种气体的内能、焓及熵之和;答：错误;熵不等;我问老师的28、如果几种气体的状态参数相同,则其对比参数相同;答：错误;对比参数为状态参数与相应的临界参数的比值;如果几种气体的状态参数相同,而相应的临界参数不同,则其对比参数不同;详见P20829、如果几种气体处于对应状态,它们的对比参数相同;答：正确;30、存在400℃的水;答：错误;因为水的临界温度373.99cr T =℃＜400℃,不能再将此时的蒸汽液化;31、存在-40℃的水蒸汽;答：正确;减小压力至某一值时,可以存在-40℃的水蒸气;32、相同的压力和温度下,湿空气的密度比干空气的密度更大;答：错误;由mm M v V ρ==,而干空气的摩尔质量要大于水蒸气的摩尔质量,有干空气的摩尔质量要大于湿空汽的摩尔质量,则干空气的密度更大;或者根据pRgT ρ= P Rg T ρ=,R Rg M= 相同的压力和温度下,g M M R Rg ρρ→→湿空气干空气湿空气干空气湿空气干空气＜＞＜ 故干空气的密度更大;33、在同一地区,阴雨天的大气压力比晴朗天气的大气压低;34、在同一地区,冬天的大气压力总比夏天的大气压高;35、蒸汽动力循环中的再热压力越高越好;答：错误;如果再热压力太高,对干度的改善较少,且附加部分与基本循环相比所占比例甚小,即使其本身效率高,而对整个循环作用不大;二、简答题5 题,5 分每题1、一个门窗打开的房间,若房内空气压力不变而温度上升,请问房间内空气的总焓将如何变化为什么空气按理想气体定值比热考虑;答：总焓将不变;c=mh=mc c pp pg gpVpVH T TR T R==总焓,因为房内空气压力不变,体积不变,比热容为一定值,则可知总焓H不变;2、从汽轮机排出的乏汽可以通过绝热压缩变成液态水吗为什么答：不可以;从汽轮机排出的乏汽通过绝热压缩后将会变为过热蒸汽;3、能否通过在喷管内接近可逆的充分绝热膨胀,使离临界点不太远的过热蒸汽部分液化为什么答：可以;因为在喷管内接近可逆的充分绝热膨胀,工质的温度和压力均下降,可以使离临界点不太远的过热蒸汽部分液化;4、湿空气的相对湿度是如何定义的它有什么物理意义答：湿空气的相对湿度ϕ是指湿空气中水蒸气分压力v p 与同一温度同样总压力的饱和湿空气中水蒸气分压力()s p t 的比值;其物理意义：相对湿度ϕ逾小表示湿空气离饱和湿空气愈远,即空气愈干燥,吸取水蒸气的能力愈强,当0ϕ=时即为干空气；反之,ϕ愈大空气愈潮湿,吸取水蒸气的能力也愈差,当1ϕ=时,为饱和湿空气;详见P3785、什么是压缩因子请解释利用通用压缩因子图确定实际气体的压缩因子的原理; 答：压缩因子Z 即为温度、压力相同时的实际气体比体积与理想气体比体积之比; 原理：6、什么是理想气体的多变过程由于多变过程指数可以为任意实数,因此是否可以认 为多变过程可代表理想气体的任意热力过程如理想气体的定容比热为定值,是否 某一固定多变过程的比热也为定值为什么答：理想气体的多变过程是指过程中气体的基本状态参数满足n p v ⋅=常数的可逆过程;不可以认为多变过程可代表理想气体的任意热力过程,因为n p v ⋅=常数中的n 要为定值;7、什么是临界压力比在设计喷管时,如何根据此参数值对喷管进行选型 答：临界压力比为0cr cr p v p =,是流速达到当地声速时工质的压力和滞止压力之比;选型：当背压与滞止压力之比0b cr p v p ≥时,应选用渐缩型；0b cr p v p ＞时,应选用缩放型; 8、活塞式压气机的压气过程已经接近等温了,有时仍采用分级压缩,请问为什么答：分级压缩可以提高容积效率;分级后,每一级的增压比缩小,故同样大的余隙容积对容积效率的有害影响将缩小,使容积效率比不分级时大;详见P2749、如图所示,a-b 和a-c 是理想气体发生的两个任意过程,且b 、c 两点在同一条绝热 线上,试问u a b -∆与a c u -∆ 哪个大如果b 、c 两点在同一条等温线上,结果又如何为 什么答：1u a b a c u --∆∆＞ 方法一：过点c 作一等温线,与ab 交于'b ,由于等温线的斜率绝热线的斜率,则'a c a b u u --∆=∆,又'0b b u -∆＞,''u =+a b a b b b u u ---∆∆∆,则u a b a c u --∆∆＞方法二：考察过程,a b c a ---0+a b b c c a u u u ---=∆∆∆+a b b c c a b c a c u u u u u -----→∆=-∆-∆=-∆∆+ 因为0b c u --∆＜,则有u a b a c u --∆∆＞2如果b 、c 两点在同一条等温线上,则有ab ac u u ∆=∆;因为等温线上的热力学能相同,则a-b 和a-c 两过程的初、末状态的热力学能相同,即有ab ac u u ∆=∆10、如下面p －v 图所示,循环1－2－3－1 是一闭口系统的假想循环,其中1－2 为定 温过程,2－3 为定熵过程,3－1 为不可逆绝热过程,问此循环能否实现为什么答：能实现;因为1-2过程为定温过程,对外做功,由q u w =∆+知q 小于零,2-3和3-1过程为绝热过程;则循环1-2-3-1的克劳修斯判据120r rQ QT T δ-=⎰＜,故循环能实现; 11、家用冰箱的使用说明书上指出,冰箱应放置在通风处,并距墙壁适当距离,以及不 要把冰箱温度设置过低,为什么答：放置在通风处,并距离墙壁适当距离,可以使局部环境温度较低；不要把冰箱温度设置过低的原因是冷库温度c T 越小,则制冷系数越小;两者的目的都是为了提高冰箱的制冷系数;12、为什么压缩空气制冷循环不采用逆向卡诺循环为什么压缩蒸汽制冷循环也不采 用逆向卡诺循环答：因为空气定温加热和定温排热不易实现,所以压缩空气制冷循环不采用逆向卡诺循环;而两相物质的压缩是不利的且为了增加制冷量,压缩蒸汽制冷循环也不采用逆向卡诺循环;13、为什么不可逆绝热稳定流动过程中,系统控制体熵的变化为零既然是一个不 可逆绝热过程,熵必然有所增加,增加的熵去哪里了答：开口系的熵方程cv ,,f m f Q g S S S S ∆=++ 不可逆绝热稳定流动过程中,系统控制体熵的变化为零;因不可逆而增加的熵与物质熵流,f m S 相抵消了;14、蒸汽动力装置中水泵进出口的压力差远大于燃气轮机压气机的压力差,为什么燃气 轮机做功的大部分被压气机所消耗,而蒸汽动力循环中水泵消耗的功可以忽略答：因为蒸汽动力装置中水泵压缩的是液态水,燃气轮中的压气机压缩的是燃气,而燃气的可压缩性远大于液态水的可压缩性;15、能否在汽轮机中将全部蒸汽逐级抽出来用于回热,这样就可以取消凝汽器,从而提 高热效率答：不可以;违背了热力学第二定律;取消凝汽器,则过程相当于从单一热源吸热;16、能否不让汽轮机的乏汽凝结放热,而用压缩机直接将乏汽压入锅炉,从而节约热能, 提高效率答：不可以;违背了热力学第二定律;17、压缩过程需要消耗功,为什么内燃机在燃烧之前都有进行一个压缩过程答：压缩过程的目的是提高工质的平均吸热温度,从而提高热效率;18、在燃气轮机循环中,压气机耗功占燃气轮机做功量的60%左右,因此取消这个压气 过程则会使燃气轮机循环过程的效率更高答：不可以;因为压缩过程可以提高工质的平均吸热温度,从而提高热效率;19、空气压缩制冷循环的循环压力比越大,制冷系数和循环制冷量将如何变化答：πε↑↓↑，则，循环制冷量 详见P34920、为什么有的制冷循环中采用膨胀机,有的则代而采用节流阀空气压缩制冷能否采 用节流阀答：由循环工质的热力性质决定;压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机;工质在节流阀中的过程是不可逆绝热过程,不可逆绝热节流熵增大,所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量;21、说明如何应用“空气标准”假设将实际的活塞式内燃机循环进行简化成混合加热可逆循环答：P28722、可以近似认为空气是1 mol 氧气和 mol 氮气混合而成,所以、20℃的mol 的空气的熵应该是、20℃的1 mol 氧气的熵和、20℃的mol 氮气的熵之和,对吗答：错误;自发过程熵增大;23、为何阴天晒衣服不容易干,而晴天则容易干答：阴雨天空气的湿度大,吸取水蒸气的能力差,所以晒衣服不易干;晴天则恰恰相反,所以容易干;24、为何冬季人在室外呼出的的气呈白色雾状冬季室内有供暖装置时,为什么会感到空气干燥答：人呼出的气体是未饱和湿空气;当进入外界环境时,外界环境的温度很低使得呼出的气体得到冷却;在冷却过程中,湿空气保持含湿量不变,温度降低;当低于露点温度时就有水蒸气不断凝结析出,这就形成了白色雾状气体;冬季室内有供暖装置时,温度较高,使空气含湿量减小;因此会觉得干燥;放一壶水的目的就是使水加热变成水蒸气散发到空气中增加空气的含湿量;25、有人说热水流经冷却塔后,温度可以降到低于冷却塔的进气温度即环境大气温度,对不对为什么答：正确;如果仅仅是传热,不可以实现热量从低温传向高温;而压力差传质,水的分压力高,蒸发带走热量,可以降到低于冷却塔的进气温度;根据老师的话概括的几点说明：1)斜体字体的题目判断题8、33、34和简答题6、20、22按老师的意思和个人判断不做要求；2)仅为参考解答,如有疑异,欢迎提出；3)有的题目有多重解答,且答正确或错误皆可,按老师的意思有理即可；4)仅供核电班班级内部交流,谢谢合作祝大家考试顺利,核电班加油。