工程热力学习题集及答案

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1、工程热力学习题集及答案一、填空题1能源按使用程度和技术可分为 常规 能源和 新 能源。2孤立系是与外界无任何 能量 和 物质 交换的热力系。3单位质量的广延量参数具有 强度量 参数的性质，称为比参数。4测得容器的真空度 ，大气压力 ，则容器内的绝对压48VpKPaMPapb102.力为 54kpa 。5只有 准平衡 过程且过程中无任何 耗散 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、 干饱和蒸汽 和 过热蒸汽 。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 高 、水蒸气含量越

2、 多 ，湿空气越潮湿。 （填高、低和多、少）8克劳修斯积分 等于零 为可逆循环。/QTA9熵流是由 与外界热交换 引起的。10多原子理想气体的定值比热容 。Vcg72R11能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。12绝热系是与外界无 热量 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 两 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 ，大气压力 ，则容器内的绝对压75gpKPaMPapb098.力为 。173aKP15如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使系统和外界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

3、诺循环是由两个 定温 和两个 绝热可逆 过程所构成。17相对湿度越 小 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 大 。 （填大、小）18克劳修斯积分 小于零 为不可逆循环。/QTA19熵产是由 不可逆因素 引起的。20双原子理想气体的定值比热容 。pc72gR21基本热力学状态参数有：（压力） 、 （温度） 、 （体积） 。22理想气体的热力学能是温度的（单值）函数。23热力平衡的充要条件是：（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不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（熵产） 。25卡诺循环由（两个可逆定温和两个可逆绝热）热力学过程组成。26熵增原理指出了热力过程进

4、行的（方向） 、 （限度） 、 （条件） 。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_孤立系_。32在国际单位制中温度的单位是_开尔文_。33.根据稳定流动能量方程，风机、水泵的能量方程可简化为_ws=h2h1_。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 q a 的大小为 _小于 。2Hm2O35.已知理想气体的比热 C 随温度的升高而增大，当 t2t1时， 的大小212ttt0C与关系为_ _。2210ttC36.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_ _。n1iiii

5、M/37.由热力系与外界发生_热量_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_65.29%_。39.在蒸汽动力循环中，汽轮机排汽压力的降低受_环境_温度的限制。40.燃气轮机装置定压加热循环的_增压比_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_孤立_热力系。42.热力系的储存能包括_热力学能、宏观动能、重力位能_。43.已知某双原子气体的气体常数 Rr=260J/(kgk)，则其定值定体质量比热容cv=_650_J/(kgk)。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

6、热力学能的变化量可求出为 u= c v(T2T 1)_。45.定值比热容为 cn的多变过程，初温为 t1,终温为 t2，其熵变量 s=_ c nln 12T。46.水蒸汽的临界压力为_22.12_MPa。47.流体流经管道某处的流速与_当地音速_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_环境温度_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，通常还采取_多级压缩、中间冷却_的措施。50.未饱和湿空气的相对湿度值在 0-1_之间。51. 根据热力系统和外界有无（物质）交换，热力系统可划分为开口系统

7、和闭口系统。 52. 作为工质状态参数的压力应该是工质的（绝对压力）。53. 稳定流动能量方程式为（q=(h 2-h1)+(C22-C12)/2+g(Z2-Z1)+wS）。54. 理想气体的定压比热C P和定容比热C V都仅仅是（温度）的单值函数。55. 氧气O 2的定压比热C P=0.219kcal/kgK,分子量=32.则其定容比热CV=(0.657)kJ/kgK。56. 在P-V图上,经过同一点的定温线和定熵热线相比( 定熵线)较陡。57. 将机械能转变为热能的循环叫做（逆向循环）。58. 卡诺循环是由（两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程）组成的。 59. 水蒸汽定压发生过程所经历的三个

8、阶段分别是（ 预热阶段、汽化阶段、过热阶段）。60. 工质经过一个绝热节流过程后，熵（ 增大 ）二、单项选择题1._过程是可逆过程。( C )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( D )A.p+pv+pa=0 B.p+pap v=0 C.pp ap v=0 D.pap vp=03.闭口系能量方程为( D )A.Q+U+W=0 B.Q+UW=0 C.QU+W=0 D.QUW=04.气体常量 Rr( A )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.

9、与气体种类和状态均无关5.理想气体的 是两个相互独立的状态参数。( C )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,w t=w,此过程的特性为( B )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=( A )A.RrT1ln B.RrT1ln2p2vC.T1S 34 D.T1S 218.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0ss B.sss C.sss9.电厂热力设备中，两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程 内的热力过程可视为定温过程。CA.锅炉 B.汽轮机 C.凝汽器 D.水泵

10、10.可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( B )A. dh=vdp B.dh=vdp C.dh=pdv D.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 )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( B )A.wc增大, v减小 B.w c不变, v减小C.wc不变, v不变 D.w c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 T1、T 2;燃烧室1 24 3TS出口燃气温度为 T3,则其理想循环热效率为(B )A1 B.1 C.1 D.11221 23T32T14饱和湿空

11、气的相对湿度（ B ）A 1 B. =1 C. W D. Wt1，则应采用拉伐尔喷管。 （ ） 21. 作为工质状态参数的压力应该是表压力。（X ） 22. 边界可以是真实存在的，也可以是假想的，还可以是移动的。（ ） 23. 状态方程式PV=mR mT是针对mkg理想气体而言的。（X ） 24. 系统的熵只能增大，不能减小。（X ） 25. 当气流完全被滞止时，焓将增至最大。（ ） 26. 蒸汽在汽轮机中膨胀时，由于有摩阻的存在，乏汽干度X 2会增大。（X ） 27. 稳定流动是指不随时间而变的流动。（ ） 28. 工质一边吸热，一边降温是可能的。（ ） 29. 热量和功是两个很重要的状态参

12、数。（X ） 30. 蒸汽在喷管内动能的增量，总是等于其绝热焓降。（ ） 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?答：它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平衡状态的状态组成的过程。它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损耗。一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。 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?答：1kg 气体:pv=RrT mkg 气体:pV=mRrT1kmol 气体：pVm=RT nkmol 气体：pV=nRTRr 是气体常数与物性有关

13、，R 是摩尔气体常数与物性无关。 3.干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态参数各有何特点?答：干饱和蒸汽：x=1,p=ps t=tsv=v,h=h s=s湿饱和蒸汽：00,01-4： 144141TS且边膨胀边吸热,0uq40gRwTn1-5： 15nk51且uqw 3、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答：不正确。熵增大的过程不一定为不可逆过程，因为熵增大包括熵流和熵产两部分，如果熵流大于 0，而熵产为 0 的可逆过程，上仍然是增大的。（2）熵产 的过程必为不可逆过程。0gS答：正确。熵产是由于热力过程中的不可逆因素导致的，因此当熵产 ，则0gS此过程必定为不可逆过程

14、。4、某循环在 700K 的热源及 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? net12t0kJ410kJWQ方法 1：设为热机循环不可能2140kJ10kJ/K7KrrQTA设为制冷循环： 21J4J/0rr符合克氏不等式，所以是不可逆制冷循环方法 2：设为热机循环 C40K1.2867LhTnet10kJ.71264tWQ图 31Ct不 可 能设为制冷循环 040K1.37ccT2net40kJ.1Qw，所以是不可逆制冷循环可 能 但 不 可 逆七、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 ，进口9.0MPa比焓为 kJ/kg；出口真空表读数为 ，比焓为 kJ/kg ，当时当地34095.06KPa24大气压力为 ，汽轮机对环境放热为 6.3103kJ/h。试求：汽轮机进出98.6KPa口蒸汽的绝对