江苏科技大学
《工程热力学》练习题参照答案
第一单元
一、判断正误并说明原因：
1.给理想气体加热，其热力学能老是增添的。
错。理想气体的热力学能是温度的单值函数，假如理想气体是定温吸热，那么其热力学能不变。
1.丈量容器中气体压力的压力表读数发生变化必定是气体热力状态发生了变
化。
错。压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。所以压力表读数发生变化
能够是气体的发生了变化，也能够是大气压力发生了变化。
2.在张口系统中，当进、出口截面状态参数不变时，而单位时间内流入与流出
的质量相等，单位时间内互换的热量与功量不变，则该系统处在均衡状态。
错。系统处在稳固状态，而均衡状态要求在没有外界影响的前提下，系统在长时间内不发生任何变化。
3.热力系统经过随意可逆过程后，终态 B的比容为 v B大于初态 A 的比容 v A，外
界必定获取了技术功。
错。外界获取的技术功能够是正，、零或负。
4.在朗肯循环基础上推行再热，能够提升循环热效率。
错。在郎肯循环基础上推行再热的主要利处是能够提升乏汽的干度，假如中间压力选的过低，会使热效率降低。
6．水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。
错。因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数，所以水蒸汽的定温过程中，加入的热量其实不是所有用与膨胀做功，还使水蒸汽的热力学能增添。
7．余隙容积是必要的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。
对。余隙容积的存在降低了容积效率，防止了活塞随和门缸头的碰撞，保证了设施
正常运行，设计压气机的时候应尽可能降低余容比。
8．内燃机定容加热理想循环热效率比混淆加热理想循环热效率高。
错。在循环增压比同样吸热量同样的状况下，定容加热理想循环热效率比混淆加
热理想循环热效率高；但是在循环最高压力和最高温度同样时，定容加热理想循环热效率比
混淆加热理想循环热效率低。
9．不行逆过程工质的熵老是增添的，而可逆过程工质的熵老是不变的。
错。熵是状态参数，工质熵的变化量仅与初始和终了状态有关，而与过程可逆不可逆没关。
10．已知湿空气的压力和温度，就能够确立其状态。
错。湿空气是干空气与水蒸汽的混淆物，据状态公义，确立湿空气的状态需要三
个状态参数。
二、简答题：
1.热力学第二定律可否表示为：机械能能完整变换为热能，而热能不可以所有转
换为机械能。
不可以够。机械能能够无条件地转变为热能，热能在必定条件下也可能所有转变为机械能。
2.试画出蒸汽压缩制冷简单循环的 T-s 图，并指出各热力过程以及与过程相对
应的设施名称。
蒸汽压缩制冷简单循环的T-s 图 .1-2 为定熵压缩过程，在压缩机中进行；2-3 为定压冷凝过程，在冷凝器中进行；3-4 是节流降压过程，在节流阀中进行；4-1 为定压蒸发过程，在蒸
发器中进行。T
2
3
4
1
s
3.用蒸汽作循环工质，其放热过程为定温过程，而我们又常说定温吸热和定温
放热最为有益，但是为何蒸汽动力循环反较柴油机循环的热效率低？
q2 T2
t 1 1 观察蒸汽动力循环和柴油机循环的热效率时，依据热效率的定义q1 T
1 知道，
热效率的大小与均匀吸热温度和均匀放热温度有关。均匀吸热温度越高，热效率越高。蒸汽动力循环因为遇到工质和资料的限制，其均匀吸热温度是600℃左右；而柴油机循环的均匀
吸热温度是 1300 ℃左右，所以蒸汽动力循环反较柴油机循环的热效率低。
4.压气机按定温压缩时气体对外放出热量，而按绝热压缩时不向外放热，为什
么定温压缩反较绝热压缩更加经济？
压气机定温压缩与绝热压缩时所需要外界供给的功不同样，而需要外界供给的功等于压缩过
程的技术功，定温压缩的技术功比绝热压缩的技术功小，所以定温压缩反较绝热压缩更加经
济。如 p-v 图所示的压缩过程，能够看出
p
定温压缩的技术功是P1-1-2T-p2-p1 的面积，
2T 2s P2
绝热压缩的技术功是P1-1-2s-p2-p1 的面积。
明显定温压缩的技术功比绝热压缩的技术功小。
三. 计算题：
1.1kg 氧气置于图所示的气缸内，缸壁能充足导热，且活塞与缸壁无摩擦。初
始时氧气压力为、温度为 27℃。假如气缸长度为 2L，活塞质量为 10kg，试计算拔除销钉后，活塞可能达到的最大速度。氧气的比热容
c p0.918kJ /(kg K ) ，， R g0.260kJ /(kg K )
t=27℃p0
t0 =27℃
l销钉
2l
解：
取气缸内的氧气为研究对象。
依据热力学第必定律Q U W 知道，加入系统的热量一部分用于增添系统的热力学
能，一部分用于对外做功。依据题意：活塞假如要达到最大速度，那么氧气膨胀过程中
吸入的热量所有用于对外做功，所以氧气的热力学能不发生变化。因为氧气能够看作理
想气体，而理想气体的热力学能是温度的单值函数，所以氧气膨胀过程为可逆定温膨胀
过程。
设环境温度为 T 0，环境压力为 P0，氧气的质量为 m，活塞的质量为 M ，活塞最大速度为 V max。氧气初始状态的压力为 P1，温度为 T 1，容积为 V 1，氧气膨胀后的容积为 V 2，膨胀过程的膨胀功为 W 。
1
MV max2 W P0 V
2
W R g T1 ln V
1 P
1V1 mR g T1 V V2 V1 V2
V2 2V1 所以有： W R g T1 ln 2 P0 V R g T1 / P1 代入数据：
1 2
R g T1 ln 2 P0 R g T1
260 (273.15 27) (ln 2 0.2)
2 10 V max p1 V
max
2. 空气等熵流经一缩放喷管，入口截面上的压力和温度分别是 、440K ，
出口截面上的压力 p 2 0.14MPa 。已知喷管入口截面面积为
-3
2
2.6 × 10 m ，空气
的质量流量为，试求喷管喉部面积及出口截面的面积和出口流速。空气
的比热容 c p
1.005kJ /(kg K ) ， ， R g 0.287kJ /( kg K )
解：
根 据 题 意 知 道 ， 进 口 参 数 为 p 1 0.58MPa ， T 1 440 K 。 出 口 截 面 上 的 压 力
p 2
0.14 MPa 。喷管入口截面 A 1 面积 × 10-3m 2 ，空气的质量流量
Q 为。
q
A 1
c
f ,1
c
f ,1
125.61(m / s)
v 1
v 1
R g T 1 287 440 0.2177(m 3
/ kg)
p 1
106
T 0
c 2 f ,1
T 1
2c p
k
p 0
p 1 (
T 0
)
k 1
T 1
p cr
2 k
c
( ) k 1
p 0
k 1
p
cr
p 0
0.617 0.32579(MPa )
T 0 (
p cr
k 1
1
T
cr
) k
(0.528) 1. 4
373.2(K )
p 0
v
cr
R g
T
cr
287
0.32876( m 3
/ kg)
p
cr
0.32579 10 6
c
f ,cr
kR g T cr
387.2( m/ s)
喷管喉部面积 A min
Q v cr
1.273 10 3
(m 2
)
c f , cr
p 2
k
1
T 2 T 0 )
k
440 (
( )
p 0
1.4 1
1.4 293.18(K )
v2 R g T2 287
0.60103( m 3 / kg) p2 106
出口流速
c
f ,2 2c p (T0 T2 ) 2 293.18) 557.7(m / s)
A2 Q v2
1.6167 10
3 2
)
出口截面的面积c
f ,2
(m
3. 汽油机定容加热理想循环进气参数为t1 27 C , p1 0.09MPa ，若循环压缩比16 ，定容增压比1.6 。假设工质是空气，比热可取定值，
c p 1.005kJ /(kg K ) ，R g=287 J /(kg K ) ，(1)画出循环p-v图及T-s图；(2)求循环的最高温度和最高压力；(3)计算循环的放热量、循环净功及循环的热效率。
解：
（1） p T
3
3 2
4 4
2 1
1
0 0
v s
V1
16
V2
v1 V1
0.957(
m
3
)
v1 3
) m1 kg
v2 0.0598(m
kg
16
p2 p1 (v
1 ) k p1 k 16 4.365( MPa ) v2
p3
p3 p2 6.984( MPa ) (2)
p2
v3 v2 0.0598(m
3
kg )
T2 p2 v2 106
909.5(K ) Rg 287
T3 p3 v3 10 6
1455.2( K ) Rg 287
T 3 、 p 3 为循环的最高温度和压力 (3)
v 4
v 1 0.957(
m 3
kg )
p 4 ( v 3 ) k
p 4
( v 3 ) k p 3 (
v 2
) k p 3 01.44(MPa )
p 3 v 4
v 4
v 1
T 4
p 4 v 4 10 6
480.17( K )
Rg
287
q 1 C V (T 3
T 2 )
909.5) 391.8( kJ / kg) q 2
C V (T 4 T 1 )
300) 129.36(kJ / kg )
q 2
t
1
q 1
4. 两个质量为 m 的比热容为定值的同样物体，处于同一温度 T ，将两物体作为制冷机的冷、热源，使热从一物体传出并交给另一物体， 其结果是一个物体温度升
高，一个物体温度降低。证明当被冷却物体温度降到 T 0 （ T 0 T ）时所需最小功
2
W min
mc(
T
T 0 2T )
T 0
证明：
要使得整个系统达成这一过程所需功量最小，则一定有一可逆制冷机在此工作，
保证所构成的孤立系统有
S i ,s
所以有
S
i ,s
mc ln
T 0
mc ln
T t 0
获取
T t
T 2 T T 式中 T t 为另一物体在过
T 0
程终了所拥有的温度。
由 于 过 程 中 冷 源 传 出 热 量
Q 2
mc(T
T 0 )
热 源 吸 收 热 量
Q 1 mc(T t T )
所以有
W min
Q
1
Q 2 mc(T t T ) mc(T T 0 )
mc(T t T 0 2T ) T 2 T 0 2T )
mc(
T 0
第二单元
一、判断正误并说明原因：
1、稳固流动热力系必为均衡热力系 ;
错。 稳固状态的系统内部虽有确立的状态参数，但其是靠外界的影响来保持的。 2、技术功是流体的宏观动能，宏观位能及所作出的轴功三者之和定义的
;
对。技术功包含宏观动能，宏观位能及所作出的轴功。 3、物质经历一个定温变化过程此后，其热力学能变化位零 ;
错。 对随意一非理想气体来说， 其热力学能都是內未能内位能与内动能之和， 而温
度仅是内动能的表征。
4、使系统熵增添的过程必定是不行逆过程
;
错。 过程的熵变包含熵产和熵流两部分，
过程可逆与否主要看熵产是大于仍是等于
零。假如某一过程的熵增添，该过程能够是在熵产等于等于零的状况下，熵流大于零。
所以
这句话不正确。
5、在初压不变时，背压愈低，气体经过拉阀尔喷管出口截面上流速和流量都愈大
;
错。 对缩放喷管来说， 当背压降来临界压力时， 气体流速达到音速。若背压持续降
低，气体流量保持不变。
6、 1kg 空气能够由 p1=0.1MPa ， t1=25 ℃被绝热压缩到 p2=0.5MPa ， t2=250 ℃;
对。 由 s c p ln
T 2
R ln
p 2
1.004 ln
273
250
0.287 ln
0.5
T 1
p 1 273 25
7、在增压比同样的状况下，有余隙与无余隙的压气机在压缩 1kg 气体时耗功必同样 ;
对。 在增压比同样的状况下， 有余隙与无余隙的压气机在压缩
1kg 气体时所耗循环
净功相等。
8、物质的气化潜热跟着饱和温度的提升而增大
;
错。 物质的气化潜热跟着饱和温度的提升而减小。 9、逆卡诺循环的冷、热温差越大，则该循环的制冷系数越高 ;
错。 因为温差加大耗功也随之增大，所以说制冷系数不必定提升。
10、当把必定量的气体从同样的初态压缩到同样的终态时，
则可逆定温压缩过程最为省
功.
对。 从 p-v 图中技术功的大小能够看出。
二、简答题：
1. 如下图，理想气体有两个随意过程a —b 及 a —c ， b 、c 在同一条绝热线上，试问
u ab 与 u ac 哪个大？若 b 、 c 在同一条等温线上，结果又怎样？
p
b
a
c
o
v
b 、
c 在同一条绝热线上， u ab 大于 u ac
若 b 、 c 在同一条等温线上，
u ab 等于 u ac
2、在 T-s 图上有两个定压线 p1,p2，试比较 p1,p2 的大小。
T
P1
P2
s P2 小于 p1。假定有必定熵过程
1-2，能够看出
T1 大于 T2，所以系统做出技术功。
3、当工质为定值比热容的空气时，试问可逆定压过程中加入的热量有百分之多少转变为膨胀功？
由 热 力 学 第 一 定 律 第 二 表 达 式 q
dh vdp ， 可 逆 定 压 过 程 中 加 入 的 热 量
q dh cpdt 。由热力学第必定律第一表达式 q du w ，膨胀功 w q du 。将 q dh cpdt
w q du
cpdt cvdt
cv 代入膨胀功的表达式，获取
q
cpdt
1
q
cp
三. 计算题：
1. 如下图， 已知气缸内空气 p 1=2× 10
5
Pa ，弹簧刚度 k=40kN/m ，活塞直径，活塞重
可忽视不计，并且活塞与缸壁间无摩擦。大气压力
p 2=5× 5
10 Pa 。求该过程弹簧的位移及气
Q
体作的膨胀功。
图
. 解：以弹簧为系统，其受力
τ=kL ，弹簧的初始长度为
L 1
1
（ p 1 p 0） A
k
k
(2 1) 105
4
2
40
103
弹簧位移
L ( 1
2 ) / k （ p 1 p 0） A / k
(5 2) 105
4
2
40
103
气体作的膨胀功原则上可利用可用功计算，但此时 p 与 V 的函数关系不便确立，显
然，气体所作的膨胀功 W 应当等于压缩弹簧作的功 W 1加战胜大气阻力作的功 W 2，所以若能求出
W 1与 W 2，则 W 也就能够确立。
2
L 2
1 k ( L 2
2 L 12 )
W 1
1 dL
kLdL
L 1 2
1
40 0.942) 2
2
]
2
W 2
p 0 A L 1 105
2
118401
4
W =W 1+W 2
2. 压气机空气由 P 1=100kP a ，T 1=400K ，定温压缩到终态 P 2=1000kP a ，过程中实质耗费功比可
逆定温压缩耗费轴功多 25%。 求：压缩每 kg 气体的总熵变。
解 ：取压气机为控制体。按可逆定温压缩耗费轴功：
W
SO
RT ln
v 2
RT ln
P 1
400 ln
100
264.3kJ / kg
v 1
P 2
1000
实质耗费轴功：
W S kJ / kg
由张口系统能量方程，忽视动能、位能变化：W S h 1 q h 2
因为理想气体定温过程： h 1=h 2 故： q W S 330.4kJ / kg
孤立系统熵增：
S iso
S sys
S sur
稳态稳流：
S sys 0
S
S
S q
P 1
q
sur
2
R ln
1
T 0
P 2 T 0
0.287 ln 100
0.44kJ / kg k
1000 300
3. 由不变气体源来的压力 p 1 1.5MPa ，温度 T 1
27 o C 的空气，流经一喷管进入压力保 持在 p b
0.6MPa 的某装置中，若流过喷管的流量为
3kg / s ，来流速度可忽视不计，试设
计该喷管？
解 ;
① 求滞止参数
因 c f 1 0，所以初始状态即可以为是滞止状态，则
p 0 p 1 , T 0 T 1
27 273
300K
② 选型
P b p 0
cr
所以，为了负气体在喷管内实现完整膨胀，需选宿放喷管，则
p 2
p b 0.6MPa 。
③ 求临界截面及出口截面参数（状态参数及流速）
p
cr
r cr p 0
( k 1) / k
T
cr
p cr
300K
T 0
p 0
v cr
R g
T
cr
287J /(kg K )
3
/ kg
p
cr
0.792 106 Pa
c
f ,cr
kR g T cr
287J /(kg K )
316.9m / s
或
c
f ,cr
2c p (T 0
T
cr
)
p 2
p b
p 2 (k 1)
/ k
T 2
T 0
p 0
300K
v 2
R g T 2 287J /(kg K )
3
/ kg
p 2
106
Pa
c
10
④ 求临界截面和出口截面面积及渐扩段长度
A cr
q m
v
cr
3
/ kg
c f
,cr
10 4 m 2 2
A 2
q m v 2 3
/ kg
c f 2
10 4 m 2
2
取顶锥角10o C
l
d 2 d min
4 A 2 /
4 A min /
2 tan / 2
2tan / 2
4
10 4 m 2
4 8.576 10 4 m 2
2 tan5
10 2 m
4、内 燃 机 混 合 加 热 循 环 的 p V 及 T S 图 如 下 图 所 示 . 已 知
p 1 97kPa , t 1 28 o C , V 1
2
,压缩比 15，循环最高压力 p 3 6.2MPa ，循环
最高温度 t 4
1320o C ，工质视为空气。试计算：循环各状态点的压力，温度和容积。
解 各状态点的基本状态参数
点 1： p 1
97kPa ， t 1 28 o C ， V 1 3
点 2： V 2
V 1
3
0.0056 m 3
15
k
p 2
p 1 V 1
97kPa
15
4298kPa
V 2
k
1
T 2
T 1 V 1
301K
151. 4 1
V 2
点 3： p 3
6.2MPa ， V 3 V 2
3
T 3 T 2
p 3
106 Pa
p 2
10 3
Pa
点 4：
T 4 (1320 273) K 1593K ， p 4 p 3
V 4
V 3 T 4
3
1593K 3
点 5
k
3
p 5 p 4 V 4
6.2 10 6
Pa
10 3
V 5
3
k
1
3
T 5 T
V 4
1593 K
V 5
3
4
V 5 V 1
3
第三单元
一、判断正误并说明原因：
1.稳固流动能量方程不可以用于有摩擦的状况。
错。用于稳固流动的任何工质、随意过程
2. 在增压比同样的状况下，有余隙与无余隙的压气机在压缩
1kg 气体时耗功必
同样。
对。
3. 迈耶公式合用于全部理想气体。
对。
4. 在同样的温度和压力下，实质气体的比体积必小于按理想气体计算的比体积，即
Z ＜ 1。
错， Z 能够大于、小于、等于 1。
5. 物质经历一个定温变化过程此后，其热力学能变化位零。
错。对随意一非理想气体来说，其热力学能都是內位能与内动能之和，而温度仅是内动能的表征
6. 系统的均衡状态是指系统在无外界影响的条件下，宏观热力性质不随时间而变化的状态。
对。
7．当压力高升，饱和温度也高升了，故饱和蒸汽的比体积将增大。
错，饱和蒸气的比体积减小。
8．工质流体在张口绝热系统中作不行逆稳固流动，则系统熵变大于零。 错，稳固流动，系统的熵不变
。
9．采纳再热和抽气回热和方式，能够提升朗肯循环的热效率。
错，再热循环不必定能提升热效率。
10．任何不行逆过程工质的熵老是增添的， 而任何可逆过程工质的熵老是不变的。
错，上述论点是针对孤立系统而言的，并不是随意的系统。
二、简答题：
1. 试在 T-s 图上表示简单蒸汽动力循环（朗肯循环）,说明构成循环的热力过程并指出在何种设施中进行。
1-2 是定熵膨胀 --- 汽轮机， 2-3 是定压放热 ---冷凝器， 3-4 是定熵压缩 --水泵， 4-1 是定压吸热---锅炉。
2、向充满湿空气的刚性容器内加入等温的干空气，问：水蒸气的分压
力、相对湿度、含湿量以及湿空气比焓和比体积怎样变化？
水蒸气的分压力不变；相对湿度不变；含湿量减小；湿空气比焓减小；比体积减小。
3、有人提出一个循环 1-2-3-1：此中 1-2 是可逆定温吸热过程、 2-3 是可逆绝热过程、3-1 是不行逆绝热过程，如下图，1、2、3 分别为均衡状态，试问循环可否实现，为何？
p
不可以实现，整个循环只有一个换热过程，将热所有变为功，1
S
违犯热力学第二定律。
2
或：用克劳修斯积分不等式来判断。
T
3
v
四. 计算题：
1．1 千克空气在多变过程中吸热400kJ 时，将使其容积增大到本来的 4 倍，压力降低一半，空气，R g kJ / kg K 求此过程中空气的
（ 1）热力学能的变化；（ 2）熵的变化
（ 3）对外所作的技术功；（ 4）在 p-v 和 T-s 图画出该过程
解： c V
R g
0.716kJ / kg K ；k 1
n ln( p2 / p1 ) ln(v1 / v2 )
T2 p2 v2
2 T1 p1v1
（ 1）
n k ( ) 400
q
n
c V T2 T1 T1 T1
1
u c V (T2 T2 ) 1 220.3kJ / kg
（ 2）s c V ln T
2 R
g
ln
v
2 0.894kJ / kg K T1 v1
（ 3）w t n R g (T1 T2 ) 88.3kJ / kg （ 4）见上图
n 1
2．将 100kg、温度为 20℃的水与 200kg 温度为 80℃的水在绝热容器中混淆，求
c 4.187kJ /(kg K )
t 0 20 C 。
解 关于闭嘴系统， W 0 ， Q 0 ，所以 U
0 。设混淆后水的温度为 t,
则有： m 1 c(t t 1 )
m 2 c(t 2 t) ，获取 m 1t 1
m 2 t 2 100
20 200 80 t
m 2
100 60
m 1
200
T 1 (20 273) K 293K ， T 2 (80 273)K 353K ， T
(60 273)K 333K
S
1 2
S 1
S 2 m 1c ln
T
m 2 c ln
T
100 4.187 ln
333
200 4.187 ln
333
4.7392(kJ / K )
T 1
T 2
293
353
绝热过程熵流等于零，由熵方程知，熵产等于熵变，所以火用损失为
I T 0 S g
T 0
S
1 2
1388.6(kJ )
3．压力 p 1
1.5MPa ，温度 T 1
27o C 的空气，流经一喷管进入压力保持在
p b
的 某 装 置 中 ， 若 流 过 喷 管 的 流 量 为 3kg / s ，
R g 0.287kJ / kg K ， c p 1.004kJ / kg K ，求：喷管的形状，出口截面积，
最小截面及出口处的流速。
解 求滞止参数
因 c f 1
，所以初始状态即可以为是滞止状态，则
p 0
p 1 ,
T 0 T 1 27 273 300K
选型
P b p 0
cr
所以，为了负气体在喷管内实现完整膨胀，需选缩放喷管，则 p 2
p b 0.6MPa 。
求临界截面及出口截面参数（状态参数及流速）
p
cr
r cr p 0
( k 1) / k
T cr
p
cr
300K
T 0
p 0
v cr
287J /(kg
3
/ kg
R g T cr
p 106 Pa
c
f ,cr kR
g T cr 287J /(kg K ) 316.9m / s 或 c f ,cr 2c p (T0 T cr )
p2 p b
p 2 (k 1) / k
T 2 T 0
p 0
300K
v2 R g T2 287J /(kg K ) 3
/ kg p2 106 Pa
c f 2 2c p (T0 T2 ) 2 1004J /( kg K ) (300 230.9)K 出口截面面积
A2 q m v2 3 / kg c
f 2
8.889 10 4 m2 2
第四单元
一、判断正误并说明原因：
1.闭嘴热力系统即为定容系统；
错误。闭嘴系统因为与外界没有物质互换，系统内包含的物质质量为一不变的常量，所以闭嘴系统又可称为控制质量系统。
2.工质流体在张口绝热系统中作不行逆稳固流动，则系统熵变大于零；
错。稳固流动系统，系统熵变为零。
3.物质经历一个定温变化过程此后，其热力学能变化为零；
错。对随意一非理想气体来说，其热力学能都是內未能内位能与内动能之和，而温度仅是内动
能的表征。
4.使系统熵增添的过程必定是不行逆过程；
错。过程的熵变包含熵产和熵流两部分，过程可逆与否主要看熵产是大于仍是等于零。如果某一过程的熵增添，该过程能够是在熵产等于等于零的状况下，熵流大于零。所以这句话不正确。
5.绝热节流是等焓过程；
错。是焓不变的过程，但在节流阀邻近，焓值不是确立的值。
6.在同样热源和在同样冷源之间的全部热机，不论采纳什么工质，他们的热效率均相等；
错。应当是全部可逆热机。
7.绝热自由膨胀过程中，工质若为理想气体，则过程熵增大，但气体假如按照范德瓦尔斯方
程，则过程熵变为零；
错误。因为熵是状态参数与过程没关。
8.理想气体的任何绝热过程都可用pv k 常数来描绘其过程；
错误。该式合用于可逆绝热过程。 9.方程 dh
Tds vdp 仅合用于可逆过程；
错误。该方程合用于任何过程。
10.假如饱和液体经历一可逆绝热膨胀过程至一较低的压力，部分液体将蒸发。 正确。当压力 p 降低，对应的饱和温度也降低。
二、简答题：
1、解说一下为何暮秋的清晨会结露？
因为暮秋的清晨温度比较低， 于是该温度对应的水蒸汽的饱和压力降低，
而空气中水蒸汽的
分压力不变，这样就致使空气的相对湿度增添，当其超出
100％时，就会有液体的水出现。
此时空气的温度低于水蒸汽的分压力对应的饱和温度，即露点温度，所以出现露珠。
三、计算题：
1. 某气体可作定比热容理想气体办理。其摩尔质量
M
0.028kg / mol ，摩尔定
压热容 C p 0, m 29.10 J /(mol K ) 为定值。气体从初态 p 1 0.4MPa ，T 1
400K ，
在无摩擦的状况下，经过 n 1.25 的多变过程，膨胀到 p 2 0.1MPa 。试求终态 温度、每千克气体所作的技术功、所汲取的热量及熵的变化。
解：多变过程（ n
1.25 ）
1
）终态温度
T 2 T 1 (
p 2 n 1
0.1MPa ) )
n 400K ( p 1
1.25 1
1.25
R 8.31451 J /(mol K ) 296.95 J /(kg K )
2 ） R g
0.028kg / mol
M
每千克气体所作的技术功为
n
p 2 n 1
1
w
t ,n
) n
0.29695kJ /(kg K ) 400K [1 (
]
n 1
R g T 1[1 ( ] ) 1 .25
p 1 1.25 1
143.8kJ / kg 3
）所汲取的热量
nc V 0
c
p0
n(C
p 0,m
R)
C
p0 ,m
c n
1
M (n
1)
n
8.31451) ( J /(kg K )) 0. 028 (1.25 1)
445.45J /( kg K ) q n
c n (T 2 T 1 )
0.44545kJ /(kg K )
400) K
43.15kJ / kg
4 ）熵的变化
s s 2 s 1
c p 0 ln
T 2
R g ln
p 2
T 1
p 1
29.10J( mol K ) ln 196.96J /(kg K ) ln
0.1MPa
0.028kg / mol 400K
123.50J /( kg K )
2、某正循环可逆热机， 在温度为 30℃的环境和 4000kg 的 0℃的冰间工作， 最后0℃的冰变为 30℃的水， 试求可逆机能对外作的净功为多少？已知冰的溶解热为333kJ/kg （冰在溶解过程中温度不变） ，水的比热。
解：取冰和与之有关的界限作为孤立系统，系统可逆时，热机对外做的功最大。
S
iso
W W max
高温热源为环境，环境放热为负
Q 0 W
Q 2
低温热源的吸热分红冰的溶解和水的加热，此中冰溶解时温度不变
Q 2 m mc T 4000
333 4000 4.1868 30 1.834 10 6 kJ S
iso
S T
S
ice
Q 0
m mc w ln
T 0
T 0
T i
T i
W
max
Q 0 Q 2
105 kJ
T030 o C
Q0
W
Q230 o C
T i0 o C T w
第五单元
一、简答题：
1. 向充满相对湿度为的湿空气的刚性容器内充入干空气，若均衡后容器内温
度不变，则相对湿度、含湿量和水蒸汽分压力怎么变化。
答：由含湿量的定义 d m v知道水蒸汽的质量没有变化，而干空气的质量增添
m a
所以含湿量减小；由水蒸气的状态方程p v V m v R gv T 知道容积和温度水蒸气的质量都没有变化所以水蒸汽分压力不变；相对湿度为不变。
4.试写出三种改良燃气轮机热效率的举措。
答：采纳回热，压气机采纳分级压缩中间冷却，燃气轮机采纳分级膨胀中间再热，提升进入燃气轮机的燃气温度压力等热力参数举措，能够提升燃气轮机的热效
率。
二.计算题：
1.空气进入压气机前的状态为p1 1.0 105 Pa , t1 50 C , V1 3，压
缩过程按多变压缩办理，压缩终了的状态是p2 32.0 105 Pa , V23
求：（ 1）多变指数 n；（ 2）压气机的耗功；（3）压缩终了的温度；（4）压缩过程中传出的热量。设空气的比热容为定值，
R g 0.287kJ /(kg K ) c P 1.004kJ /(kg.K ) 。
解：（ 1）多变指数 n
p 2
V 1
ln p 2
ln
32.0 105
( ) n
n
p 1
1.0 105
p 1 V 2
V 1
ln ln
V 2
（ 2）压气机的耗功
W t
n
( p 1V 1 p 2V 2 ) n 1
[1 105 Pa
3
32 1053 ]
1
103 J
负号表示压气机耗费技术功
（ 3）压缩终了的温度
n 1
(50 273) (
32
105 5
T 2 T 1 (
p 2
) n
) 677.6( K )
p 1
1 10
（ 4）压缩过程中传出的热量
p 1V 1 1 105
10 2
( kg)
m
287
R g T 1
323
QH W t
mc p (T 2
T 1 ) W t
所以 Q 3.552 10 2
10 3 4.128 103 ( J )
2. 某热机工作于 T 1
800K 和 T 2
285K 两个热源之间，吸热量 q 1 600kJ / kg ，
环境温度为 285K ， 若高温热源传热存在 50K 温差，热机绝热膨胀不行逆性引 起熵增，低温热源传热存在 15K 温差，试求这时循环作功量、孤立
系熵增和作功能力损失。
页脚内容1
页脚内容2
1 n c n κ - = - R =，代入上式得 页脚内容3
页脚内容4
页脚内容 6 及内能的变化，并画出p-v 图，比较两种压缩过程功量的大小。（空气： p c =1.004kJ/(kgK)，R=0.287kJ/(kgK)）（20分） 2．某热机在T1=1800K 和T2=450K 的热源间进行卡诺循环，若工质从热源吸热1000KJ ，试计算：（A ）循环的最大功？（B ）如果工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K ，在过程中与低温热源的温差为50K ，则该热量中能转变为多少功？热效率是多少？（C ）如果循环过程中，不仅存在传热温差，并由于摩擦使循环功减小10KJ ，则热机的热效率是多少？（14分） 3．已知气体燃烧产物的cp=1.089kJ/kg ·K 和k=1.36，并以流量m=45kg/s 流经一喷管，进口p1=1bar 、T1=1100K 、c1=1800m/s 。喷管出口气体的压力p2=0.343bar ，喷管的流量系数cd=0.96；喷管效率为 =0.88。求合适的喉部截 面积、喷管出口的截面积和出口温度。（空气：p c =1.004kJ/(kgK)， R=0.287kJ/(kgK)）（20分） 一．是非题（10分） 1、√ 2、√ 3、× 4、× 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×10、√ 二．选择题（10分） 1、B2、C3、B4、B5、A 三．填空题（10分） 1、功W;内能U 2、定温变化过程，定熵变化 3、小，大，0 4、对数曲线，对数曲线 5、 a kpv kRT ==， c M a = 四、名词解释（每题2分，共8分） 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统。 焓：为简化计算，将流动工质传递的总能量中，取决于工质的热力状态的那部分能量，写在一起，引入一新的物理量，称为焓。 热力学第二定律：克劳修斯(Clausius)说法：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。开尔文一浦朗克(Kelvin —Plank)说法：不可能制造只从一个热源取热使之完全变成机械能而不引起其他变化的循环发动机。 相对湿度：湿空气的绝对湿度v ρ与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s ρ的比值， 称为相对湿度?。 五简答题（8分）
工程热力学期末试卷及答案 一．是非题 1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（）2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（） 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（） k1p24．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表 达式为T1p1T2无关。（） k（） 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系 统进行分析，其结果与所取系统的形式 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的 变化是一样的。（） 7．对于过热水蒸气，干度某1（） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流 量将增大，但最多增大到临界流量。（）9．膨胀功、流动功和技术功都 是与过程的路径有关的过程量（）10．已知露点温度td、含湿量d即能 确定湿空气的状态。（）二．选择题（10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ，对外作功100kJ，则（）。（A）（C）违反热力学第一定律；（B）违反热力学第二定律；不违反第一、第 二定律；（D）A和B。
2．压力为10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar的环境中，现将喷管 尾部截去一小段，其流速、流量变化为（）。 （A）流速减小，流量不变（B）流速不变，流量增加（C）流速不变，流量不变（D）流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（）。 （A）（C） 系统的初、终态； （B） 系统所经历的过程； （A）和（B）；（D）系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（）。 （A）全部水变成水蒸汽（B）部分水变成水蒸汽（C）部分或全部水 变成水蒸汽（D）不能确定 5．（）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 准静态过程（D）.没有温差的 三．填空题（10分） 1．理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围 _________2．蒸汽的干度定义为_________。
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 工程热力学复习题 一．判断题 下列各题中，你认为正确的请在括号内划（ ），不正确或不全面的请在括号内划（）。 1． 在确定的两态之间，理想气体的熵差计算公式为 s= c p ln 12T T –Rln 1 2v v （ ） 2． 使系统熵增大的过程一定是不可逆过程。 （ ） 3． 可逆循环的热效率不可能等于1。 （ ） 4． 制冷系数有可能大于1。 （ ） 5． 卡诺循环的热效率总比任意实际循环的热效率要高。 （ ） 6． 一热力系经历一个不可逆过程，其熵有可能减少。 （ ） 7． 等容过程加热量的计算式可以适用于任意气体。 （ ） 8． 对于喷管来说，其背压降得愈低，则其出口流量将愈大。 （ ） 9． 不可逆过程中，工质的熵减少了，则工质的焓也必减少。 （ ） 10． 不可逆过程就是不能反方向进行的过程。 （ ） 11． 不可逆过程的前后状态参数变化无法计算。
（） 12．绝热过程一定是定熵过程。 （） 二．判断题（每题4分，共20分） 1.一个气球在阳光下被晒热，里面的空气进行的经历吸热、压力升高和膨胀的过程，其过程指数为（） ①1 《工程热力学》期末复习题库及答案 第一章 1．把热量转化为功的媒介物称为D A．功源 B．热源 C．质源 D．工质 4．工质必须具有良好的膨胀性和流动性，常用工质有A A．燃气 B．润滑油 C．水 D．天然气 5．工质必须具有良好的膨胀性和流动性，常用工质有 A A．氟里昂气 B．润滑油 C．水 D．天然气 7．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 8．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 9．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 10．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+C 13．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 16．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 20．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 24．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 29．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．0．5 30．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．0．2 31．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．-0．2 江苏科技大学 《工程热力学》练习题参照答案 第一单元 一、判断正误并说明原因： 1.给理想气体加热，其热力学能老是增添的。 错。理想气体的热力学能是温度的单值函数，假如理想气体是定温吸热，那么其热力学能不变。 1.丈量容器中气体压力的压力表读数发生变化必定是气体热力状态发生了变 化。 错。压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。所以压力表读数发生变化 能够是气体的发生了变化，也能够是大气压力发生了变化。 2.在张口系统中，当进、出口截面状态参数不变时，而单位时间内流入与流出 的质量相等，单位时间内互换的热量与功量不变，则该系统处在均衡状态。 错。系统处在稳固状态，而均衡状态要求在没有外界影响的前提下，系统在长时间内不发生任何变化。 3.热力系统经过随意可逆过程后，终态 B的比容为 v B大于初态 A 的比容 v A，外 界必定获取了技术功。 错。外界获取的技术功能够是正，、零或负。 4.在朗肯循环基础上推行再热，能够提升循环热效率。 错。在郎肯循环基础上推行再热的主要利处是能够提升乏汽的干度，假如中间压力选的过低，会使热效率降低。 6．水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。 错。因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数，所以水蒸汽的定温过程中，加入的热量其实不是所有用与膨胀做功，还使水蒸汽的热力学能增添。 7．余隙容积是必要的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。 对。余隙容积的存在降低了容积效率，防止了活塞随和门缸头的碰撞，保证了设施 正常运行，设计压气机的时候应尽可能降低余容比。 8．内燃机定容加热理想循环热效率比混淆加热理想循环热效率高。 错。在循环增压比同样吸热量同样的状况下，定容加热理想循环热效率比混淆加 热理想循环热效率高；但是在循环最高压力和最高温度同样时，定容加热理想循环热效率比 混淆加热理想循环热效率低。 9．不行逆过程工质的熵老是增添的，而可逆过程工质的熵老是不变的。 错。熵是状态参数，工质熵的变化量仅与初始和终了状态有关，而与过程可逆不可逆没关。 10．已知湿空气的压力和温度，就能够确立其状态。 错。湿空气是干空气与水蒸汽的混淆物，据状态公义，确立湿空气的状态需要三 一、判断题： 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c d t适用理想气体的任何过程。v4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5．在T—S图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 d q c c d为一过程量；9. 根据比热容的定义式，可知理想气体的pT10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道内作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 17．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。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20．热力学恒等式du=Tds-pdv与过程可逆与否无关。 21．当热源和冷源温度一定，热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变，所以焓的变ΔT=0。Δh=c化量p=∫cdT仅适用于理想气体，不能用于实际气体。23．定压过程的换热量q pp图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。v－p．在24． 25. 压缩过程耗功是体积膨胀功，压气机耗功是技术功； 26．供热量一定，用电炉取暖与用热泵式空气取暖耗电量一样多。 27．渐缩喷管出口截面参数不变，背压提高，则喷管流量下降。 28．工质在变截面管道内流动，管道的最小截面即为临界截面。 29．对于渐放型喷管，当进口流速为亚音速时，可是气流压力升高。 30.对于未饱和空气，干球温度≥湿球温度≥露点温度。 31．湿空气的相对湿度愈大，则其水蒸气分压力愈大。 32. 相对湿度越大则空气的含湿量越高； 33．已知湿蒸汽的压力与温度就可以确定湿蒸汽的状态。 34．滞止参数是工质经定熵滞止后得到的状态参数。 35．露点温度等于空气中水蒸气分压力对应的饱和温度。 二、图示题： 江苏科技大学 《工程热力学》练习题参考答案 第一单元 一、判断正误并说明理由： 1.给理想气体加热，其热力学能总是增加的。 错。理想气体的热力学能是温度的单值函数，如果理想气体是定温吸热，那么其热力学能不变。 1.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变化。 错。压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。所以压力表读数发生变化可以是气体的发生了变化，也可以是大气压力发生了变化。 2.在开口系统中，当进、出口截面状态参数不变时，而单位时间内流入与流出的质量相 等，单位时间内交换的热量与功量不变，则该系统处在平衡状态。 错。系统处在稳定状态，而平衡状态要求在没有外界影响的前提下，系统在长时间内不发生任何变化。 3.热力系统经过任意可逆过程后，终态B的比容为v B大于初态A的比容v A，外界一定获 得了技术功。 错。外界获得的技术功可以是正，、零或负。 4.在朗肯循环基础上实行再热，可以提高循环热效率。 错。在郎肯循环基础上实行再热的主要好处是可以提高乏汽的干度，如果中间压力选的过低，会使热效率降低。 6．水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。 错。因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数，所以水蒸汽的定温过程中，加入的热量并不是全部用与膨胀做功，还使水蒸汽的热力学能增加。 7．余隙容积是必需的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。 对。余隙容积的存在降低了容积效率，避免了活塞和气门缸头的碰撞，保证了设备正常运转，设计压气机的时候应尽可能降低余容比。 8．内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高。 错。在循环增压比相同吸热量相同的情况下，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高；但是在循环最高压力和最高温度相同时，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率低。 9．不可逆过程工质的熵总是增加的，而可逆过程工质的熵总是不变的。 错。熵是状态参数，工质熵的变化量仅与初始和终了状态相关，而与过程可逆不可逆无关。 10．已知湿空气的压力和温度，就可以确定其状态。 错。湿空气是干空气与水蒸汽的混合物，据状态公理，确定湿空气的状态需要三个状态参数。 二、简答题： 即或 3、实际功量617.6kJ/kg,理想功量kJ/kg, 4、功量：1562.5kJ,排放给冷源的热量937.5kJ,3.125kJ/K 一．是非题（10分） 1．力场作用，宏观热力性质 不随时间而变化的状态。（） 2．不管过程是否可逆，终态的焓差。 （） 3．工质经历一可逆循环，其∮ds=0，其∮ds ＞0。（） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，达式为k k p p T T 11212-??? ? ??= （） 5．对一渐放型喷管，当进口流速为超音速时，（） 6．对于过热水蒸气，干度1>x （） 7．在研究热力系统能量平衡时，存在下sur sys E E +=恒量， △sys sur 89101（（2（A ） pdv 1 2 ?（B ）d pv ()1 2 ?（C ）pdu 1 2 ?＋p 1v 1 －3．多级（共Z 级）压气机压力比的分配原则应是（A ）βi=（PZ+1+P1）/Z （B ）βi=（PZ+1/P1）（C ）βi=PZ+1/P1（D ）βi=（PZ+1/P1）/Z 4．工质熵减少的过程_________ （A ）不能进行（B ）可以进行 （C ）必须伴随自发过程才能进行 5．闭口系统功的计算式W=U1－U2_________ 适用于可逆与不可逆的绝热过程。 只适用于绝热自由膨胀过程。 只适用于理想气体的绝热过程。 只适用于可逆绝热过程。 三．填空题（10分） 1．理想气体多变指数n=1，系统与外界传热量 使其 （B ） 。；） 2 3 4 5 1 达 1.67/ kJ k ?，因此该过程是可以实现的。2的温度线，与相对湿度线点沿等焓线与温度值为t 1 可 1 V 据 2 V 即 p ： kJ ：3， 。 __________，在高温时较__________，在临界温度_________ _________ 8分） d t 、wet t 温度，试用H —d 图定性的162℃降至 p c 和v p -图和s T -图上（图上先画出4个基p1=，t1=370℃,汽轮机出口蒸汽参数为t0=20℃,试求：汽轮机的实际功量、理想功量、相对20kg/s 的压缩空气，已知压气机进口状态。（已知：空气p c =(kgK)，气体常数R=(kgK)）。（15分） t1=527℃、T2=27℃,循环吸热量Q1=2500KJ ，试(10分) ×8、√9、×10、× 湿蒸汽的总质量 4、1 n v n c c n κ -= - 5、βi =（P Z+1/P 1）1/Z 四、名词解释（每题2分，共8分） 卡诺定理：1．所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切可逆循环，其热效率都相等，与采用哪种工质无关。2．在同温热源与同温冷源之间的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。 理想气体：气体分子本身所具有的体积与其所活动的空间相比非常小，分子本身的体积可以忽略，而分子间平均距离很大，分子间相互吸引力小到可以忽略不计时，这种状态的气体便基本符合理想气体模型。 水蒸气的汽化潜热：将1kg 饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所需的热量。 相对湿度：湿空气的绝对湿度v ρ与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s ρ的比值， 称为相对湿度?。 五简答题（8分） 1、证明：据能量方程： 由于pv T R = ，代入上式得 即 或 整理得出 上式即为绝热过程方程式。 2、答：在h —d 图上，沿温度值为wet t 的温度线，与相对 湿度线 100%?=交于一点a ，从a 点沿等焓线与温度 值为t 的温度线交于一点b ，b 点几位室内空气状态参数。如右图所示。 六．计算题（共54分） 1、p c =（kgK ）和V c =（kgK ） 2、背压为，出口流速s 3、实际功量kg,理想功量kJ/kg,相对内效率 4、功量：,排放给冷源的热量,冷源熵的增加K 一．是非题（10分） 1．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。（） 2．不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。 （） 3．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。（） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??= （） 5．对一渐放型喷管，当进口流速为超音速时，可做扩压管使用。（） 6．对于过热水蒸气，干度1>x （） 7．在研究热力系统能量平衡时，存在下列关系式： sur sys E E +=恒量， △S sys +△S sur =恒量。（） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多 增大到临界流量。（） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程路径有关的过程量（） 一．是非题 1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（ ） 2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（ ） 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??= （ ） 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。 （ ） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。 （ ） 7．对于过热水蒸气，干度1>x （ ） % 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。（ ） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 （ ） 10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。 （ ） 二．选择题 （10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则（ ）。 （A ） 违反热力学第一定律； （B ） 违反热力学第二定律； （C ） 不违反第一、第二定律；（D ） A 和B 。 2．压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为（ ）。 （A ） 【 （B ） 流速减小，流量不变 （B ）流速不变，流量增加 （C ） 流速不变，流量不变 （D ） 流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（ ）。 （A ） 系统的初、终态； （B ） 系统所经历的过程； （C ） （A ）和（B ）； （ D ） 系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（ ）。 （A ）全部水变成水蒸汽 （B ）部分水变成水蒸汽 （C ）部分或全部水变成水蒸汽 （D ）不能确定 > 5．（ ）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 ）.没有摩擦的准静态过程 （D ）.没有温差的 三．填空题 （10分） 中北大学 《工程热力学》 期末题 笔记：目标院校目标专业本科生笔记或者辅导班笔记 讲义：目标院校目标专业本科教学课件 期末题：目标院校目标专业本科期末测试题2-3套 模拟题：目标院校目标专业考研专业课模拟测试题2套 复习题：目标院校目标专业考研专业课导师复习题 真题：目标院校目标专业历年考试真题，本项为赠送项，未公布的不送！ 中北大学 工程热力学 试题（A ）卷（闭卷） 2013--2014学年第 一 学期 学号： 姓名： 一、单项选择题（本大题共15小题，每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共15分） 1、压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部 截去一段，其流速、流量变化为。 【 】 A.流速减小，流量不变 B.流速不变，流量增加 C.流速不变，流量不变 D.流速减小，流量增大 2、某制冷机在热源T 1= 300K ，及冷源T 2= 250K 之间工作，其制冷量为1000 KJ ，消耗功为250 KJ ，此制冷机是 【 】 A.可逆的 B.不可逆的 C.不可能的 D.可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为 【 】 A. U B. U pV + C. 2/2f U mc mgz ++ D. 2 /2f U pV mc mgz +++ 4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ∆=-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 5、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【】过程。 【 】 A.可逆绝热压缩 B.不可逆绝热压缩 C.边压缩边吸热 D.边压缩边放热 6、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 7、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 ＞0 B.Q=0，△U ＞0，W ＞0 C.Q ＞0，△U ＞0，W=0 D.Q=0，△U=0，W=0 8、未饱和空气具有下列关系 【 】 工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =⎪⎭⎫ ⎝ ⎛++- ⨯=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1 4. 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。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ∆=∆+∆+∆+∆W 1212 00ISO Q Q S T T -∆= +++R 0S ∆=iso 0 S ∆= 5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量方程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。 答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分） 证明：T T w q T T T R ∆==-= 2 2212ε，当 2q 不变，T ∆↑时，↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分） 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ，若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。 25541--科目名《工程热力学》西安交通大学期末考试题集 单选题： （1）1 A.A B.B C.C D.D 正确答案：D （2）理想气体绝热过程中，工质的熵的变化量（）。 A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.大于等于零 正确答案：D （3）工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数n满足（） A.0n1 B.1nr C.nr D.n=±∞ 正确答案：A （4）相同温度的热源和冷源之间一切可逆循环的热效率（） A.必定相等，且与工质种类有关 B.必定相等，且与工质种类无关 C.必定不相等，且与工质种类无关 D.必定不相等，且与工质种类有关 正确答案：B （5）纯物质绝热节流后温度的变化取决于（）。 A.压力的大小 B.温度的大小 C.焓值的大小 D.焦-汤系数μJ的正负 正确答案：D （6）在T-s图上，任意一个逆向循环其（） A.吸热大于放热 B.吸热等于放热 C.吸热小于放热 D.吸热和放热关系不定 正确答案：C （7）迈耶公式cp-cv=Rg（） A.仅适用于理想气体，定比热容 B.适用于任意气体，但要求定比热容 C.适用于理想气体，是否定比热容不限 D.适用于任意气体 正确答案：C （8）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 正确答案：A （9）活塞式压气机的余隙容积增大使（） A.wc增大,ηv减小 B.wc不变,ηv减小 C.wc不变,ηv不变 D.wc减小,ηv减小 正确答案：B （10）稳态稳流装置中工质流体按不可逆绝热变化，系统对外作功10kJ，则此开口系统的熵（） A.增加 B.减少 C.不变 D.不能确定 正确答案：C （11）工质经不可逆过程后，其熵变△S12（） A.大于0 B.等于0 C.小于0 D.不定 正确答案：D （12）控制容积系统是指（） A.闭口系统 B.开口系统 C.绝热系统 D.孤立系统 正确答案：B （13）以下属于二次能源的是（） A.太阳 B.风车 C.水车 （建筑工程管理）工程热力学期末试卷及答案 壹．是非题 1．俩种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（） 2．闭口系统进行壹放热过程，其熵壹定减少（） 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度和压力的表达式为（） 5．对所研究的各种热力现象都能够按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果和所取系统的形式无关。（） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆和不可逆过程，则工质熵的变化是壹样的。（）7．对于过热水蒸气，干度（） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数壹定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。（） 9．膨胀功、流动功和技术功都是和过程的路径有关的过程量（） 10．已知露点温度、含湿量即能确定湿空气的状态。（） 二．选择题（10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ，对外作功100kJ，则（）。 （A）违反热力学第壹定律；（B）违反热力学第二定律； （C）不违反第壹、第二定律；（D）A和B。 2．压力为10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar的环境中，现将喷管尾部截去壹小段，其流速、流量变化为（）。 流速减小，流量不变（B）流速不变，流量增加 流速不变，流量不变（D）流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中和外界传递的热量，其数值大小取决于（）。 （A）系统的初、终态；（B）系统所经历的过程； （C）（A）和（B）；（D）系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（）。 （A）全部水变成水蒸汽（B）部分水变成水蒸汽 （C）部分或全部水变成水蒸汽（D）不能确定 5．（）过程是可逆过程。 （A）.能够从终态回复到初态的（B）.没有摩擦的 （C）.没有摩擦的准静态过程（D）.没有温差的 三．填空题（10分） 1．理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围_________ 2．蒸汽的干度定义为_________。 3．水蒸汽的汽化潜热在低温时较__________，在高温时较__________，在临界温度为__________。 4．理想气体的多变比热公式为_________ 5．采用Z级冷却的压气机，其最佳压力比公式为_________ 四、名词解释（每题2分，共8分） 1．卡诺定理： 2．．理想气体 3．水蒸气的汽化潜热 5．含湿量 五简答题（8分） 1.证明绝热过程方程式 2.已知房间内湿空气的、温度，试用H—d图定性的确定湿空气状态。 1 / 6 工程热力学期末试卷及答案 1．两种湿空气的相对湿度相等；则吸收水蒸汽的能力也相等。（） 2．闭口系统进行一放热过程；其熵一定减少（） 3．容器中气体的压力不变；则压力表的读数也绝对不会改变。（） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀；则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 1 1212-⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=（） 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析；其 结果与所取系统的形式无关。（） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程；则工质熵的变化是一样的。（） 7．对于过热水蒸气；干度1>x （） 8．对于渐缩喷管；若气流的初参数一定；那么随着背压的降低；流量将增大；但最多增大到临界流量。（） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量（） 10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。（） 二．选择题（10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ ；对外作功100kJ ；则（）。 （A ）违反热力学第一定律；（B ）违反热力学第二定律； （C ）不违反第一、第二定律；（D ）A 和B 。 2．压力为10bar 的气体通过渐缩喷管流入1bar 的环境中；现将喷管尾部截去一小段；其流速、流量变化为（）。 A 流速减小；流量不变（ B ）流速不变；流量增加 C 流速不变；流量不变（ D ）流速减小；流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量；其数值大小取决于（）。 （A ）系统的初、终态；（B ）系统所经历的过程； （C ）（A ）和（B ）；（D ）系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后；其结果只能是（）。 （A ）全部水变成水蒸汽（B ）部分水变成水蒸汽 （C ）部分或全部水变成水蒸汽（D ）不能确定 5．（）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 ）.没有摩擦的准静态过程（D ）.没有温差的 三．填空题（10分） 1．理想气体多变过程中；工质放热压缩升温的多变指数的范围_________ 2．蒸汽的干度定义为_________。 3．水蒸汽的汽化潜热在低温时较__________；在高温时较__________；在临界温度为__________。 4．理想气体的多变比热公式为_________ 5．采用Z 级冷却的压气机；其最佳压力比公式为_________ 四、名词解释（每题2分；共8分） 1．卡诺定理： 2．．理想气体 3．水蒸气的汽化潜热 5．含湿量 五简答题（8分） 1.证明绝热过程方程式 2.已知房间内湿空气的d t 、wet t 温度；试用H —d 图定性的确定湿空气状态。 六．计算题（共54分） 1．质量为2kg 的某理想气体；在可逆多变过程中；压力从0.5MPa 降至0.1MPa ；温度从162℃降至27℃；作出膨胀功267kJ ；从外界吸收热量66.8kJ 。试求该理想气体 的定值比热容p c 和V c [kJ/(kg ·K)]；并将此多变过程表示在v p -图和s T -图上 （图上先画出4个基本热力过程线）。（14分） 2．某蒸汽动力循环。汽轮机进口蒸汽参数为p1=13.5bar ；t1=370℃,汽轮机出口蒸汽参数为p2=0.08bar 的干饱和蒸汽；设环境温度t0=20℃,试求：汽轮机的实际功量、理想功量、相对内效率（15分） 3．压气机产生压力为6bar ；流量为20kg/s 的压缩空气；已知压气机进口状态1p =1bar ；1t =20℃；如为不可逆绝热压缩；实际消耗功是理论轴功的1.15倍；求 压气机出口温度2t 及实际消耗功率P 。（已知：空气p c =1.004kJ/(kgK)；气体常数 R=0.287kJ/(kgK)）。（15分） 4．一卡诺循环；已知两热源的温度t1=527℃、T2=27℃,循环吸热量Q1=2500KJ ；试 工程热力学期末试卷及答案 一?是非题 1 ?两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（） 2 .闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（） 3 ?容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。 （） 4. 理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为（A ）.可以从终态回复到初态的（B ）.没有摩擦的 （C ） ?没有摩擦的准静态过程（ D ） ?没有温差的 1 .理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围_______________ 2. __________________________ 蒸汽的干度定义为 3 .水蒸汽的汽化潜热在低温时较____________ 在高温时较__________ 在临界温度为 5. 对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、 开口系统或孤立系统进行分析， 其 4. 理想气体的多变比热公式为 ___________ 5. 采用Z 级冷却的压气机，其最佳压力比公式为 _____________ 四、名词解释（每题 2分，共8分） 1 .卡诺定理： 2 ..理想气体 3 ?水蒸气的汽化潜热 5 .含湿量五简答题（8分） t t 1. 证明绝热过程方程式 2.已知房间内湿空气的t d 、 t wet 温度，试用H — d 图定性的确定湿空气状态。 六.计算题（共54分） 2 .质量为2kg 的某理想气体，在可逆多变过程中，压力从0.5MPa 降至0.1MPa ，温度从162 'C 降至&7C ，作出膨胀功267kJ ，从外界吸收热量66.8kJ 。 试求该理想气体的定值比热容 p 和°V [kJ/（kg K ）]，并将此多 一判断题 1.均匀则一定平衡。反之平衡也一定均匀；（×） 2.稳定状态一定是平衡状态；（×） 3.判断一个热力过程是否可逆的条件是准平衡过程且无耗散效应；（√） 4.焓只有在流动工质中才存在；（×） 5.对于定压过程热力学第一定律的表达式可写为h =；（√） q∆ 6.闭口热力系吸收一定热量后，其熵一定增大；（√） 7.用压力表可以直接读出绝对压力值；（×） 8.自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程；（×） 9.⎰=v pd w可用于准平衡过程求功量；（×） 10.热力系没有通过边界与外界交换能量，系统的热力状态也可能变化；（×） 11.初、终态相同的热力过程，不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵变；（×） 12.任意可逆循环的热效率都是ηt=1-T2/T1；（×） 13.经不可逆循环，系统和外界均无法完全恢复原态；（×） 14.理想气体的C p,C v值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关；（×） 15.气体的比热可以从-∞变化到+∞的任何值；（×） 16.理想气体的比热容与工质、温度和过程有关；（√） 17.理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了；（×） 18.理想气体的的焓只和温度有关，是状态参数，而实际气体的焓不是状态参数；（×） 19.工质稳定流经热力设备时，所做的技术功等于膨胀功减去流动功；（√） 20.多变过程即任意过程；（×） 21.工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数n满足0《工程热力学》期末复习题库及答案
(完整版)工程热力学期末复习题答案
工程热力学期末复习题1答案
工程热力学期末复习题答案
(完整word版)工程热力学期末试卷及答案
工程热力学期末试卷及答案
工程热力学期末试卷及答案
工程热力学 期末试题 答案
大学工程热力学期末试题及答案
【期末高分题集】[西安交通大学]《工程热力学》考核必备75
(建筑工程管理)工程热力学期末试卷及答案
工程热力学期末试卷及答案
工程热力学期末试卷及答案
工程热力学本科生期末复习题答案
相关主题
文本预览