工程热力学复习知识点
一、知识点
基本概念的理解和应用（约占40%），基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占60%）。
1. 基本概念
掌握和理解：热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。热力系的分类：开口系，闭口系，孤立系统)。
掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。制冷循环和热泵循环的概念区别。
理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结合）。
2. 热力学第一定律
掌握和理解：热力学第一定律的实质。
理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。
理解并掌握：焓、技术功及几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。
3. 热力学第二定律
掌握和理解：可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。
掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文
表述等）。卡诺循环和卡诺定理。
掌握和理解：熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。
理解并会分析：熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。温-熵图的分析及应用。
理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。
4. 理想气体的热力性质
熟悉和了解：理想气体模型。
理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体的比热。
理解并会计算：理想气体的内能、焓、熵及其计算。理想气体可逆过程中，定容过程，定压过程，定温过程和定熵过程的过程特点，过程功，技术功和热量计算。
5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题
理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。
理解并掌握：绝热节流的现象及特点
6. 蒸汽动力循环
理解计算：蒸气动力装置流程、朗肯循环热力计算及其效率分析。能够在T-S图上表示出过程，提高蒸汽动力装置循环热效率的各种途径（包括改变初蒸汽参数和降低背压、再热和回热循环）。
7、制冷与热泵循环
理解、掌握并会计算：空气压缩制冷循环，蒸汽压缩制冷循环的热力计算及制冷系数分析。能够在T-S图上表示出过程，提高制冷系数和热泵系数的途径，分析热泵循环和制冷循环的区别和联系。
二、典型题解
概念题：
1、过热蒸汽的温度是否一定很高？未饱和水的温度是否一定很低？答：过热蒸汽、未饱和水是这样定义的，当蒸汽的温度高于其压力对应的饱和温度时称作过热蒸汽，其压力下t > ts ；当温度低于其压力对应的饱和温度t < ts 时，则工质的相态一定是液态，则称其为未饱和水。因此，过热蒸汽不一定温度很高，未饱和水未必温度很低，它们都是相对于其环境压力所对应的饱和温度而言的状态。
2、在h－s图上，能否标出下列水和蒸汽的状态点？（1）焓为h1的未饱和水；（2）焓为h2的饱和水；（3）参数为p1、t1的湿蒸汽；（4）压力为p的干蒸汽；（5）水、汽性质相同的状态。
3、填空
4、判断下列过程中那些是可逆的；不可逆的；可以是可逆的。并扼要说明不可逆原因。
（1）对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发。
（2）对刚性容器内的水作功，使其在恒温下蒸发。
（3）对刚性容器中的空气缓慢加热，使其从50℃升温到100℃解：（1）可以是可逆过程，也可以是不可逆过程，取决于热源温度与温是否相等。水若两者不等，则存在外部的传热不可逆因素，便是不可逆过程。
（2）对刚性容器的水作功，只可能是搅拌功，伴有摩擦扰动，因而有内不可逆因素，是不可逆过程。
（3）可以是可逆的，也可以是不可逆的，取决于热源温度与空气温度是否随时相等或保持无限小的温差。
5、绝热容器内有一定气体，外界通过容器内的叶轮向气体加入w kJ 的功。若气体视为理想气体，试分析气体内能的内能，焓，温度，熵如何变化？
答：根据热力学第一定律，外界所做的功全部转化成为内能的增量，因而内能，焓，温度均增加；该过程不可逆，熵也增加。
6、对与有活塞的封闭系统，下列说法是否正确?
1) 气体吸热后一定膨胀，内能一定增加。
答：根据热力学第一定律，气体吸热可能使内能增加，也可能对外做功，或者两者同时进行；关键是吸热量能否完全转变为功，由于气体的定温膨胀过程可使得吸收的热量完全转化为功，内能不增加，所以说法错误。
2）气体膨胀时一定对外做功。
答：一般情况下，气体膨胀时候要对外做功，但当气体向真空中膨胀时候，由于外力为零，所以功也为零。
3）气体对外做功，内能一定减少。
答：根据热力学第一定律，在定温条件下，气体可以吸收热量并全部转化为功，从而保持内能不变。
7、焓的物理意义是什么？
答：焓的定义式:焓=内能+流动功H=U+pV
焓的物理意义：
1. 对流动工质（开口系统）工质流动时与外界传递与其热力状态有关的总能量。
2. 对不流动工质（闭口系统）仍然存在但仅是一个复合的状态参数。
8、熵的物理含义？
答：定义：熵 可逆过程
物理意义：熵的变化反应可逆过程热交换的方向和大小。系统可
逆的从外界吸热，系统熵增加；系统可逆的向外界放热，系统熵减少；
可逆绝热过程，系统熵不变。
9、判断下列说法对吗？系统吸热，其熵一定增大；系统放热，其熵
一定减小。
答：熵变=熵流+熵产，所以，前半句对，后半句错误。
10、孤立系熵增原理是什么？怎么应用？
答：孤立系统熵增原理：孤立系统内所进行的一切实际过程（不可逆
过程）都朝着使系统熵增加的方向进行；在极限情况下（可逆过程），
系统的熵维持不变；任何使系统熵减小的过程是不肯能。即过程进行
到某一阶段，再不能使熵增大了，也就是系统的熵值达到了最大值，
就是过程进行的限度。
等号适用于可逆过程，大于号适用于不可逆过程。表明孤立系统的熵
变化只取决于系统内各过程的不可逆程度。
注意：如果涉及环境温度，由于环境是一个很大的热源，无论它吸收
或者放出多少热量，都认为环境温度是不变的。
11、讨论使热由低温热源传向高温热源的过程能否实现？
≥=+=g g f iso dS dS dS dS )(T Q dS δ=
12、下列说法正确的在括号内划“√”，不正确划“×”。
（×）定质量系统一定是闭口系统。
（×）闭口系统不作膨胀功的过程必是等容过程。
（√）理想气体任何过程的内能变量总以Δu=∫12 c v dT进行计算。（√） dh= c p dT只适用于理想气体、任何过程。
（×）闭口系统发生放热过程，系统的熵必减少。
（×）知道了温度和压力两个参数值，就可以确定水蒸气的状态。（×）一切可逆机的热效率均相等。
（×）熵增可用来度量过程的不可逆性，所以熵增加的过程必是不可逆过程，
（√）某理想气体经历了一个内能不变的热力过程，则该过程中工质的焓变也为零。
（×）容器中气体的压力没有变化，则安装在容器上的压力表读数也
不变。
（×）水蒸气的定温过程中，能满足 q = w的关系式。
（√）在临界点上，饱和液体的焓一定等于干饱和蒸汽的焓。
（×）只要存在不可逆性就有熵产，故工质完成一个不可逆热力循环，其熵变必大于零。
（√）理想气体在 T ? s 图上，其定温线就是定焓线。
（×）绝热过程必为定熵过程。
（×）公式 q = Δu + w 仅适用于闭口热力系统。
（√）闭口绝热系统的熵不可能减少。
（×）一切不可逆热机的热效率总比可逆热机的小。
（√）在一刚性容器中，理想气体绝热自由膨胀后，其温度不变。（×）在简单朗肯循环的基础上采用再热的方法一定能提高循环热效率。
（×）制冷系数永远大于1，而制热系数可以大于1也可以小于1。（×）供热量一定，用电炉取暖与用热泵式空调取暖耗电量一样多。（×）从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为汽化过程温度未变，所以焓的变化量。
（×）若容器中气体的绝对压力保持不变，压力表上的读数就不会改变。
（×）湿饱和蒸汽的焓等于饱和水的焓加上干度乘以汽化过程中饱和水变成干饱蒸汽所吸收的热量。
（×）理想气体经历一可逆定温过程，由于温度不变，则工质不可能与外界交换热量。
13、在绝热良好的房间内，有一台设备完好的冰箱在工作，在炎热的夏天打开冰箱，人会感到凉爽，问室内温度是否会越来越低？请用热力学原理加以解释。
答：一开始，人会感到凉爽，这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内，而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能，故空气温度降低，人感到凉爽。
随着时间的进行，冰箱输入功率转化的热越来越多地进入房间空气中，空气的温度逐步回升。这样，房间内的温度不会越来越低。
14、选择题
Pdv时则此过程是( A )
（1）、一热力学过程,其w= ，
A. 不可逆过程.
B.任意过程．
Ｃ．可逆过程．Ｄ.定压过程．
（2）、对于某理想气体，当温度变化时（C p-C v）是（ B ）的.
A．变化B．不变化
Ｃ.不能确定
（3）、在两个恒温热源间工作的热机Ａ、B均进行可逆循环,A机的工质为理想气体,B 机是水蒸汽,则热效率ηA和ηB( A )
A.相等
B. ηA>ηB
C. ηA<ηB
D.不能确定.
（4）、在闭口绝热系中进行的一切过程,必定使系统的熵( D )
A 增大.
B 减少.
C. 不变
D. 不能确定
（5）、在房间内温度与环境温度一定的条件下,冬天用热泵取暖和用电炉取暖相比,从热力学观点看( A )
A.热泵取暖合理.
B.电炉取暖合理.
C.二者效果一样.
D.不能确定.
（6）、闭口系能量方程为( D )
A. Q+△U+W=0
B. Q+△U－W=0
C. Q－△U+W=0
D. Q－△U－W=0
（7）、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
（8）、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.定容
D.绝热
（9）、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=pdv
（10）、水蒸汽动力循环的下列设备中,作功损失最大的设备是( A )
A.锅炉
B.汽轮机
C.凝汽器
D.水泵
(11)外界（或）环境的定义是指（ D ）。
A 系统边界之外的一切物体
B 与系统发生热交换的热源
C 与系统发生功交换的功源
D 系统边界之外与系统发生联系的一切物体
(12)系统平衡时的广延性参数（广延量）的特点是 （ D ）。
A 其值的大小与质量多少无关
B 不具有可加性
C 整个系统的广延量与局部的广延量一样
D 与质量多少有关，具有可加性
(13)理想气体多变指数n<0的多变膨胀过程,其过程特性具有__ A __的结果
A Q>0 ，ΔU>0 ，W>0
B Q<0 ，ΔU<0 ，W>0
C Q>0 ，ΔU<0 ，W>0
D Q<0 ，ΔU>0 ，W>0
(14)卡诺定理表明：所有工作于两个不同恒温热源之间的一切热机的热效率
（ B ）。
A 都相等，可以采用任何循环
B 不相等，以可逆热机的热效率为最高
C 均相等，仅仅取决于热源和冷源的温度
D 不相等，与所采用的工质有关系。
(15)压力为 4 bar 的气体流入1bar 的环境中，为使其在喷管中充分膨胀，宜采用
（ D ）。
A 渐缩喷管
B 渐扩喷管
C 直管
D 缩放喷管
(16)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
球的容积。则气球内的气体进行的是( B )
A 定压过程
B 多变过程
C 定温过程
D 定容过程
(17)熵变计算式
12
12ln ln V V R T T C S v +=? 只适用于（ D ）。 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
(18)析一个有工质流入与流出的研究对象，将热力系统选为（ D ）。
A 闭口系统；
B 开口系统；
C 孤立系统；
D A ，B ，C 都可以。
(19)热力系的储存能包括（ A ）。
A 内部储存能与外部储存能
B 热力学能与动能
C 内动能与内位能
D 热力学能与宏观势能
(20)工质熵的增加，意味着工质的（ D ）。
（A ）Q ＞0 （B ）Q ＜ 0 （C ）Q = 0 （D ）不一定
(21)贮有空气的绝热刚性密闭容器中，按装有电加热丝通电后，如取空气为系统，则
过程中的能量关系有( C )
A Q>0 , ΔU>0 , W>0
B Q=0 , ΔU>0 , W<0
C Q>0 , ΔU>0 , W=0
D Q=0 , ΔU=0 , W=0
(22)循环热效率121211T T q q t -=-
=η适用于（ D ）。
A 适用于任意循环；
B 只适用于理想气体可逆循环；
C 适用于热源温度为T1，冷源温度为T2的不可逆循环；
D 只适用于热源温度为T1，冷源温度为T2的可逆循环。
(23)气流在充分膨胀的渐缩渐扩喷管的渐扩段（dA ＞0）中，流速（ D ）。
A 等于喉部临界流速；
B 等于当地音速；
C 小于当地音速；
D 大于当地音速。
(24) 孤立系统可以理解为（ C ）。
A 闭口的绝热系统所组成；
B 开口的绝热系统所组成；
C 系统连同相互作用的外界所组成；
D A ，B ，C ，均是
(25) 采用蒸汽再热循环的目的在于（ C ）。
（A ）降低乏汽干度，提高汽轮机稳定性；（B ）提高平均放热温度，提高循环热效率
（C ）提高乏汽干度，提高循环热效率；（D ）提高乏汽干度，降低循环不可逆性
15、请解释何谓孤立系统熵增原理，该原理在热力学分析中有什么用
途？
答：对于孤立系熵方程 g sys so i dS dS dS == 而熵产dS g 总是非负的即
dS g ≥0或 so i dS ≥0，称为孤立系的熵增原理。孤立系统内部进行的一
切实际过程都是朝着熵增加的方向进行，极限情况维持不变。任何使
孤立系统熵减小的过程都是不可能实现的。判断过程进行的方向与条
件.
16、请分别回答热力学中所谓的第一类永动机与第二类永动机的物
理意义。
答：不消耗任何能量而源源不断做功的机器为第一永动机;从单一热
源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机为第二永动机。
17、理想气体熵变的计算式是由可逆过程导出的，它是否可用于计算不可逆过程初、终态的熵变？为什么？
答：可以,只和初末状态有关系,熵为状态参数.
18、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压氮气，B中保持真空。若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能如何变化？答：抽取隔板，以容器中的氮气为热力系，在刚性绝热容器中，氮气和外界既无物质的交换也无能量的交换，有热力学第一定律知：q+
=, q=0, w=0, 因此，隔板抽取前后u?=0.
?
w
u
19、气体吸热后温度一定升高吗？液体吸热后温度一定升高吗？并给出理由。
答：气体吸热后，温度不一定升高，由q=u?+w，若吸热的同时对外界做功，而且|w|>|q|,此时，则热力学能降低即u?<0,此时的气体温度反而会降低。液体吸热后，温度也不一定升高，比如水在饱和状态下，吸热时可保持温度不变。
20、热力系的总熵是否可以减小？为什么？
答：可以减小。因为热力系总熵的增量为熵流和熵产之和，当热力系向外界放热时，熵流为负值（即使热力学的总熵减小），当熵流的绝对值大于熵产，热力系总熵的增量为负值，则热力系的总熵将是减小的。
21、决定朗肯循环热效率的参数有哪些？它们如何影响热效率？
答：
1)在相同初压和背压下，提高新蒸汽的初温可使朗肯循环热效
率增大；增加了循环高温段温度，使循环温差增大，所以提
高了热效率。
2)在相同的初温和背压下，提高初压也可使朗肯循环热效率增
大；循环的平均温差加的缘故
3)在相同的初温、初压下，降低背压可使朗肯循环热效率增大，
这是由于增大了循环温差的缘故。
22、分析卡诺循环热效率公式，可得到哪些重要结论？
答：三点结论:
a 只决定于T1，T2，提高T1，降低T2可提高ηc
b ηc≯1
c 当T1＝T2时ηc＝0
23、如何用热力学知识描述水的饱和状态?
答：在一定的温度下，容器内的水蒸气压力总会自动稳定在一个数值上，此时进入水界面和脱离水界面的分子数相等，水蒸气和液态水处于动态平衡状态，即饱和状态。饱和状态下的液态水称为饱和水；饱和状态下的水蒸气称为饱和水蒸气；饱和蒸汽的压力称为饱和压力；与此相对应的温度称为饱和温度。
24、卡诺循环是理想循环，为什么蒸汽动力循环利用了水蒸汽在两相区等压等温的特点，而不采用卡诺循环？
答：采用卡诺循环必须要求工质实现定温加热和放热，但是难以实现。
4 5’
1 T S
2 3 5 6 而水蒸气两相区却可满足定温加热和放热。而此时也是定压过程。所
以实际蒸汽循环不采用卡诺循环。
计算分析题
1. 某蒸汽压缩制冷过程,制冷剂在２5０K 吸收热量Q L ,在３００K 放
出热量-Q H ,压缩和膨胀过程是绝热的，向制冷机输入的功为Ws ，判断下列问题的性质。（A 可逆的 B 不可逆的 C 不可能的）
(1). QL =2000kJ Ws=400kJ
（ A ）
2505300250η==-可逆 20005400L s Q W η=== ηη=可逆 该制冷过程是可逆的
(2). QL=1000kJ QH=－1500kJ
( B )
2505300250η==-可逆 1000215001000L L s H L Q Q W Q Q η====--- ηη<可逆该制冷过程是不可逆的
(3). Ws=100kJ QH=－700kJ
( C )2505300250η==-可逆 7001006100H s L s s Q W Q W W η---====
ηη>可逆该制冷过程是不可能的 2.某蒸汽动力循环操作条件如下：冷凝器出来的饱和水，由泵从0.035Mpa 加压至1.5Mpa 进入锅炉，蒸汽离开锅炉时被过热器加热至280℃。 求：(1) 上述循环的最高效率。 (2) 在锅炉和冷凝器的压力的饱和温度之间运行的卡诺循环的
效率，以及离开锅炉的过热蒸汽温度和冷凝器饱和温度之间运行的卡
诺循环的效率。
(3) 若透平机是不可逆绝热操作，其焓是可逆过程的80%。
求此时的循环效率。
解： (1) 各状态点的热力学性质，可由附录水蒸汽表查得
1
6303.46H KJ kg -=? 123611612() 1.024510(1.50.035)10 1.5P P H H VdP V P P kJ kg ---==-=??-?=??
115.146.303-?+=kg kJ H （由于液体压力增加其焓增加很少，可以近似
16H H =）
142992.7H KJ kg -=? 4 6.8381S =11--??K kg kJ
该循环透平机进行绝热可逆操作，增压泵也进行绝热可逆操作时效率
最高。
54 6.8381S S ==，由0.035Mpa ，查得
气相，
117153.7--??=K kg kJ S g （查饱和蒸汽性质表） 液相，119852.0--??=K kg kJ S l （查饱和水性质表内插）
气相含量为x
8381.69852.0)1(7153.7)1(3=?-+?=-+?=x x S x S x S l g
87.0=x 1
5(1)0.872631.4(10.87)303.462328.77g l H x H x H kJ kg -=?+-=?+-?=? 45412992.72328.770.2472992.7303.96H H H H η--===--
冷凝器压力0.035Mpa ，饱和温度为72.69℃；锅炉压力1.5Mpa ，
饱和温度为198.32℃。卡诺循环运行在此两温度之间，卡诺循环效率
267.027332.19869.7232.198=+-=-=高低
高卡T T T η
P
321
41.0MPa
-25℃若卡诺循环运行在实际的二个温度之间，其效率为
375.027328069.72280=+-=-=高低高卡T T T η
(3)不可逆过程的焓差为0.80(H 2-H 3)，而吸收的热仍为12H H -，因此效率45410.80()0.800.2470.198H H H H η-=
=?=-
3．某压缩制冷装置，用氨作为制冷剂，氨在蒸发器中的温度为-25℃，
冷却器中的压力为1.0MPa ，假定氨进入压缩机时为饱和蒸汽，而离
开冷凝器时为饱和液体，每小时制冷量Q 0为1.67×105 kJ·h -1。
求：（1）所需的氨流率；
（2）制冷系数。
解：通过NH 3的P-H 图可查到各状态点焓值。
按照题意，氨进入压缩机为饱和状态1，离开冷凝器为饱和状态3。
氨在蒸发器中的过程即4→1 H 1=1430KJ·kg -1
H 2=1710KJ·kg -1
氨在冷凝器中的过程即2→3，H 3=H 4=320KJ·kg -1
氨流率 1
5
410005.15032014301067.1-?=-?=-==h kg H H Q q Q G
制冷系数 0142114303201110 3.9617101430280s q H H W H H ξ--=
====--
注：求解此类题目：关键在于首先确定各过程状态点的位置，然后在
P-H 图或T —S 图上查到相应的焓（或温度、压力）值，进行计算。
4. 某压缩制冷装置，用氨作为制冷剂，氨在蒸发器中的温度为－
25℃，冷凝器内的压力为1180kPa ，假定氨进入压气机时为饱和蒸气，
而离开冷凝器时是饱和液体，如果每小时的制冷量为167000kJ ，求
所需的氨流率；制冷系数。
解：此氨制冷循环示于右图所示T-S 图上。
查的T-S 图，得H 1=1648kJ/kg ，H 2=1958kJ/kg ，
H 3=H 4=565kJ/kg
则单位质量制冷剂的制冷量为
q 0=H 1－H 4=1648－565=1083(kJ/kg)
所需的氨流率为
G=001670001083Q q ==154.2（kg/h ）
(2)制冷系数为 ε=0021108319581648q q W H H ==--=3.49
5、容器被分隔成 AB 两室，如图1-4所示，已
知当地大气压p b = 0.1013MPa ，气压表2读为
p e 2 = 0.04MPa ，气压表1的读数 p e1 =
0.294MPa ，求气压表 3 的读数（用 MPa 表示）。
解：p A = p b + p e1 = 0.1013MPa + 0.294MPa = 0.3953MPa
p A = p B + p e2
p B = p A ? p e2= 0.39153MPa ? 0.04MPa = 0.3553MPa
p e3 = p B? p b= 0.3553MPa ? 0.1013MPa = 0.254MPa
6、如图所示的气缸，其内充以空气。气缸截面积A=100cm2，活塞距底面高度H=10cm。活塞及其上重物的总重量
G1=195kg。当地的大气压力p0=771mmHg，环
境温度t0=27℃。若当气缸内气体与外界处于热
H 力平衡时，把活塞重物取去100kg，活塞将突然
上升，最后重新达到热力平衡。假定活塞和气缸壁之间无摩擦，气体可以通过气缸壁和外界充分换热，试求活塞上升的距离和空气对外作的功及与环境的换热量。
7、一容积为0.15m3的储气罐,内装氧气，其初态压力p1=0.55MPa ，
温度t1=38℃。若对氧气加热，其温度、压力都升高。储气罐上装有
压力控制阀，当压力超过0.7MPa 时，阀门便自动打开，放走部分氧
气，即储气罐中维持的最大压力为0.7MPa 。问当罐中温度为285℃，
对罐内氧气共加入了多少热量？设氧气的比热容为定值，
cv=0.657kJ/(kg·K)、cp ＝0.917kJ/(kg·K)。
工程热力学大总结 '
… 第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 ) 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 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，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 } 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。
南京师范大学《工程热力学》考试重点笔记专业课复习资料（最新版）封面 南京师范大学工程热力学第第 1 章基本概念本章基本要求:深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。本章重点：取热力系统，对工质状态的描述，状态与状态参数的关系，状态参数，平衡状态，状态方程，可逆过程。1. 1 热力系统一、热力系统热力系统一、热力系统系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。外界：与系统相互作用的环境。界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。依据：系统与外界的关系，系统与外界的作用：热交换、功交换、质交换。二、闭口系统和开口系统(按系统与外界有无物质交换)闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。三、绝热系统与孤立系统绝热系统：系统内外无热量交换 (系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热)孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和= 一切热力系统连同相互作用的外界 四、根据系统内部状况划分可压缩系统：由可压缩流体组成的系统。简单可压缩系统：与外界只有热量及准静态容积变化均匀系统：内部各部分化学成分和物理'性质都均匀一致的系统，是由单相组成的。非均匀系统：由两个或两个以上的相所组成的系统。单元系统：一种均匀的和化学成分不变的物质组成的系统。多元系统：由两种或两种以上物质组成的系统。单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。注意:系统的选取方法仅影响解决问题的繁复程度，与研究问题的结果无关。思考题：孤立系统一定是闭口系统吗。反之怎样。孤立系统一定不是开口的吗。孤立系统是否一定绝热。1 ．2 工质的热力状态与状态参数一、状态与状态参数状态：工质的热力状态与状态参数一、状态与状态参数状态：热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。状态参数：描述工质状态特性的各种状态的宏观物理量。如：温度（T）、压力（P）、比容（）或密度（）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。状态参数的数学特性:1．1212x x dx 有关，而与状态变化的途径无关。2． dx =0 表明：状态参数的循环积分为零基本状态参数：可直接或间接地用仪表测量出来的状态参数。如：温度、压力、比容或密度1 ．温度：宏观上，是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量。微观上,是大量分子热运动强烈程度的量度BTw m22式中22w m分子平移运动的动能，其中 m 是一...
一、1.若已知工质的绝对压力P=，环境压力Pa=，则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W
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1 n c n κ - = - R =，代入上式得 页脚内容3
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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）
同济大学《工程热力学》期末模拟试卷 第一部分 选择题（共15分） 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【】 A.t＞t w＞t d B.t＞t d＞t w. C.t = t d = t w D.t = t w＞t d 9、绝热节流过程是【】过程。【】 A.定压 B.定温 C.定熵 D.节流前后焓相等 10、抽汽式热电循环的结果是【】 A.提高循环热效率，提高热能利用率 B.提高循环热效率，降低热能利用率 C.降低循环热效率，提高热能利用率 D.降低循环热效率，降低热能利用率 11、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的容积，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 12、气体的容积比热是指【】
1．湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中，不相互独立的一对是（D ）D ．(p,t)2．在不可逆循环中（B ）A ． ??>?ds T q B ． ??t w >t C ．t DP =t w =t D ．t w > t DP >t 6．如果孤系内发生的过程都是可逆过程，则系统的熵（C ） A ．增大 B ．减小 C ．不变 D ．可能增大，也可能减小21．理想气体的可逆过程方程式=n pv 常数，当n ＝ ∞ 时，即为等体过程。 7．pdv dT c q v +=δ适用于（A ）A ．可逆过程，理想气体 B ．不可逆过程，理想气体 C ．可逆过程，实际气体 D ．不可逆过程，实际气体 8．电厂蒸汽动力循环回热是为了（C ）A ．提高循环初参数 B ．降低循环终参数C ．提高平均吸热温度 D ．提高汽轮机的相对内效率 9．活塞式压气机采取分级压缩（ C ）A ．能省功 B ．不能省功 C ．不一定省功 D ．增压比大时省功 10．理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大，将使生产1kg 压缩空气的耗功量（C ）A 增大 B ．减小C ．不变 D ．的变化视具体压缩空气的耗功量 11．下列各项中，不影响燃烧过程热效应的是（C ）A ．反应物的种类 B ．反应温度C ．反应速度D ．反应压力 12．欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用（C ）A ．渐缩喷管B ．渐扩喷管C ．缩放喷管D ．前后压差较大直管 13．水蒸汽h －s 图上定压线（C ．在湿蒸汽区是直线，在过热蒸汽区是曲线 14．为提高空气压缩制冷循环的制冷系数，可以采取的措施是（D ） A ．增大空气流量 B ．提高增压比C ．减小空气流量 D ．降低增压比 15．在范德瓦尔方程中，常数b 为考虑气体 而引入的修 正项。（C ）A 分子间内位能 B ．分子运动动能C ．分子本身体积D ．分子间相互作用力 二、多项选择题16．理想气体可逆等温过程的体积变化功w 等于（AC ）A ．2 1 p p RT ln B ．1 2p p RT ln C ．1 2v v RT ln D ．2 1v v RT ln E ．(p 2v 2－p 1v 1) 17．vdp dh q －=δ适用于 AC A ．可逆过程，理想气体 B ．不可逆过程，理想气体 C ．可逆过程，实际气体D ．不可逆过程，实际气体 E ．任意过程，任意气体 18．再热压力若选得合适，将使（BCDE ） A ．汽耗率提高 B ．热耗率提高 C ．循环热效率提高 D ．排汽干度提高 E ．平均吸热温度提高 19．马赫数小于1的气流可逆绝热地流过缩放管时，如果把喷管的渐扩段尾部切去一段，在其他条件不变的情况下，其（BDE ）A ．流量变小B ．流量不变 C ．流量变大 D ．出口压力变大E ．出口速度变大 20．不可逆循环的热效率（BE ） A ．低于可逆循环的热效率 B ．在相同的高温热源和低温热源间低于可逆循环的热效率 C ．高于可逆循环的热效率 D ．在相同的高温热源和低温热源间高于可逆循环的热效率 E ．可能高于，也可能低于可逆循环的热效率 三、填空题 22．在一定的压力下，当液体温度达到 饱和 时，继续加热，立即出现强烈的汽化现象。 23．湿空气的绝对温度是指lm 3湿空气中所含水蒸汽的 质 量 。 24．火电厂常用的加热器有表面式和 混合 式。 25．可逆绝热地压缩空气时，无论是活塞式压气机还是叶轮式压气机，气体在压气机内的 状态变化 规律是相同的。 26．理想气体的绝热节流效应是 零效应 。 27．利用平均比热表计算任意体积气体在定压过程中的吸热量时，应使用公式 Q ＝V 0 )t |c -t |(c 1t 0'p 2t 0'p 1 2?? 。 28．图示通用压缩子图上一状态点A ，其位置表明： 在该状态下气体分子之间的相互作用力 主要表现为 排斥 力。
第一章 基本概念及定义 一、填空题 1、热量与膨胀功都是 量，热量通过 差而传递热能，膨胀功通过 差传递机械能。 2、使系统实现可逆过程的条件是：（1） ，（2） 。 3、工质的基本状态参数有 、 、 。 4、热力过程中工质比热力学能的变化量只取决于过程的___________而与过程的路经无关。 5、热力过程中热力系与外界交换的热量，不但与过程的初终状态有关，而且与_______有关。 6、温度计测温的基本原理是 。 二、判断题 1、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 2、无论过程是否可逆，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。（ ） 3、膨胀功的计算式?= 2 1 pdv w ，只能适用于可逆过程。 （ ） 4、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。（ ） 5、循环功越大，热效率越高。（ ） 6、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（ ） 7、系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。（ ） 8、系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。（ ） 9、孤立系统的热力状态不能发生变化。（ ） 10、经历一个不可逆过程后，系统和外界的整个系统都能恢复原来状态。（ ） 三、选择题 1、闭口系统功的计算式21u u w -=（ ）。 （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 ）只适用于可逆的绝热过程 2、孤立系统是指系统与外界（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有任何能量传递与质交换 3、绝热系统与外界没有（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有功量交换
一.就是非题 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,则工质熵的变化就是一样的。() 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、流动功与技术功都就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 与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)与(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,其结果只能就是()。 (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.()过程就是可逆过程。 (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 与V c [kJ/(kg ·K)],并将此多变过程表示在v p -图与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 的干饱与蒸汽,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,实际消耗功就是理论轴功的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,试求:(A)循环的作功量。(B)排放给冷源的热量及冷源熵的增加。(10分) 一.就是非题(10分) 1、× 2、× 3、× 4、√ 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×10、× 二.选择题(10分) 1、B 2、A3、A4、A5、C 三.填空题(10分)
工程热力学复习重点2012. 3 绪论 [1]理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法 [2]理解热能利用的两种主要方式及其特点 [3]了解常用的热能动力转换装置的工作过程 1．什么是工程热力学 从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。 2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题 3. 热能及其利用 [1]热能：能量的一种形式 [2]来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。 如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。 二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。 [3]利用形式： 直接利用：将热能利用来直接加热物体。如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大) 间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能， 4．.热能动力转换装置的工作过程 5．热能利用的方向性及能量的两种属性 [1]过程的方向性：如：由高温传向低温 [2]能量属性：数量属性、,质量属性(即做功能力) [3]数量守衡、质量不守衡 [4]提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。 第1章基本概念及定义 1. 1 热力系统 一、热力系统 系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。 外界：与系统相互作用的环境。 界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。
依据：系统与外界的关系 系统与外界的作用：热交换、功交换、质交换。 二、闭口系统和开口系统 闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。 开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。 三、绝热系统与孤立系统 绝热系统：系统内外无热量交换(系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热) 孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换 =系统+相关外界=各相互作用的子系统之和= 一切热力系统连同相互作用的外界 四、根据系统内部状况划分 可压缩系统：由可压缩流体组成的系统。 简单可压缩系统：与外界只有热量及准静态容积变化 均匀系统：内部各部分化学成分和物理'性质都均匀一致的系统，是由单相组成的。 非均匀系统：由两个或两个以上的相所组成的系统。 单元系统：一种均匀的和化学成分不变的物质组成的系统。 多元系统：由两种或两种以上物质组成的系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。思考题： 孤立系统一定是闭口系统吗?反之怎样? 孤立系统一定不是开口的吗、
建筑环境与设备工程专业 一、选择题(每小题3分，共分) 1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则( A ) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是( B ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt A.焓值增加 B.焓值减少 C.熵增加 D.熵减少 7.空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动，其滞止压力为0.8MPa，喷管后的压力为0.2MPa，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( C ) A.流速不变，流量不变 B.流速降低，流量减小 C.流速不变，流量增大 D.流速降低，流量不变 8.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经( A )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 9._________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 10.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+pa－pv=0 C.p－pa－pv=0 D.pa－pv－p=0 11 Q.闭口系能量方程为( D ) A. +△U+W=0 B.Q+△U－W=0 C.Q－△U+W=0 D.Q－△U－W=0 12.气体常量Rr( A ) 工程热力学复习知识点 一、知识点 基本概念的理解和应用（约占40%），基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占60%）。 1. 基本概念 掌握和理解：热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。热力系的分类：开口系，闭口系，孤立系统)。 掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。制冷循环和热泵循环的概念区别。 理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结合）。 2. 热力学第一定律 掌握和理解：热力学第一定律的实质。 理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。 理解并掌握：焓、技术功及几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。 3. 热力学第二定律 掌握和理解：可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。 掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文 表述等）。卡诺循环和卡诺定理。 掌握和理解：熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。 理解并会分析：熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。温-熵图的分析及应用。 理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。 4. 理想气体的热力性质 熟悉和了解：理想气体模型。 理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体的比热。 理解并会计算：理想气体的内能、焓、熵及其计算。理想气体可逆过程中，定容过程，定压过程，定温过程和定熵过程的过程特点，过程功，技术功和热量计算。 5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题 理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。 理解并掌握：绝热节流的现象及特点 6. 蒸汽动力循环 全国考研专业课高分资料 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. 2 、某制冷机在热源T1= 300K，及冷源消耗功为 250 KJ ，此制冷机是流速减小，流量增大 T2= 250K 之间工作，其制冷量为 【】 1000 KJ， 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. U mc2f / 2 mgz D. U pV mc2f / 2 mgz 4、熵变计算式s c p In (T2 / T1) R g In ( p2 / p1) 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。 表明比定容热容不随比体积变化，这与实际情况不符，说明范德瓦尔方程并不能准确的描述实际气体的这方面的性质。 第七章 水蒸气 例：用温度为500K 的恒温热源加热1atm 的饱和水，使之定压汽化为100oc 的饱和干蒸汽，求：1）该过程中工质的熵变如何计算？2）过程中熵流和熵产。 第八章 气体和蒸汽的流动 例：空气进入喷管时流速为300m/s ，压力为0.5MPa ，温度450K ，喷管背压pb=0.28MPa ，求：喷管的形状，最小截面积及出口流速。cp=1004J/kg·k ，Rg=287J/kg·k 解：由于cf1=300m/s ，所以应采用滞止参数 滞止过程绝热 所以采用缩放喷管 注：若不考虑cf1，则 pcr=νcr·p1=0.528?0.5=0.264MPa 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. 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。 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 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 12 1200 ISO Q Q S T T -?=+++R 0S ?= iso 0 S ?= 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 ） 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_________ 一、1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则( A ) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是( B ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt 第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 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，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相 对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。 广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。 准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的 平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态，整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程。 可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为可逆过程。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容积功。 热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环，简称循环。 2.常用公式 状态参数:1 2 1 2 x x dx- = ? ?=0 dx 状态参数是状态的函数，对应一定的状态，状态参数都有唯一确定的数值，工质在热力过程中发生状态变化时，由初状态经过不同路径，最后到达工程热力学知识点
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