1998年同济大学招收攻读硕士研究生入学测试试题
一、概念题
1、何为准静态过程？
2、开口系统同热力过程中的熵变化量S2-S1可由哪几部分组成？
3、试分析提高蒸汽热力循环的途径或方法？
4、在焓湿图上表示出湿空气的绝热加湿过程并作简单分析？
5、试证明理想气体的定压摩尔比热和定压摩尔比热之差等于通用气体常数，即MCp—
MCv=R。
6、比较开口系统和闭口系统焓的异同点
7、如果进行高压比大流量的压缩制气过程，采用什么办法较为合理
8、空气冷却塔中，用环境温度下的风可以将热水冷却到比环境温度更低温度的状态，试问
是否违背热力学第二定律，为什么
二、计算题
1、某绝热不可逆循环空气压缩制气过程中，气体的压力由P1=0.1MPa升高到P2=1.2MPa,
耗功率为35KW，设空气的定压质量比热Cp为常数，初温为20℃，气体流量为500Kg/h,求：排放气体的温度和过程的当量绝热指数（多变绝热指数）
2、设有一热机至于大气压力下的有限热容量的热源和冷源之间，热源为1000Kg和90℃的
水，冷源为50Kg和-5℃的冰，求：（1）热机的最大做功量和最终温度分别为多少？（2）如果热源和冷源直接接触，最终温度为多少？（C水=4.19KJ/kg.k,C冰=2.00KJ/kg.k,冰的溶解潜热r=333.27KJ/kg）
3、空气压力p1=0.1Mpa、温度t1=20℃和流速为C1=250m/s,流经扩压管后的出口流速为
C2=15m/s,求理想流动状态下的出口压力、出口温度和扩压管的类型。
4、证明任何两条准静态绝热线不相交
三、计算题
1、一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，P0=500Pa,25℃,充气开始
时，罐内空气参数为50KPa,10℃。求充气终了时罐内空气的温度，设充气过程是在绝热条件下进行的
2、在高温热源T1=2000K及低温热源T2=600K之间进行一个不可逆循环，若工质在定温吸
热过程中和热源T1存在60K温差，在定温放热过程中和冷源T2也存在60K温差，而其余两个为定熵膨胀和定熵压缩过程。试求：（1）循环热效率（2）若热源供给1000KJ的热量，则做功能力损失多少？
3、已知空气的初态为P1=0.6MPa,V1=0.236m3/kg,经过一个多变过程后状态变化为
P2=0.12MPa,V2=0.185 m3/kg,试求该过程的多变指数，以及每千克气体做的功，所吸收的热量及内能、焓和熵的变化。
4、渐缩喷管进口空气压力为P1=2.5MPa,温度t1=80 ℃,流速c1=50m/s,喷管压力
Pb=0.1MPa,求喷管出口的气流速度c2,状态参数v2及T2，如喷管出口截面积s=1cm2,求质量流速
5、绝热刚性容器中有隔板将容器一分为二，左侧为0.05mol的300K、2.8MPa的高压空气，
右侧为真空，若抽出隔板，求容器中空气熵变
1999年同济大学硕士研究生入学测试工程热力学专业试题
一、概念题（每题5分，共40分）
1、何谓热力学状态公理？
2、试比较开口系统和闭口系统的异同点。
3、何谓多变比热？
4、如何从干湿球温度求得相对湿度？
5、分析提高朗肯循环热效率的途径。
6、实际气体的音速为状态参数吗？试作简单分析。
7、余隙对气体压缩过程有何影响？如何控制？
8、简述缩放喷管用作缩放扩压管的可能性。
二、计算题（每题15分，共60分）
1、若二氧化碳气体的状态用范德瓦尔斯方程描述，即p=RT/(v-b)-a/v2，其中R为气体常数，a和b为分子作用力和分子体积有关的系数，求该气体在处于300K和0.2MPa时的质量定压比热和定容比热之差，即C p-C v=？
（设a=0.3657m6Pa/mol，b=4.28×10-5m3/mol）
2、在较冷的季节，有一个采用电加热的房间的平均温度为10°C，假如用该机所消耗的功率来驱动热泵工作，它在室外温度为5°C和水散热器之间工作。如果水散热气的温度比房间的温度高20°C，求该房间最大可能的温度是多少？
3、在一个封闭绝热刚体的圆筒内，有一个绝热无摩擦可自由活动的滑板。该滑板将圆筒分为A和B两个空间。设初始时A和B内的状态参数分别为：P A0=0.8MPa，P B0=0.2MPa，T A0=T B0=10°C，V B0=2V A0，在B室中有一个弹簧机构，弹性力F=1.5Δx，Δx为滑板位移变量，初始时位移变量Δx=0，求该系统内状态参数的终态值。
（圆筒内的气体为空气，绝热指数k=1.4）
4、某直径为D=85mm的水平管道内，空气作绝热稳态流动。如果在截面1-1处的压力为p1=0.2MPa和t1=220°C，在截面2-2处的压力为p2=0.1MPa和t2=200°C。求气体的流量、两个截面处的流速和该过程中熵的变化。如果环境温度为20°C，求流动过程中的可用能损失。
同济大学2000年研究生入学测试试题
一、概念题
1、试论述静态过程和可逆过程的区别。对简单可压系统，容积功§w=pdv的适用范围是什么？
2、如何表示T-S图上等压线、等容线、可逆绝热过程线的斜率？
3、20℃的空气通过膨胀能够达到的最大速度是多少?
4、试证明工作和温度分别为Th=Tl的两个热源之间的一切不可逆的制冷机、其制冷系数e 必定小于两个相同热源的可逆制冷机的制冷系数。
5、能否不让乏汽凝结放出热量，而用压缩机直接将乏汽压入锅炉，从而减少冷源损失。提高热效率？
6、汽缸内储有完全不压缩的流体，汽缸的一端被封，一端是活塞，汽缸是静止的，且和外界无热交换。问：1）活塞能否对流体做功？2）流体的压力会改变吗？3）若用某种方法把流体的压力从2bar提高到20bar，流体的内能是非改变？焓是否改变？
7、卡诺定理是否意味着：“热效率越高的循环，其不可逆性就越小”为什么？
8、热泵供热循环和制冷循环有何异同？
二、计算题
1、在M=2的空气流中，当设置的温度计读数为267℃时，空气流的实际温度是多少？（空气绝热指数K=1.4）
2、一燃气轮机用一节流阀控制其输出功率。设燃气稳定流过燃气轮机期间所经历的是准静态的绝热过程。当燃气轮机全负荷运行时，节流阀前的燃气压力为4.2×105Pa,温度为750℃，节流阀基本全开，但压力降低200Pa;燃气轮机出口处压力为105Pa。试求
1）全负荷运行下，每千克燃气所输出的净功W；
2）燃气轮机在75%负荷（每千克燃气的净功为全负荷的75%）运行下，求进入燃气轮机的燃
气压力P’.（设燃气为理想气体，Cpo=1.003KJ/(kg.K),k=1.4,外部机械摩擦不计）
3、现在4Kg，温度为30℃的水在温度为-5℃的大气中逐渐冷冻，试求当刚变为0摄氏度冰
时，水（冰）的熵值变化量以及由此引起的熵变？已知在0℃下冰的融解潜热为333.77KJ/Kg，水的比热容取4.1868 KJ/(kg.K)
4、引射器是一种用高压气流引入低压气流并使之压力提高的压缩设备，现在有一台引射器，
高压气流自进口1流入，被引射的低压气流自进口2引入，两股气流混合后从出口3流出引
射器。流动时稳定绝热的。各开口截面上的参数，见图：进口截面上的流体动能不计，设气
体可按理想气体计。R=287J/(KgK),Cp=1.003KJ/( kg.K).试求可达到的最大比值m2/m1?
2001年硕士研究生入学测试试题
一、选择题（2分）
1、均值等截面杆两端的温度由分别维持t1、t2的两热源保持t1和t2不变，取此杆为系统，
则系统处于（）
A 平衡状态，因其个截面温度不随时间改变
B非平衡状态，因其各截面温度不等
C平衡状态，因其个截面温度不随时间改变，且流入系统的热量等于流出的热量
D非平衡状态，因其处于重力场中
2、某理想气体自状态1经历一可逆多变过程到达状态2，其温度下降，熵增大，则气体（）
A压力升高、比容增大；对外作正功
B压力降低、比容增大，对外作正功
C压力升高、比容减小。对外作负功
D压力降低、比容减小，对外作负功
3、实际气体的压缩因子Z定义为Pv/（RT），其值（）
A >1
B <1
C =1
D 不同气体在不同条件下可大于、等于、小于1
4、工质不可逆稳态稳流经某控制容积，则此控制容积内（）
A储能不变，熵增大；
B储能不变，熵不变
C储能增大，熵增大
D储能增大，熵不变
5、理想气体的比热是（）
A 常数
B 随气体种类不同而异，但对某种理想气体而言，比热为常数
C 随气体种类不同而异，但对某种理想气体某种过程而言，比热为常数
D 随气体种类不同而异，但对某种气体某种过程而言，比热是温度的函数
6、迈耶公式Cp-Cv=R（）
A 常数
B 适用于任何气体，但要求定比热
C 适应于理想气体，是否定比热不限
D 适应于任意气体
7、容积为1m3的容积中充满氮气（R=0.297KJ/（Kgk）），其温度为20℃，表压力为1000mm，
为确定其质量，下列四种计算中哪个正确？（）
8、有位发明家声称他发明了一种机器，当这台机器完成一个循环时，吸收了100KJ的功，
同时向单一热源排出了100KJ的热，这台机器（）
A 违反了第一定律；
B 违反了第二定律
C 违反了第一定律或违反了第二定律
D 既不违反了第一定律也不违反了第二定律
9、对于任何一个过程，第二定律要求体系的熵变为（）
A 正数或零；
B 零
C 负数或零
D 正数或负数或零，但不确定
10、卡诺定理指出（）
A 相同温度限内一切可逆循环的热效率相等；
B 相同温度限内可逆循环的热效率必大于不可逆循环的热效率
C 相同温度的两个恒温热源间工作的一切可逆循环的热效率相等
D 相同温度的两个恒温热源间工作的一切循环的热效率相等
11、经不等温传热后（）
A 热量的可用能和废热均减少
B 热量的可用能减少，废热增大
C 热量的可用能不变，废热增大
D 热量的可用能不变，废热减少
12、闭口系工质经历可逆过程，系统对外做功20KJ，和外界换热-20KJ，则系统熵变（）
A 增大；
B 减少
C 不变
D 不能确定
13、已知氢气的最大转回温度为-80℃，则压力为10Mpa，温度为60℃的氢气绝热节流后温
度（）
A 升高；
B 降低
C 不变
D 前三种均有可能
14、压力P1=1Mpa，温度T1=473K的空气流可逆绝热流经缩放喷管，已知喷管喉管截面上温
度Tc=394K，出口截面上温度T2=245K，则喷管各截面上最大流速Cmax为（）
A 313m/s
B 399m/s
C 974m/s
D 677m/s
15、某绝热蒸汽轮机相对内效率n=0.91，蒸汽在该汽轮机膨胀过程中（）
A 熵不变；
B 熵增大
C 熵减少
D 不定
二、简答题（4分）
1、刚性容器内湿空气冲入干空气，若平衡后温度不变，问容器内湿空气的相对湿度￠，含
湿量d和水蒸气的分压力Pv如何变化，为什么？
2、锅炉汽包里的高压热水进入低压容器后会发生什么现象？为什么？
3、试问：状态方程为P（v-b）=RT的气体，当b为正值时，经绝热节流后温度是否降低？
为什么？
4、有人提出一循环1-3-2-1：1-3是可逆定温吸热过程、3-2时可逆绝热过程、2-1为不可
逆绝热过程。如图所示，其中1，2，3分别为三个平衡状态。试问此循环能否实现，为什么？
5、举例说明孤立系统熵增和系统内过程进行方向的联系
三、计算、证明题（50分）
1、余隙容比为0.04的压气机空气进口温度为17℃，压力位0.1Mpa，每分钟吸入空气5m3，
经不可逆绝热压缩后其温度为207℃，压力为0.4Mpa，若室内温度为17℃，大气压力为
0.1Mpa。求：
（1）此压气机容积效率
（2）压气机压缩过程的绝热效率
（3）压气机实际耗功率
（4）压缩过程的作功能力损失。
（设空气比热容为定值，Cp=1.004KJ/Kg.k；R=0.287KJ/Kg.k）
2、某蒸汽循环按基本朗肯循环运行，自过热器来的新蒸汽P1=17Mpa，t1=550℃，节流到
P2=6Mpa，送入汽轮机膨胀作功，然后排入维持在5Mpa的冷凝器，忽略水汞功，求（1）若蒸汽轮机相对内效率n=0.9，每千克蒸汽在汽轮机内作功（2）循环效率（3）节流及蒸汽在汽轮机内不可逆膨胀而造成的作功能力损失。（To=290K）
已知：P1=17Mpa；t=550℃；h1=3426.8KJ/(kgk)；v=0.0199213m3/kg；
s1=6.4416KJ/(kg.k)；P2=6Mpa；h2=3426.8 KJ/(kgk)；s2=6.8853KJ/(kg.k)；P=5Mpa；
ts=32.9℃；h’=137.72KJ/kg；h’’=2560.55 KJ/kg；S’=0.4761 KJ/kg.k；s’’=8.3930 KJ/kg.k；
3、某种气体服从P(v-b)=RT式中b为常数，若其比热Cv为定值，试证明内能U只是温度
的函数。
4、某应急辅助发电装置主要由高压容器、调压器及气轮机和发电机构成，压力容器中储有
P1=13.8Mpa，t1=21℃的氮气，工作时由于调压阀的作用，进入气轮机的氮气压力维持在P2=0.7Mpa，氮气在气轮机内作绝热膨胀，从气轮机排出的氮气进入大气。若要求发电机在1小时内保持输出功率为75W。求容器的最小容积。假设氮气R=297J/Kgk，Cp=1038 J/Kgk；
Po=0.1Mpa，to=21℃（10分）
5、用mg=360KJ/h,tq1=500℃，Pq1=0.1Mpa的废气资源定压加热ts1=27℃，Ps1=0.1Mpa,
流量ms=360Kg/h的未饱和水，若废气的终温为37℃，过程中废气压降可忽略不计。求（1）水的终态温度ts2；（2）废气放出热量的可用能；（3）以废气为系统求过程的熵流和熵产；
（4）传热过程的不可逆作功能力损失（环境温度为27℃）。已知：水P=0.1Mpa，t=27℃，h1=84KJ/kg；s1=0.3944KJ/(kgk)。P=0.1Mpa时，h’=417.51KJ/kg；h’’=2675KJ/kg。废气可看作理想气体，比热取定值，R=287J/(Kgk).Cp=1.01KJ/(kgk).（12分）
2002年硕士研究生入学测试试题
一、基本题
1、湿空气的湿球温度参数如何求得？
2、强度性参数和广度性参数有何区别？
3、简述孤立系统熵增原理的热力学含义？
4、阿紫p-v图上比较技术功、膨胀功和流动功德相互关系？
5、湿蒸汽和湿空气有何区别？
6、试述使系统的过程变化可逆的热力条件。
7、在空气压缩制冷循环过程中能否采用节流阀代替膨胀机完成制冷循环，为什
么？
8、当空气状态参数关系式服从范德瓦尔斯气体的状态方程时，求出膨胀功的表
达式
二、计算题（任选二题）
1、刚性绝热容器运行绝热放气，其为非稳态流动问题。设容器中储存的理想气
体，且定压比热和定容比热均为常熟，试建立该放气过程的能量方程和状态参数过程方程式。
2、某系统气体中蒸汽按多变过程膨胀到原体积的3倍，温度从300℃降到67
℃。已知每公斤气体在该过程中膨胀功为1000KJ,从周围环境吸热20KJ。求该过程中的多变过程参数及气体的定压比热和定容。
3、理想气体氮和氩的混合气体以50kg/min的流量经以加热器热后流出。设混合
气体流入加热器时的温度为40℃，压力为1.013×105pa。流出时的温度为260℃，压力保持不变，如果混合气体中氮气的体积比例为40%。求混合气体的比热和加热量为多少？
4、空气流入一个渐缩喷管时，进口参数为p1=0.6MPa，t1=600K，管压为
Pb=0.2MPa,出口处的喷管的面积为f1=25cm2。求：（1）出口流速和喷管流量；（2）如果有摩擦，喷管的效率为0.96时，出口流速和流量变化多少？
一、基本概念
1、试论述准静态过程和可逆过程的异同点。
2、干球温度、湿球温度和露点温度三者之间有何关系。
3、热力学平衡有哪些热力学特征。
4、简述理想气体的假设条件。
5、写出稳态稳流开口系统的能量方程，并简单分析。
6、如何提高蒸汽动力朗肯循环的热效率
7、孤立系统熵原理有何用途。
8、简单空气压缩制冷循环的过程是如何进行。
三、计算题
1、三段不同热力参数的气流在刚性绝热容器内混合后流出。试求混合前后的内
能、熵以及焓的变化，并求出的口气流的比热。设三段气流均可当作理想气体处理，其初始状态参数分别是：
气体1：m1(KJ/h), c1(m/s),p1(KPa)，t1(℃):
气体2：m2(KJ/h), c2(m/s),p1(KPa)，t2(℃)
气体3：m3(KJ/h), c3(m/s),p3(KPa)，t3(℃)
2、有一高速空气气流的初始热力参数为p1=100kpa，t1=27℃，欲使其扩压后将
压力升高到p2=180kpa，试问;设计时应采用何种扩压管?进入扩压管的空气流速最小为多少？
3、同样材料的三块固体，设其物性参数比热为常数，问题分别为T1、T2、T3，
质量分别是m1，m2，m3。试求：三块固体直接接触达到的温度，采用卡诺热机进行作功时最大可以数去的功以及到达的最终温度。
4、刚性绝热容器运行绝热放气，其为非稳态流动问题。设容器中储存的理想气
体，且定压比热和定容比热均为常数，试建立该放气过程的能量方程和状态参数过程方程式。
5、二个刚性容器A 和 B通过如图所示的阀门连接，其中B为绝热容器，初始为
真空，A为透热容器，初试时，其中空气的压力为3Mpa，温度为25℃，有质量1kg，打开连接阀门后，空气缓慢地从A流向B，直到两侧压力相等时关闭阀门。设空气的比热为常数，
绝热指数k=1.4，环境温度为25℃。求：
（1）二个容器中终态时的温度、压力和质量；
（2）A容器放气过程中和外界的换热量
2003年硕士研究生入学测试试题
一、是非判断题（3）
1、理想气体定压膨胀系数B=1/T,其单位时1/℃或1/K。
2、流体在喷管内的流动问题时开口系统问题。
3、要实现热能到机械能的转换，必须经过工质膨胀作功。
4、工质完成一个同外界没有热量交换的循环，一定是可逆过程。
5、理想气体工质历经一个不可逆循环，△S>0。
6、气体收缩因子Z取决于气体常数和状态参数P、T。
7、由水蒸气T-S图可见，在二相区内进行的热力过程一定是定温定压过程。
8、公式Tds=du+pdv只适用于可逆过程。
9、压力机如果以提高温度为其工作目的，就没有必要采用多级压缩。
10、只要测到湿空气的干、湿球温度，就可以确定湿空气热力学状态。
二、分析简答题（5）
1、理想气体多变过程，多变指数范围是什么？已知初、终状态如何求得多变指数、过程热量、
作功量？由以上结果可知“理想气体已知初、终状态，可以求出功量和热量”，对不对？为什么？
2、蒸汽压缩制冷循环中，采用膨胀阀（节流阀）所引起的不可逆损失是什么？（在T-S图上
标示之）。如何减少这种不可逆损失？
3、进行热力学分析计算，必须已知工质的有关哪些资料？热力学对这些资料有何限制要求？
4、一个入口、一个出口、稳定流动的开口系统，试推导下列关系：膨胀功=技术功+流动功。
5、绝热节流、绝热可逆膨胀、绝热自由膨胀各有什么不同？
6、为什么温差传热现象可以归纳为有用能的损失？
7、什么叫热力学同类工质？实际使用中如何来判断两种工质是热力学同类工质？
8、对湿空气热力学状态进行测定，要测哪些参数？如何根据所测得的参数在焓-湿图上确定
热力学状态？
9、喷管截面变化规律公式dA/A=(M2-1)dC/C对一般工质是否适用？试证明之。
10、什么是么是热力学第二定律？有何实际使用意义？
三、计算题（70）
1、两个绝热容器A和B，装有某种相同的理想气体，由绝热的管道和阀门相连接，已知各自
热力学参数分别为TA、VA、PA和TB、VB、PB，PA>PB，比热Cv可看作为常数，打开阀门，直接到工质不再流动，关闭阀门。试问：这时，A、B两个容器中，温度压力分别是多少？
（15分）
2、10kg空气在汽轮机中膨胀机作功，P1=600KPa，t1=800℃，P2=100KPa，若气轮机中作功
Wt=3980KJ，大气温度To=300K。试问：有用能的损失是多少？（15分）
3、压力为P1=1.2MPa，温度为T1=1200K的空气，以3Kg/s的流量流过节流阀，压力下降到
P2=1.0MPa，然后进入喷管作可逆绝热膨胀，已知喷管出口外界背压力为Pb=0.6MPa，环境温度为To=300K，问：
（1）应选何种喷管？
（2）喷管出口截面面积、流速为多少？
（3）因节流引起的作功能力损失为多少？并表示在T-S图上。
（4）如果背压力为Pb=0.4MPa，应选何种喷管？喉口面积为多少？（20分）
4、压缩制冷循环装置，制冷系数为2.5，制冷量为86400KJ/h，压缩机吸入空气的压力为
0.1KPa，温度为-10℃，空气进入膨胀机温度为20℃。试求：
（1）压缩机的功率和出口压力为多少？
（2）制冷机的质量流量为多少？
（3）循环的净功率是多少？
2004年研究生入学测试试题
一、是非判断题
1、实际气体绝热自由膨胀后，其内能不变（）
2、公式dh=CmdT仅适用于理想气体的任何可逆过程（）
3、稳定流动能量方程不适用和有摩擦的情况（）
4、当多变过程的指数n满足1 5、热源和冷源温差愈大，热效率愈高（） 6、绝热过程一定是定熵过程（） 7、水在大气中喷淋冷却塔时温度能降低到低于空气的温度（） 8、对于一渐放型管道，当进口流速为亚音速时，可使气流压力升高（） 9、提高初温和降低终态压力均可提高郎肯循环的热效率（） 10、理想气体的绝热等温膨胀是可行的过程（） 二、分析简答题 1、对于未饱和的空气，它的干球温度、湿球温度及露点温度三者之间那个最大？哪个最小？ 对于饱和空气，二者的大小又如何？试在焓——湿图上表示之。 2、使用T-S图分析说明采用再热蒸汽动力循环的优越性 3、试根据热力学第二定律证明p-v图上绝热过程线不相交。 4、试推导理想气体熵变化量的计算公式。 5、试问：状态方程为p(v-b)+RT的气体，当b为正值时，经绝热节流后温度是否会降低。 为什么？ 6、气缸内储存有完全不可压缩的气体，气缸的一端被封，另一端是活塞，气缸是静止的， 且和外界无热交换。问：（1）活塞能否对流体做功？（2）流体的压力会改变吗？（3）若用某种方法对流体的压力从2bar提高到20bar,流体的内能是否会变化？焓是否会变化？ 三、计算题 1、有报告说一台热机工作和t1=427℃，和t2=277℃两恒温热源之间，当工质从高温热源吸 热为5×10000KJ时，对外做功10KWh，而排给低温热源的热量恰为两者之差。试分析其可能性。 2、已知空气的初状态为V1=0.236m3/kg,P1=6bar,经历一个n=1.3的多变过程后状态变化到 P2=1.2bar,求过程中每千克气体的做功量，吸收的热量以及内能的变化量。设Cp=1.01KJ/(Kg.K)。 3、渐缩喷管入口空气压力为3bar,温度为87℃，流速为100m/s,空气流经喷管做绝热膨胀 后射入压力位1bar的环境，问渐缩喷管出口的理论流速可达多少？空气可视为理想气体，Cp=1.004 KJ/(Kg.K). 4、蒸汽锅炉每小时产生P1=20bar,t1=350℃的蒸汽10吨，设锅炉给水温度为t2=40℃，锅炉 热效率为0.76，煤的发热值为29700KJ/Kg，求锅炉的耗煤量。已知P1=20 bar，t1=350℃,h1=3137.2 KJ/Kg,P2=20 bar,t2=40℃,h2=3137.2 KJ/Kg. 5、有1千克空气初始状态为：P1=5bar，t1=150℃，进行下列过程：（1）可逆绝热膨胀到 P2=1bar；（2）不可逆绝热自由膨胀到P2=1bar；（3）可逆等温膨胀到P2=1bar;(4)可逆多变膨胀到P2=1bar（多变指数n=1.2）,试求上述过程中的膨胀功及熵变化量，并将上述过程线 在一张p-v图及同一张T-S图上。 6、某空气制冷压缩循环，冷源温度为-10℃，大气温度为20℃，空气最高压力为6bar，最低压力位1bar,若膨胀和压缩过程是可逆的。 求：（1）制冷系数；（2）循环净功；（3）将循环表示在T-S图上； 2005年硕士研究生入学测试试题 一、是非题 1、不可逆过程可以在P—V图，T—S图表示出来。 2、把相同温度的饱和水和水蒸气向湿空气加湿，加湿后的湿空气的温度不变。 3、df/f=(M2—1)dc/c可适用于任意工质在一个出口和一个入口稳态稳流不做 轴功绝热的开口系统的流动过程。 4、任何不可逆因素都使工质的熵增大。 5、闭口绝热过程系统工质的熵不可能减少。 6、工质经过一定压加热过程，其焓一定增加。 7、临界压力和临界温度相近的工质，可是作热力学同类工质。 8、在T-S图中，理想气体两定容线间水平距离相等。 9、蒸汽压缩制冷循环采用比热小的工质制冷剂可以降低节流损失。 10、只需测出空气的干球温度，露点温度和大气压力就能确定湿空气的状态。 二、分析简答题。 1、绝热节流过程中，不向高温热源吸热，也不向低温热源放热同样产生功，是否违反第一定律？ 2、水蒸气定温过程中加入热量是否等于膨胀功，定容过程加入热量是否等于内能增量？ 3、实际空气制冷循环不可逆损失主要来自哪里？如何减少？ 4、一刚性密闭容器用隔板分成温度和压力相等的A和B两部分，如果A和B两部分是同工质，熵怎样变化？如果A和B是不同工质，熵如何变化？为什么？ 5、相同温度界限内定容加热循环，定压加热循环，混合加热循环，卡诺循环的热效率，净功率的大小比较？并表示在T—S图中。 6、一个门窗打开的房间温度上升，压力不变，则房间内的空气内能如何变化？（空气比热容按定值计算） 三、计算题 1、配有活塞气缸，由质量分数0.3的CO2和0.7的N2组成的1Kg气体，温度为30。C，压力为150KPa,定压膨胀到两倍体积，求内能变化和焓变化，热量和功量交换。（比热按定值计算） 2、一热机工作在t1=540℃和t2=30℃之间，从高温热源吸热2×107KJ，对外做功5MW.h,问这可能吗？（用两种方法定值计算） 3、一叶轮压气机质量流量q=1Kg/s, 0.1MPa, 27℃的空气不可逆扩压到0.5MPa,绝热效率为0.92，求进出口的熵差，熵流熵产和做功能力损失。环境Pb=0.1MPa,to=27℃,空气比热按定值比热容Cv=0.718J/(Kgk)，Cp=1.005KJ/(Kgk). 4、一加热器入口湿空气状态：t1=5℃，P1=0.1MPa,C/=60%.加热器出口状态：t2=20℃. t1，t2对应的饱和气压为Ps1=871.8Pa，Ps2=2337Pa.湿空气的质量流量为150Kg/h。求：加热器的加热量？出口的相对湿度？ 5、一台奥托循环的四冲程的发动机，压缩比为8.6，四缸合计的活塞排量为1000cm3,初始压力P1=100Kpa,t1=18℃，每缸向工质提供热量135J，求热效率，加热过程终了温度和压力，并画在P—V图上。（Cv=717/(Kgk),Rg=287J/(Kgk),比热比k=1.4） 2006年研究生入学测试题 一、是非判断题，对各题做出判断，然后简要说明理由（每题7分，共70分） 1．理想气体只有取定热比时，才能满足梅耶公式C p-C v=R。 2．系统等温膨胀，其熵变△S=q/T，其中q为过程中系统于外界交换的热量，T为系统温度。 3．余隙容积是必须的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能地降低余隙容积百分比。4．若收缩管进口截面参数不变，背压提高，则喷管流量下降。 5．在T-S图中，理想气体的定压线比定容线陡。 6．工质在开口绝热系统中作不可逆稳定流动，系统的熵增大。 7．绝热节流后流体熵不变，所以节流过程并不造成能量品质的下降。 8． dh=C p dT使用于任意工质的可逆过程。 9．抽气回热循环由于提高了效率，所以单位质量的水蒸气做功能量增加。 10．蒸汽动力装置热效率很少超过40%，这表明由冷凝器中冷却水带走的热量太多，应该努力提高冷凝器的性能，使O2趋向于零。 二、计算题（每题10分，共80分） 1． 5kg水起初和295K的大气处于热平衡状态，用以热泵在水和大气之间工作，使水定压冷却到280K，求所需之最小功是多少？（水的定压比热取4.187KJ/(KG·K)） 2．活塞式内燃机的定容加热循环其初始状态为P=0.1MPa，t=25℃，压缩比为8，对工质加入热量为780KJ/kg，工质视为空气，R=287J/(kg·K)，C p=1.004KJ/(kg·K)。 （1）确定循环P-v图和T-S图； （2）求循环热效率和净功率； （3）计算循环最高压力及最高温度； （4）分析提高循环热效率的热力学措施。 3．锅炉烟气空气预热器内烟气质流量为50000kg/h，比热C p=1.088 KJ/(kg·K)，流入时温度为315℃，流出时为205℃；空气流入温度为37℃，比热C P=1.004 KJ/(kg·K)，流量为46500kg/h。若环境温度T0=37℃，环境压力为P0=0.1Mpa;烟气和空气的比热均可视为定值，求： （1）换热过程熵产及做功能力损失； （2）若在烟气和空气间设置一可逆利用的热机排热加热空气，求空气终温和热机效率。4．某地夏季室外气温约为38℃，相对湿度为φ=40%。若某建筑室内抽出气温为35℃，相对湿度为0.75。利用空调设备对之降温并去湿并以0.25:0.75的比例和室外空气混合后送入室内。求： （1）每千克干空气在空调设备中排出的水量； （2）混合后送入室内空气的温度。 已知参数： T（℃） 38 35 25 18 15 P s（Pa） 6.6736 5.662 3.167 2.0626 1.704 5．气流等熵流过缩喷管，已知喷管进口截面面积为0.0012m2，进口压力，温度和马赫数分别为600KPa，280K和0.52。背压为200KPa。试求出口截面最小截面气流速度，流量和最小截面积。已知绝热指数为1.4，气体常数为0.287 KJ/(kg·K)。 6、容积为0.15m3的储气罐，内装氧气，P1=0.55Mpa,t1=38℃，储气罐上装有压力控制阀，使储气罐的最高压力为0.7MPa(即压力超过0.7MPa时阀门会自动打开)。对储气罐回热，使罐内氧气温度为285℃时，对储气罐加入了多少热量？R=287J/（kg·K）,Cp=1.004 KJ/(kg·K) 7、1000kg温度为0℃的冰，在0℃的大气环境中融化为0℃的水，这时热量的做功能力损失了。若在大气和这块冰之间放一可逆机。求冰块完全融化时可逆机能做出的功（冰的融化潜 热为335 KJ/kg） 8、某蒸汽压缩制冷机，以氨为制冷剂，若蒸发温度为-15℃、冷凝温度为30℃，进入压缩 机为干饱和氨蒸汽，压缩机定熵压缩时得出口焓为1885 KJ/kg，从冷凝器出来的为饱和氨液，若制冷量为167200KJ/h,压缩机绝热压缩效率为0.85，求：（1）每千克氨蒸汽压缩耗功W； （2）系统制冷系数ε； （3）工质质量流量Qm； （4）压缩机耗功率; （5）节流过程的可用能损失 t/℃P/Mpa h′/KJ/kg h″/KJ/kg s′/KJ/(kg·K) s″/KJ/(kg·K) 30 1.17 560.5 1706 4.675 8.4557 25 1 536.5 1703 4.5959 8.5105 15 0.236 349.9 1664 3.9287 9.0209 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 一、简答题（每小题?5?分，共?30?分） 1、未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化 2、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 3、画出燃气轮机装置定压加热理想循环的?p-v?图和?T-s?图，并写出其用循环增压比表示的热效率公式。（假设工质为理想气体，比热取定值） 4、反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个写出其定义式。 5、住宅用空调机当夏天环境温度升高时，其制冷系数和耗功量如何变化 6、为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应 二、计算题（共?70?分） 1?．（?18?分）?3kmol?温度?t?1?＝?100 ℃的氮气流与?1kmol?温度?t?2?＝?20 ℃的空气流在管道中绝热混合。已知混合前空气的摩尔分数为：?x?N 2 ?＝?0.79?、?x?O2＝?0.21?，若混合前后氮气、空气和混合物的压力都相 等，试求： (1)?混合后气体的温度； (2)?混合气体中?N 2?和?O?2?的摩尔分数； (3)?对应于?1kmol?的混合气产物，混合过程的熵增。 设摩尔热容为定值：?C?p，m，N2＝?29.08kJ/?（?kmol·K?）、?C?p，m?，O2＝29.34kJ/?（?kmol·K?）、?R?＝?8.314kJ/?（?kmol·K?） 2?．（?17?分）空气初态为?p?1＝?0.4MPa?、?T?1?＝?450K?，初速忽略不计。经一喷管绝热可逆膨胀到?p?2＝?0.1MPa?。若空气的?Rg?＝?0.287 kJ/ (kg·K)?；?c?p＝?1.005 kJ/ (kg·K)?；?γ?＝?c?p?/?c?v?＝?1.4?； ?=0.528?；试求： 临界压力比?ν cr （1）在设计时应选用什么形状的喷管为什么 （2）喷管出口截面上空气的流速?C?f2?、温度?T?2?和马赫数?Ma?2； （3）若通过喷管的空气质量流量为?q?m?＝?1kg/s?，求：喷管出口截面积和临界截面积。 3?．（?15?分）活塞式压气机每秒钟从大气环境中吸入?p?1＝?0.1MPa?、?t1＝?17 ℃的空气?0.1m 3?，绝热压缩到?p?2＝?0.4MPa?后送入储气罐。若该压气机的绝热效率?η?c,s?=0.9?，空气的?Rg?＝?0.287k J/ (kg·K)?；?c?p?＝?1.005 kJ/ (kg·K)；?γ?＝?c?p?/?c?v?＝?1.4?；试求： (1)?压气机出口的空气温度； (2)?拖动压气机所需的功率； (3)?因摩擦引起的每秒钟的熵产。 4．（?20?分）一单级抽汽回热循环如图?1所示，水蒸气进入汽轮机的状态参数为5MPa、450℃，在10kPa下排入冷凝器。水蒸气在0.45MPa压力下抽出，送入混合式给水加热器加热给水。给水离开加热器的温度为抽 南京航空航天大学 2014年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ） 科目代码: 817 满分: 150 分 科目名称: 工程热力学 注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无 效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！ 一、 简答题（共55分） 1、 （5分）工质经历正向循环，其熵变大于零；经历逆向循环，其熵变小于零。该说法正 确吗？简要说明理由。 2、 （5分）如何理解准平衡过程就是“过程进行得很慢，驰豫时间很短的过程”？ 3、 （5分）由理想气体混合物分压力及分体积的定义可推断：i i pV V p = 。该推断成立吗？ 简要说明理由。 4、 （8分）在冬季，室外空气条件相同的情况下，A 房屋顶有结霜现象，而B 房屋顶则无 结霜现象，试分析产生此现象可能的原因。 5、 （8分）喷管内有摩擦阻力时，其出口的流速、流量、焓、比体积、温度、熵与无摩擦 阻力（等熵过程）时有何区别(假定进出口压力降相同，工质为理想气体)？ 6、 （8分）与理想气体比较，实际气体的两个最大特点是什么？试推导范德瓦尔气体在定 温膨胀时所作的膨胀功。（2m m V a b V RT p --= ） 7、 (8分)若未饱和湿空气被等容冷却到其中水蒸气刚开始凝结的温度v T ，问此温度比露点 温度d T 高还是低？为什么？（要求借助水蒸气p-v 图加以说明） 8、(8分)如图所示，循环1-2-3-4-1和循环1-2-3’-6-1均为燃气轮机装置中的理想定压循环， 循环1-2-3-6-1为在理想极限条件下采用定温膨胀的燃气轮机循环，在没有回热的情况下，试比较三个循环的循环热效率大小，简单说明理由。 一、分析说明题： 1、水汽化过程的P-V 与T-S 图上：1点、2线、3区、5态，分别指的是什么？ 答：1点：临界点2线：上界线（干饱和蒸汽线）、下界线（饱和水线）3区：过冷区（液相区或未饱和区）、湿蒸汽区（汽液两相区）、过热蒸汽区（气相区）5态：未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽 2、什么样的的气体可以看成是理想气体？ 答：①分子之间的平均距离相当大，分子的体积与气体的总体积相比可以忽略。②分子之间没有相互的作用力。 ③分子之间的相互碰撞及分子与器壁之间的碰撞均为弹性碰撞。 3、画图分析蒸汽初温及初压的变化对郎肯循环的影响。 ①蒸汽初温的影响： 保持p 1、p 2不变，将t 1提高，2t 1 T 1T η=- 则有：1T ↑，2T 不变?t η↑ 且乏汽干度：2'2x x > ②蒸汽初压的影响： 保持t 1、 p 2不变，提高p 1，2t 1 T 1T η=- 则有：1T ↑，2T 不变?t η↑ 但是乏汽干度：2'2x x < 4、什么叫逆向循环或制冷循环？逆向循环的经济性用什么衡量？其表达式是什么？ 答：在循环中消耗机械能，把热量从低温热源传向高温热源的循环称为逆向循环或制冷循环。或者在P-V 图和T-S 图上以顺时针方向进行的循环。 逆向循环的经济性评价指标有：制冷系数；ε =q 2/W net ；热泵系数：ε ′ =q 1/W net 5、简述绝对压强、相对压强及真空度之间的关系。 答：①当绝对压强大于当地大气压时： 相对压强（表压强）=绝对压强-当地大气压 或 当地绝表P P P -= ②当绝对压强小于当地大气压时：真空度=当地大气压-绝对压强 或 绝当地真空P P P -= 6、绝热刚性容器中间用隔板分开，两侧分别有1kg N 2和O 2，其p 1、T 1相同。若将隔板抽出，则混合前后的温度和熵有什么变化，为什么？ 答: ①因为是刚性绝热容器，所以系统与外界之间既没有热量交换也没有功量交换。②系统内部的隔板抽出后，温度保持不变。③绝热过程系统熵流为零，系统内部为不可逆变化，熵产大于零，因此总熵变大于零。 7、表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否 可能变化？ 答：①表压力或真空度不能作为状态参数进行热力计算，因为表压力或真空度只是一个相对压力。 ②若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 2010江苏大学硕士研究生入学测试工程热力学(附答案) 一、名词解释：（20分） 1、多变过程： 2、临界点： 3、滞止焓： 4、相对湿度： 5、干度： 二、是非判断题：（正确地打“√”；错误的打“×”，并加以改正。）（20分） 1、工质从状态1变化到状态2，不论中间经历了什么过程，其熵的变化都相等。 2、用100℃的热源非常缓慢地给冰、水混合物加热，混合物经历的是准静态过程。该加热过 程是可逆过程。 3、任何燃气轮机装置都可以通过回热的措施提高其热效率。 4、沸腾的水总是烫手的。 5、压气机的绝热压缩过程，由于无散热损失，所以在压力升高比一定的条件下，所消耗的 功最小。 6、空气的湿球温度总是低于干球温度。 7、水蒸气的定压气化过程，由于温度不变，所以内能不变。 8、处于热力学平衡状态的系统必然是一个均匀系统。 9、两杯温度不同的水，在等压下进行绝热混合，其熵不变。 10、一绝热容器中间有隔板分开，一侧装有空气，另一侧为真空，现抽去隔板，由于空气经 历了绝热膨胀过程，所以温度下降。 三、选择题：（21分） 1、下列说法正确的是。 （a）工质对外作出膨胀功，就一定吸热； （b）吸热过程一定升温； （c）要使工质升温，就一定通过加热的方式实现； （d）工质体积膨胀，是使热变功的的根本途径。 2、某实验报告称，温度为800K、压力为6Mpa的燃气进入燃气轮机，在燃气轮机内绝热膨 胀后流出燃气轮机。在燃气轮机出口测得的数据是：p2 = 0.9Mpa，T2= 450K，则该过程 是 。( 1.004/.0.2874/.)p g c kJ kg K R kJ kg K == （a ）可逆的 （b ）不可逆的 （c ）不可能实现的 3、某制冷循环中，工质从温度为－73℃的冷源吸热100kJ ，并将220kJ 的热量传递给温度为27℃的热源，则此循环为 。 （a ）可逆循环 （b ）不可逆循环 （c ）不可能实现 4、工质经历了一个放热、升温、压力增加的多变过程，该过程多变指数的范围是 。 （a ）01n << （b ）1n k << （c ）n k > （d ）0n < 5、系统经历了一个不可逆的放热过程，在该过程中，外界对系统作功150 kJ ，系统放热100kJ ，则系统的熵的变化 。 （a ）0S ?< （b ）0S ?> （c ）0S ?= （d ）无法判别 6、热力学第一定律和第二定律表明，对于实际热力过程 。 （a ）能量守恒，可用能也守恒 （b ）能量守恒，可用能增加 （c ）能量守恒，可用能减少 （d ）能量减少，可用能也减少 7、空气在渐缩形喷管中作一元、定熵流动，已知进口状态T 1=300K 、p 1=5bar 、c f1=100m/s ，背压p b =1bar ，则喷管出口 。 （a ） 21p p β> （b ）21p p β< （c ）21 p p β= （d ）2b p p = 三、分析题：（37分） 1、试推导理想气体定压比热c p 和定容比热c v 关系式 ：c p －c v = R g 。（5分） 2、燃气轮机理想简单循环的废气排气温度高达400～500℃，废气排放到大气中的余热很为可观，因此，有人提出下述三种方案，试分析是否有效，为什么？ （1）、将燃气轮机出口的排气送入另一个透平作功； （2）、将排气送入压气机升压后在送入透平作功； （3）、将排气送入回热器，预热压气机前的空气。（10分） 3、试根据下列条件在无其他动力源的情况下，设计出两种低温余热利用装置的方案，并比 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） 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) 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 v d t 适用理想气体的任何过程。 4．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。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ，可知理想气体的p c 为一过程量； 10. 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，所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体。 24．在p －v 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。 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。 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【】 最新工程热力学期末复习题答案 《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。 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_________ 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 ) 工程热力学考研大纲 一、参考书目: 工程热力学A《工程热力学》童钧耕主编，高等教育出版社，2007年 二、基本要求: 1．理解和掌握热力学的基本概念和热力学的宏观研究方法，能够运用基本概念，针对实际问题的特点选取热力系统，列出简化条件，并进行功和热量的计算； 2．掌握热力学第一定律、第二定律的实质，对闭口系和开口系统进行热力过程的分析和计算，并能用状态坐标图表示过程及能量转换的特点； 3．掌握运用理想气体、水蒸气、湿空气等常用工质的热力性质图表及公式进行热力过程的分析和计算； 4．掌握提高能量利用率的基本原则和主要途径。把实际热工设备的工作过程简化成理想热力循环或热力过程，应用第一、第二定律对循环或过程进行分析和计算。 三、主要知识点 第一章基本概念热力系统，状态及平衡状态，状态参数及其特性，参数坐标图，热力过程及准静态过程，热力循环 第二章热力学第一定律闭口系热力学第一定律解析式，热力学第一定律应用于开口系统，稳定流动能量方程式，焓，技术功，能量方程应用 第三章理想气体及其混合物理想气体状态方程及气体常数，理想气体的比热，理想气体的内能、焓和熵的计算，混合气体的概念，分压力和分容积，混合气体成分 表示方法及其核算，混合气体的比热、内能、焓和熵的计算 第四章气体的基本热力过程四个典型热力过程，多变过程及多变指数 第五章热力学第二定律过程的方向性，卡诺循环和卡诺定理，熵的导出，孤立系统熵增原理，熵方程，熵流与熵产，作功能力损失 第六章实际气体的性质实际气体的性质，范德瓦尔方程，对应态原理，通用压缩因子图 第七章蒸汽的性质蒸汽的性质，蒸汽图表及其应用， 第八章气体和蒸气流动稳定流动基本方程，流速和流量，临界压力比，临界流速和最大流量，喷管的计算，摩阻对流动的影响，绝热滞止，绝热节流，第九章气体的压缩气体的理想压缩功，压缩机的效率，活塞式压缩机余隙容积的影响，多级压缩和中间冷却 第十章动力循环分析分析循环的热效率法，分析循环中不可逆损失的熵方法第十一章蒸汽动力循环朗肯循环，蒸汽参数对循环热效率的影响，再热循环，回热循环， 第十二章气体动力循环活塞式内燃机循环，燃气轮机装置循环，提高循环热效率的各种途径， 第十三章制冷循环空气压缩制冷，蒸汽压缩制冷，提高制冷系数的各种途径，第十四章湿空气湿空气的概念，湿空气的热力过程，焓湿图，湿空气的应用， 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 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。工程热力学期末考试试题
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