一、名词解释
定值比热容：对于理想气体在较低温的范围内，比热容受温度的影响可以忽略，比热容仅与
气体原子结构有关，称作定值比热容。
理想气体：理想气体是一种实际上不存在的假想气体，其分子是些弹性的、不具体积的质点，
分子间相互没有作用力。
可逆过程：热力系在完成一个过程后，工质若能沿原路线返回原状态，并且使外界不留下任
何痕迹的过程称作可逆过程。
熵产：热力系发生不可逆变化时，由于不可逆因素而产生的熵的变化称作熵产。
热量的作功能力损失:热量在传递和转换中，由于不可逆因素的影响使原本能转换
为功的部分退化为环境状态下的无用能的部分称作热量的作功能力损失I 。
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。
喷管：使得气流速度提高，压力降低截面变化的管道称作喷管。
喷管的临界状态：喷管气流流速达到声速时的状态称作临界状态。
相对湿度：湿空气中水蒸气的分压力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，称为相对湿度?。
二、单项选择题
1. 绝热压缩时，若工质初态相同，终态压力相同，不可逆过程的2v 与可逆过程的s v 2关系
为 A 。
A.s v v 22>
B. 2v s v 2?
C.2v s v 2=
D.不能确定
2. 由气体参数恒定的干管向一绝热真空刚性容器内充入该种理想气体，充气后容器内的温
度与干管内气体温度相比，其温度 B 。
A. 保持不变
B. 升高
C.降低
D.无法确定
3. 由卡诺定理可知，所有可逆热机的热效率 D 。
A.均相等
B.均为1
21T T t -=η Ｃ.121T T t -=η121q q -? D.两个热源时均为1
21T T t -=η 4.任何理想气体热力过程中，焓变化量均可表示为 A 。
A.21p c dT ?
B.q －w
C.2
1V c dT ? D.△h －pv 5．可逆定温过程由于温度不变，理想气体与外界的热量交换 B 。
A.零
B.s T ?
C.2212v p v p n T R g
D. 2
1v v n R g 8. 技术功21h h w t -=计算式使用时，适用于 C 。
A ．理想气体 B.水蒸气 C ．任何工质的绝热过程 D.任何工质的定压过程
9. 如图所示，循环1-2-3-1，其中1-2为定温，2-3为绝热，3-1为不可逆的绝热过程，
则此循环 B 。
A.违背热力学第一定律
B.单一热源循环不能工作
C.13101T T q w t -?=η
D.1
21T T t -=η 10. 热力系吸热对外作功则温度 D 。
A.一定上升
B.一定下降
C.温度不变
D.变化取决于Q 、W
11.水蒸气经过绝热节流后 B 。
A.焓值增大，压力升高
B.焓值不变，熵增大；
C.熵减小，压力下降
D.熵不变，压力升高
12.pdv dT c q v -=δ适用于 D 过程。
A ．任何工质的不可逆
B ．任何工质的可逆
C ．理想气体的任何
D ．理想气体的可逆
13. 欲使入口为亚声速的气流增速至超声速流动范围时应该使用 D 。
A.渐缩管
B.渐放管
C.等径管道
D.缩放管
14.对蒸汽动力循环改进，采用再热的主要目的是为了 C 。
A.提高循环的初参数
B.降低循环的终参数
C.提高排汽的干度
D.减少循环蒸汽量
15. 在p-V 图上有一理想气体进行两个任意热力过程a-b 和a-c ，已知b 点和c 点位于同一
条定温线，但b c p p >，两个过程的热力学能变化量大小为 C 。
A ．ab ac u u ?>?
B ．ab ac u u ?
C ．ab ac u u ?=?
D ．无法比较
16． A 可以在朗肯循环中提高汽轮机排汽的干度。
A ．提高初温
B ．提高初压
C ．降低排汽压力
D ．采用回热
17．下列说法中正确的是 B 。
A ．气体吸热时热力学能一定增加。
B ．气体被压缩时一定消耗外功。
C ．气体一定要吸收热量后才能对外做功。
D ．气体进行膨胀时必须对其进行加热。
1.气体吸热后，其熵一定增大； （ √ ）
2.气体吸热后温度一定升高； （ × ）
3.气体吸热后热力学能一定升高； （ × ）
4.含湿量大的湿空气相对湿度高； （ × ）
5.气体压缩时一定耗功 （ √ ）
18．理想气体从初态1经历一绝热压缩过程到达终态2，该过程的热力学能变化量为
A 。
A ．21V c dT ?
B ．2
1p c dT ? C ．t q w - D ．h pv - 19．水蒸气经过绝热节流后 D 。
A ．熵减小，压力下降
B ． 熵不变，压力升高
C ．焓值增大，压力升高
D ．焓值不变，压力下降
20．随着压力的升高，水的汽化潜热将 D 。
A ．增大
B ．减小
C ．不变
D ．先增加后减小
21．对蒸气动力循环改进，采用回热的主要目的是为了 C 。
A ．提高排汽的干度
B ．降低工质的平均放热温度
C ．提高工质的平均吸热温度
D ．降低排汽的干度
22. 某容器工质压力低于环境压力，当工作中疏忽漏入气体，则容器上
安装的压力监视仪表读数 B 。
A 将升高； B. 将降低； C.将不变； D.并不能反映该变化。
23．绝热节流过程为 D 过程。
A ．定焓
B ．定温
C ．可逆
D ．不可逆
24．欲使入口为亚声速的气流增速至超声速应该使用 D 。
A ．渐缩管
B ．渐放管
C ．等径管道
D ．缩放管
25．不可逆循环进行的结果是使 D 。
A ．??0ds
B ．??0ds
C ．：0??
T q δ D ．?=0ds
三、简答题
1．循环分析中为什么循环净功等于循环净热，它们在T-s 图、p-v 图上是怎么表示的？
答：由热力学第一定律可知，，循环中状态参数的变化量为零，则有 ，即循环中热量的代数和等于交换的功的代数和。
2. 闭口系经历可逆和不可逆两个过程，从同一起点出发，若到达某一相同的终态点，问这
两个过程的熵流是否相等？试分析之。
答：当初终状态一定时，其过程中的熵变化量相同，不可逆可逆s ?=?s ， f s s ?=?可逆，而g f s s ?+?=?s 不可逆所以不可逆过程的熵流小于可逆过程的熵流。
3.简要说明热量、功、热力学能的区别与联系。
答：热量是热力系与外界由于温度不同而传递的能量； 功是热力系与外界由于压力不
同而传递的能量； 热力学能是热力系内工质由于热运动而具有的能量；
热量与功都是过程量，取决于所经历的过程； 热力学能是状态参数，取决于
所处的状态；传热不需要宏观的相对位移；作功必然伴随有宏观的相对运动。
4．简要说明膨胀功、推动功、轴功和技术功四者之间有何联系和区别？请在p-V 图上表示
膨胀功和技术功的大小。
答：膨胀功（w ）是工质体积变化产生的功，是热能转换的基本功。推动功（pv ）是工质
在流动过程中所传递的功。膨胀功和推动功的代数和为技术功（w t ），它是工程上可以利用的
功量。轴功（w s ）是指从机器轴端输出的有用功，它等于技术与流动工质的动、位能变化量的代数和，即21221121211()()()2
t t s w w p v p v w c c g z z w =--=-+-+ p-V 图上过程线在V 轴上的投影面积可表示膨胀功的大小，过程线在p 轴上的投影面积可表
示技术功的大小。
5.卡诺循环由哪几个过程的组成？由该循环热效率计算公式可得到哪些结论？
答：卡诺循环组成：可逆定温吸热，可逆绝热膨胀，可逆定温放热，可逆绝热压缩。其热效率计算公式为：1
21T T -=η 由该公式可得到下列结论：
1）卡诺循环的热效率仅取决于高温热源的温度和低温热源的温度，与工质的性质无关，高温
热源的温度愈高，低温热源的温度愈低，循环热效率愈高；
2）卡诺循环的热效率只能小于1，不能等于1，更不能大于1，因为2T 不会等于0，1T 不会为
无穷大；
3）21T T =时循环热效率等于0，即从单一热源吸热而源源不断地对外作功的循环发动机不存
在。
6．试在T-s 图上把理想气体两状态间热力学能及焓的变化表示出来。
答：1）理想气体热力学能、焓是温度的单值函数，则有v v v q Tds t c u ==?=??2
1
同理，有p p p q Tds t c h ==?=??21
2）
7．请简述熵增原理的实质。
答：熵增原理的实质： 1 ） 阐明了实际过程具有方向性，即实际的热力过程总是朝着
使系统总熵增大的方向进行，即0iso dS >。 2 ）指出热过程进行的限度，即随着过程进行，系统内部由不平衡向平衡发展，总熵增大，当孤立系统总熵达到 最大值时过程停止进行，
系统达到相应的平衡状态，这是时0iso dS =。 3）揭示了热过程进行的条件，即系统熵的减小
必然伴随着其余系统熵的增加。
8．1㎏某种理想气体从同一初态1出发，分别经过可逆、不可逆绝热膨胀达到同一终压，将
此可逆、不可逆过程表示在同一张T-s 图上，且说明可逆、不可逆过程相对位置的理由。
答：当初状态相同，经可逆、不可逆过程达到同一终压状态，如图所示，其参数特点：
,,'2'22'2T T s s >>由于不可逆摩擦产生的热不能外传，被系统内工质吸收，从而熵增大，
工质温度升高。
9“处于沸腾状态的水总是烫手的”这种说法是否正确？试根据热力学知识解释之。
答：这种说法是错的。水的沸腾状态就是其饱和状态，饱和温度与饱和压力是单值函数关
系，当压力很低的沸腾状态对应的温度也将很低，例如：青藏高原大气压力很低，70－80℃
水就沸腾但不烫手。只有压力较高对应的温度较高才可能烫手。
“过热水蒸气的温度是否一定很高？未饱和水是否一定很低？为什么？
答：水的沸腾状态就是其饱和状态，饱和温度与饱和压力是单值函数关系，当压力很低的
状态对应的饱和温度也将很低，只要工质温度高于其饱和温度就是过热蒸汽；同理，当压
力很高的状态对应的饱和温度也将很高，而工质的温度低于其饱和温度就是未饱和水，所
以这种说法是错的。
10．朗肯循环热效率低主要是什么原因？试结合循环的T-s 图分析之。
答：朗肯循环热效率低下的原因：1）未饱和水低温预热段造成循环平均吸热温度太低；2）
排入凝汽器中的热量太多，冷源损失大。
11．蒸汽参数对蒸汽动力循环有什么影响？分别将引什么趋势的变化？
答：影响蒸汽动力循环的参数有211,,p t p 。当循环中提高进气压力1p ，其他参数保持不动时，会使得排气干度下降，平均吸热温度提高，循环效率提高，但对汽轮机组安全运行不利；当
循环中提高进气温度1t ，其他参数保持不动时，会使得排气干度升高，平均吸热温度提高，
循环效率提高，但是工质温度的提高要求锅炉使用的金属材料的耐热温度提高，所以温度的
提高也是受限的；当循环中降低排气压力2p ，其他参数保持不动时，会使得循环平均放热温
度降低，循环净功增大，循环效率大幅提高，但排气压力降低受环境温度限制。
12．蒸汽动力循环若改变其初参数将会使得循环发生变化，试分析当初温提高，初
压、终压保持不变时的循环特点，同时绘制水蒸气T-S 图加以分析。
答：蒸汽动力循环若保持初压、终压不变，改变其初温t 1，若提高t 1将使得循环在更高的
过热温度下进入汽轮机，使得循环的平均吸热温度提高1-T ，排汽干度值2x 上升，循
环热效率t η提高。
13．在喷管流动分析时是如何应用2(1)f f
dc dA Ma A c =-来分析喷管截面的变化规律？ 答：由管道流动的特征方程2(1)f f
dc dA Ma A c =-可知，喷管截面的变化规律为：
1）当1Ma <，气流在喷管中为亚声速流动，0dA <，气体截面收缩，喷管截面为渐缩型。
2）当1Ma >，气流在喷管中为超声速流动，0dA >，气体截面扩张，喷管截面为渐扩型。
3）如果工质在喷管内从亚声速连续增加至超声速，则气体从1Ma <连续加速到1Ma >，所以
喷管截面先缩小后扩大成缩放型，中间有一最小截面，称为临界截面，此处1Ma =。
14.计算喷管流速时，若存在摩阻时仍然可以采用)(2212h h c f -=公式，那么摩阻损耗
表现在哪里？有摩阻时的膨胀终状态焓是如何确定的？绘制分析过程的h-s 图。设? 为已
知值。
答：喷管流速计算公式)(2212h h c f -=是由热力学第一定律能量方程推得，故适用于喷管
流速计算的任何情况。当有摩阻损失，由于热力系与外界绝热，工质膨胀至p 2时焓降升为'2h 。
计算存在摩阻的流速时只需将'2h 替代2h 即可。
)(12122'2h h h h --+=）（?
15．何谓喷管的临界状态？喷管的临界流速与哪些因素有关？试分析之。
答：喷管中的气流速度达到声速时对应的状态就是临界状态。喷管的临界流速与工质的种类有关，与喷管入口状态有关，111
2v p c c fcr +==κκ，当气体k 值一定，入口状态一定，什么时候达到声速即确定了。
16．简要说明未饱和湿空气所含的水蒸气处于何状态？
答：处于过热蒸气状态。因为未饱和湿空气是指湿空气中还能吸收水分，水蒸气还没有达到
饱和，此时水蒸气的分压力还未达到所对应温度下的饱和压力。
17．已知湿空气由未饱和状态，经一分压力不变的过程达到饱和状态，试分析图中经历的1、
2、3状态点的相对湿度、含湿量、露点温度的相对大小并绘制相应的T-s 图。 答：由题意可知，当湿空气中水蒸气分压力相等，各状态点对应的饱和温度相等，露点温
度都一样，1，2，3点温度如图所示，其对应的饱和压力321s s s p p p >>，因此有
321321;d d d ==<
18．如图所示，湿空气中水蒸气的T-s 图，A 、B 两点在同一条等压线上，试在图上标出两点对应的湿空气露点温度；A 、B 两点温度对应下的饱和压力；该两点的湿空气温度是否相同？
答：由题意可知，当湿空气中水蒸气分压力相等，各状态点对应的饱和温度相等，露点温度都一样，如图所示，其对应的饱和压力sB sA p p >，因此有 B A T T >。
四、绘图题
1．在p-v 图、T-s 图上，表示出下列过程：
1）工质膨胀、放热且降温；
2）工质压缩、降温且降压。
2.下面给出了多变过程1-2,1-3，请在空白的p-v 图、T-s 图上补全相应的曲线。要求：1）在图中标注出四个基本热力过程的多变指数n ；
2）说明各过程中工质是膨胀还是压缩，吸热还是放热，升温还是降温。
1）1-2过程为放热、升温、压缩、升压。
2）1-3过程为吸热、升温、膨胀、降压。
3．何谓循环的平均吸热温度、平均放热温度？以朗肯循环为例，在T-s 图上表达解释之。
（热动、集控、核电专业必做题） 答：当循环吸热、放热过程不是定温时，为了分析方便可以将吸热、放热曲线下所围面积折合为定温过程，此时的温度即为平均吸热、放热温度，222111,s q T s q T ?=?=--
。
4．现有两状态不同的湿空气，但其水蒸气分压力相等vB vA p p =，A 状态的湿空气温度高于B 状态的，即B A T T >，请分析比较两状态相对湿度的大小，并绘制湿空气的T-s 图。
（暖通、制冷专业必做题）
答：1）湿空气的相对湿度s
v p p =?，当湿空气温度不同时对应的饱和压力s p 不同，B A T T > sB sA p p >则sB
v B sA v A p p p p =<=??。
2）
五、计算题
1. 3㎏某种理想气体在刚性容器中定容吸热360kJ ，容器上装有搅拌器，同时输入搅拌功440kJ ，若过程中气体的平均比热容kJ/(kg.k)114.1=p c ，kJ/(kg.k)924.0=v c ，已知初态温度2801=t ℃。试求：1）容器中气体的终态温度；2）过程中气体的S H U ???,,。 解：1）由kJ 800440360=+=?=+=U W Q Q s v
C t mc U t t t mc U v v ?=+?=+?=-=?6.568280924
.03800)
(1212 2）kJ 800=?U
kJ 5.964)2806.568(114.13)(12=-??=-=?t t mc H p
kJ/kg 164.1273
2802736.568ln 924.03ln 12=++?==?T T mc S v 2．某闭口系经历一过程使得熵变化=-12s s 35kJ/(kg.K)，该过程是个吸热过程，工质从300K 热源获得热量6000kJ/kg ，试问：
1）此过程是可逆、不可逆、还是不可能发生的过程？
2) 分析该过程工质的熵流、熵产分别为多少？
解：1）若过程是可逆的话该吸热过程熵的变化f s s ?=?即为熵流
(kJ/kg.K)20300
6000===?T q s ； 该过程kJ/(kg.K)20kJ/(kg.K)35'=?>=?s s ，过程为不可逆过程。
2）kJ/(kg.K)152035'=-=?-?=?s s s g ，20/(.)f s s kJ kg K ?=?=
3．某理想气体吸收3349kJ 的热量作定压变化。设该理想气体定容比热v c =0.741 kJ/(kg.K)，气体常数为 g R =297 J/(kg.K) ，求气体对外作的功及热力学能的改变量。 解：1）由21()3349kJ p m p Q q c t t =-=
210.7410.297
3349()3226.400.7410.297
p v g p
m p c c R Q q t t c =+=+-===+ 2）kJ 24.95840.3226297.0)(12=?=-=t t R q W g m p
3） 3）kJ 76.239040.3226741.0)(12=?=-=?t t c q U v m
4．1kg 空气，111,900p MPa T K ==，绝热膨胀到20.1p MPa =。设定容比热容为
718/()
v c J k g K =?，绝热指数 1.4κ=。求空气的热力学能的改变量U ?和焓变化量H ?。解：0.412 1.42110.1()()900466.151
p T T K p κκ-==?= 21()718(466.15900)311.504v U c T T kJ ?=-=?-=- p
p v v c c c c γκκ==?=
2121()() 1.4(311.504)436.106p v H c T T c T T U kJ κκ?=-=-=?=?-=-
5.某仪表测试系统需要恒定温度的气流掠过，采取下列措施实现，用换热器将压力为101kPa 流量为0.5kg/s 的空气从24℃冷却到10℃，再与0.2kg/s 、30℃，压力同为101kPa 的空气流混合进入风管掠过仪表，求冷却器的散热率kJ/s 和风管内的气流温度。
解：1）取冷却器为开口系
KW s kJ T T c q h h q Q p m m 03.7/03.7)1024(004.15.0)()(211211==-?=-=-=
2）取混合器为开口系
12423
442233
223322334423
4;0.52830.2303252.6320.50.50.2m m m m m m m m m m m m m m m q q q q q q h q h q h q h q h q h q h h q q q T K C ==+=+++==+?+?=
==-?+
6．已知一可逆热机有3个热源，温度分别为207℃，107℃，87℃，当热机从207℃的热源吸入1296kJ 的热量时，对外输出净功232kJ ，求：
1）其它2个热源的热量，并确定方向；2）热机的热效率。
解：根据热力学第一定律，得 123Q Q Q W
++= 根据熵增原理，且为可逆过程，3121230Q Q Q T T T ++= 得
11231296,207273480,107273380,87273360Q kJ T K T K T K ==+==+==+=
得 21748Q kJ =-（放热） 3684Q kJ =（吸热）
4）1323211.7%1296684
W Q Q η===++ 7. 高温热源温度为800K ，工质温度为300K ，从高温热源向工质传热500kJ 。试求：
1）温差传热引起的熵产；2）过程中不可逆性使热量的作功能力损失了多少？（环境温度为27℃ ）3）绘制该过程的T-s 图。 （比热为定值，环境温度为27℃。）
解：1）温差传热引起的熵产，取热源、工质为孤立系
热源的熵变化 kJ/K 625.0800
500-=-=-=?r r T Q S 工质的熵变化 kJ/K 667.1300
500=+=+=?q q T Q S kJ/K 042.1667.1625.0=+-=?iso S
kJ 6.312042.13000=?=?=iso S T I
8. 若从温度为253K 的低温热源将419000kJ/h 的热量排向温度为17℃的环境大气。试求
1）理想情况下制冷机需要消耗的功率；
2）每秒排向大气的热量；
3）若工质为理想气体，将逆向循环表示在T-s 图上。
解：1）理想情况的逆循环即为逆卡诺循环 kW 12.173600
8.64190008.6253)27317(253200
2
212=?==
==-+=-=
εεεQ W W Q T T T 2）kJ/s 51.13312.173600419000021=+=+=W Q Q
3）
9.空气进入一渐缩型喷管，已知喷管进口的参数450,5MPa 11==t p ℃，问
1）气体在喷管中膨胀可能达到的最低压力为多少?
2）若外部空间压力为1.5MPa ，试确定喷管的出口的状态参数及气体出口流速；
3）若出口截面为20mm 2求每秒钟流过的气体流量为多大？。
解：1）空气在渐缩喷管内能够达到的最低膨胀压力为临界压力
MPa 64.2528.051=?==cr cr p p υ
2）当MPa 64.2,MPa 5.12==<=cr cr b p p p p 出口压力为临界压力时 C K p p T T cr cr ?==+==--4.3294.602)528.0)(273450()(1
111κκκκ m/s 4921000)4.329450(004.12)(212=?-?=-=cr cr h h c
3）/kg m 0655.01064.24.602287362=??==cr g cr p T
R v
6max 20104920.15kg/s 0.0655
m m q q -??=== 10. 渐缩型的喷管进口为压力2.5MPa ，温度400℃的水蒸气，试确定该喷管可能达到的最大出口流速；若出口截面为10cm 2则可通过的最大流量。
解：1）MPa,365.1546.05.2=?=cr p 渐缩喷管可能达到的最低压力为MPa,365.12==cr p p 因此流速达到声速；
2）查得参数：/kg m 20.0kJ/kg,3055 kJ/kg,5.32373cr 21====v h h h cr 允许有误差
m/s 6041000)30555.3237(12=?-=-==cr cr h h c c
3）kg/s 02.320
.06041010-42=??===cr cr cr m v c A q q 3．水蒸气进入一渐缩喷管，已知喷管进口的蒸气参数115,450p MPa t C ==?，求： 1）水蒸气在喷管中膨胀可能达到的最低压力为多少？ 2）若外部空间压力为1.5MPa ，试确定喷管的出口流速；3）若喷管工作时间长了出口处有磨损，在出口处截去一小段，其它条件不变，出
口流速为多大？试分析之。
解：1）蒸汽在渐缩喷管内能够达到的最低膨胀压力为临界压力
150.546 2.73cr cr p p v MPa ==?=
2）当 1.5b cr p MPa p =<时，出口压力为临界压力2 2.73cr p p MPa ==
123315/,3134/cr h kJ kg h h kJ kg ===
212()2(33153134)1000600/cr cr c h h m s =-=-?=
3）由于进出口状态参数不变，截去一小段后，由于背压低于临界压力在出口处仍处于临界状态，出口流速仍为临界速度。
11.水蒸气进入一渐缩喷管，已知喷管进口的蒸气参数450MPa,511==t p ℃，喷管外部空间压力为1.5MPa ，试确定：
1)喷管的临界压力；
2)喷管的流速；
3）在h-s 图上绘制喷管中蒸汽的膨胀过程。
解：1）蒸汽在渐缩喷管内能够达到的最低膨胀压力为临界压力
MPa 73.2546.051=?==cr cr p p υ
2）当MPa 73.2,MPa 5.12==<=cr cr b p p p p 出口压力为临界压力时 m/s
6001000)31343315(2)(2kJ/kg 3134kJ/kg,33151221=?-=-====cr cr cr h h c h h h 3) h-s 图
12．某渐缩喷管出口截面面积10cm 2，喷管进口的空气压力2MPa ，温度127℃，出口处背压为1.5MPa ，若空气可作为理想气体，比热容取定值，且p c =1.004)K kJ/(kg ?，试确
定： 1)喷管出口的压力、温度、比体积；
2)喷管出口的流速、流量。
解：1）MPa p MPa p p b cr cr 5.1056.12528.01=<=?==ν
MPa p 5.12= 出口速度为亚声速
2）K T p p T 4.368)273127()25.1()(4.114.111122=+?==--κκ kg m p RgT v /0705.010
5.14.36810287.0363222=???==
s m T T c c p f /89.251]4.368)273127[(10042][2212=-+?=-=
s kg v c A q f m /57.30705
.089.2511010422
2=??==- 13.某蒸气机组采用朗肯循环，锅炉过热蒸气压力5MPa 、温度500℃，经过主汽阀节流后获得4.5MPa 的过热蒸气，然后进入汽轮机绝热膨胀作功，汽轮机排汽压力为0.005MPa ，若考虑水泵耗功。（已知g h kJ/k 77.137'2=）
1) 绘制朗肯循环的T -S 图；
2) 在h -s 图上表示出蒸汽在主汽阀处的节流、汽轮机内绝热膨胀作功的过程；
3) 求该循环每千克工质的吸热量、循环净功和循环的热效率。
解：
2）
3）查循环蒸汽参数
g h h h g h h kJ/k 2.3432,kJ/kg 77.137,kJ/k 2136,kJ/kg 2.34321'1'221=====
g p p h h kJ/k 765.14210)005.05(001.077.137)(001.0321'24=?-+=-+=
kJ/kg 435.3289765.1422.3432411=-=-=h h q
kJ/kg 205.1291995.42.1296kJ/kg 995.410)005.05(001
.0kJ/kg
2.129621362.3432032'1=-==?-==-=-=w w h h w p T
%25.393925.0435
.3289205.129110≈===q w t η 14．某朗肯循环，新蒸汽是5MPa 、500℃的过热蒸气，进入汽轮机绝热膨胀作功，汽轮机排
汽压力为0.005MPa 。（排汽压力下的饱和水焓kJ/kg 77.137'2=h ）
1)画出循环的T-S 图；2)求该循环每kg 工质的吸热量、循环净功；
3)循环的热效率、汽耗率、热耗率。
解：1）T-S 图
2）确定参数，计算能量交换（查图） kg kJ h t p /2.3432,111=→， )/(9735
.61kgK kJ s = 82.0,/2.2126,22122==→=x kg kJ h s s p
kg kJ h /72.1373=5.142)(001.021'2
4=-+=p p h h kJ/kg 2）=-=411h h q 3432.2-142.5=3289.7 kJ/kg
=-=21h h w net 3432.2-2126.2=1306 kJ/kg
3）397.07
.328913061===q w net t η
k W .h /kJ 9068397.036003600kW.h /kg 756.21306
36003600t 00======t q w d η
15．某蒸汽机组实行朗肯循环，新蒸汽是5MPa 、500℃的过热蒸气，经过进汽阀节流后获得4.5MPa 的过热蒸气，然后进入汽轮机绝热膨胀作功，汽轮机排汽压力为0.005MPa ，忽略水泵耗功。1)画出循环的T-S 图；
2)在h-s 图上表示出蒸汽在进汽阀处的节流、汽轮机内绝热膨胀作功的过程；3)
求该循环每kg 工质的吸热量、循环净功，循环的热效率。
解：1)T-s 图
2) h-s 图
3）蒸汽参数确定
kJ/kg 77.137,kJ/kg 2.3432'2431====h h h h kg kJ h x /44.2124
82.022==， 4）吸热量、循环功、热效率
kJ/kg 48.329472.1372.3432311=-=-=h h q
kJ/kg 76.130744.21242.34322'10=-=-==h h w w T
%69.393969.048
.329476.130710≈===q w t η 16．某太阳能蒸气机组，新蒸气是2.1Mpa 的干饱和蒸气，经过进汽阀节流后获得2.0MPa 的过热蒸气，然后进入汽轮机绝热膨胀作功，汽轮机排汽压力为0.05MPa ，若忽略泵功，求该循环的热效率；画出循环的T-S 图；在h-s 图上表示出蒸汽在进汽阀处的节流、汽轮机
内绝热膨胀作功的过程。（已知kJ/kg 76.338'2=h ）
解：1）循环的热效率
循环参数：1'111),kJ/(kg.K 3218.6s kJ/kg,2800h h h ===
（参数可以直接查h-s 图，数据允许有一定的误差。）
kJ/kg 22002=h
%38.2424338.076
.338280022002800'212110==--=--==h h h h q w t η 2）T-S 图
3）h-s图
17．某压缩蒸气制冷循环用氨作制冷剂，制冷量为106kJ/h，冷凝器出口氨饱和液的温度为27℃，节流后的温度为-13℃。试求：
1）单位质量制冷量；2）制冷剂流量；
3）压缩机耗功率；4）冷凝器热负荷；
5）循环的制冷系数。
解：1）查压焓图，得：
h1=1570kJ/kg、h2=1770kJ/kg、h3=h4=450kJ/kg
2）单位质量制冷量
q
= h1- h4=1570-450=1120 kJ/kg
3）制冷剂流量
q
=Q0/ q0=106/1120=892.9kg/h=0.248kg/s
m
4）压缩机耗功率
P
=q m w c=q m (h2 –h1 )=0.248(1770-1570)=49.6 kW
c
5)冷凝器热负荷
q
= q m (h2-h3)=0.248(1770-450)=327.4kW
c
6)制冷系数
ε= q0/ w c=1120/（1770-1570）=5.6
18.某房间采用氨蒸汽压缩制热循环，制冷剂冷凝温度30℃，环境温度（蒸发）-20℃。
试求：1）绘出循环的T-s图；2）循环制冷量；3）循环放热量；4）循环净功；
5）热泵系数；6）若房间每小时需热量60000kJ，则热泵所需耗功率。
解：1）T -S 图
查氨的压焓图，得 h 1=1430 kJ/kg h 2=1700 kJ/kg h 3=340kJ/kg h 4=h 3=340 kJ/kg
2）循环制冷量：412h h q -==1430-340=1090 kJ/kg
3）循环放热量：321h h q -==1700-340=1360 kJ/kg
4）循环净功：21q q w net -==1360-1090=270 kJ/kg
5）热泵系数：270
13601==net w q ζ= 5.03 6）03
.5360060000360060000?==ζP = 3.3 kW 19．某50m 3的房间内空气t 1=30℃、φ=60%，等压冷却到t 2=10℃。已知p b =0.1013MPa ，求：
1）初态时d 1、h 1 H ；2）当冷却到2状态时产生的凝结水量Δm ；3）冷却过程中的放热量Q 。
（已知p s1=4241Pa ， p s2=1227Pa ，t d1=21.38℃ ）（湿空气h -d 图见附图） 解： 1）初态确定
p v1=φ1 p s1=0.6×4241=2544.6Pa
d 1=0.622p v /p -p v =0.622×2544.6/0.1013×106-2544.6=0.016kg/kg(a)
p a1=p b -p v1=98755.4 Pa
初态时干空气的质量
m a =p a1V /R g,a T 1=56.78kg
h 1=1.005t 1+d 1（2501+1.86t 1）=71.06kJ/kg (a)
H = m a h 1=4034.8kJ
2)由于t 2小于t d ，所以p v2=p s2=1227Pa
d 2=0.622p v2/p -p v2=0.622×1227/0.1013×106-1227=0.0763kg/kg(a)
Δm= m a （d 1-d 2）=0.4785kg
h 2=1.005t 2+d 2（2501+1.86t 2）=29.27kJ/kg(a)
7）3)Q =m a (h 2-h 1)= - 2372.58kJ
20.某制冷机采用氟利昂134a 为制冷剂，已知冷凝器出口温度为40c ?，蒸发器的温度为－20c ?，求压缩1千克制冷剂压缩机消耗的功；其在循环中的制冷量以及制冷系数；画出制冷循环的T-s 图、lgp-h 图。
解：1）查压焓图
34213 427kJ/kg, kJ/kg,387 kJ/kg,260h h h h h ====
2)kJ/kg 40387427120=-=-=h h w
17.340127kJ/kg
127260387041====-=-=w q h h q c c ε
4）
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。
各位同学：以下为《工程热力学B》复习题，如有问题，请到办公室答疑。第一章基本概念 1.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。（错） 2.压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。( 错 ) 3.由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。（错） 4.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。( 对 ) 5. 比体积v是广延状态参数。( 对 ) 6. 孤立系的热力状态不能发生变化。（错） 7. 用压力表可以直接读出绝对压力值。（错） 8. 处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（错） 9. 热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。（对） 10. 可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。（对） 11.经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。（错） 12. 物质的温度越高，则所具有的热量越多。（错） 1.能源按其有无加工、转换可分为一次能源和二次能源。 2.在火力发电厂蒸汽动力装置中，把实现热能和机械能能相互转化的工作物 质就叫做工质。 3.按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为开口系和闭口系两大类。 4.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需 2 个。 5.只有平衡状态才能用参数坐标图上的点表示，只有可逆过程才能用参数坐标图 上的连续实线表示。
6. 绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 7. 孤立系是指系统与外界既无 能量 交换也无 质量 交换的热力系。 8. 测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，容器内的绝对压力 173 kPa 。 6.热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种状态称为(平衡状态) 无关。 8.理想气体闭口系统经历一定温过程，吸热量为100J ，则它的热力学能变化量为 0 J 。 1.准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程 C 。 A 做功无压差； B 传热无温差； C 移动无摩擦； D 上述任一个都可。 2.下列说法中正确的是：1 （1）可逆过程一定是准平衡过程 （2）准平衡过程一定是可逆过程 （3）有摩擦的热力过程不可能是准平衡过程 3. 测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是因为：4 1）有气体泄露 （2）气体的热力状态发生变化 （3）大气压力发生变化 （4）以上均有可能 第二章 热力学第一定律 1.气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加； （ 错 ） 2.气体膨胀时一定对外作功； （ 错 ） 3.对工质加热，其温度反而降低是不可能的。 ( 错 ) 4.热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆（ 对 ）。
工程热力学复习题 一、单项选择题 ．热力系内工质质量若保持恒定，则该热力系一定是 。 ．开口系 .闭口系 . 孤立系 .不能确定 （知识点：教材页：热力系统。稳定流开口系，当处于稳定状态时，工质 质量也会保持恒定。如果热力系与外界有热量交换，则不是孤立系，所以答案 不正确。）.不能确定 ．某压力容器，其压力表的读数在重庆为1g p 与在拉萨2g p 时相比较 。 ． 相同12g g p p = . 增大21g g p p > . 减小12g g p p < . 无法确定 （知识点：教材页，压力的概念，通常我们所使用的测压计，测出的是工 质的真实压力和环境压力之差，当真实压力不变，而环境压力减小时，压差会 增大。）. 增大21g g p p > ．开口系的质量是 。 ．不变的 .变化的 . 变化的也可以是不变的 .在理想过程中是不变的 （知识点：教材页：热力系统。稳定流开口系质量不变，但非稳定流则会改 变。）. 变化的也可以是不变的 . 准平衡过程，工质经历的所有状态都接近于 。 .初状态（可以不在初状态） .环境状态 .终状态（也可以不在初状态） .邻近状态 （知识点：教材页，偏离平衡态无穷小，随时恢复平衡的状态变化过程就是 准静态过程，也叫准平衡过程。准平衡过程虽然偏离平衡态无穷小，但可以偏 离初始态一个较大的变化，因此答案不正确，不正确，那么也不正确，准平衡 过程可能是在孤立系统中发生的，这时就不会与环境状态相接近，因此答案为）. 邻近状态
.一定量理想气体从相同的初态出发分别经过不可逆过程、可逆过程到达相同的 终状态，则两过程中气体热力学能变化 。 ． 2121B A U U ?? ． 2121B A U U ?-=? （知识点：教材页，热力学能的变化，在不考虑化学能和原子核能的情况 下，只是内动能和内位能的变化。在一个从状态到状态的过程中，可以有两种 方式，一种是可逆的，一种是不可逆的，但不管过程是否可逆，当初态相同， 终态相同时，系统的热力学能的改变就是相同的。）．1212A B U U ?=? .气体在管道中可逆流动时，任何截面上的滞止焓 。 . 222 22222 1 1f f f c h c h c h +≠+≠+ . 22222211f f c h c h ++〉 . 2222 22 1 1f f c h c h +<+ .均相等 （知识点：教材页，滞止焓是该截面上这一点工质的焓与工质的动能之和）. 均相等 .某一定量工质将的热量散失到周围环境，若工质散热时熵变化kJ/K ，这过 程 。 .可以发生且为可逆 （可逆过程的熵变为零） .可以发生且为不可逆 .不可能发生（在外力作用下也可能实现，比如系统温度高于环境温 度） .违反熵增原理（如果这个过程是自发完 成的，才违反熵增原理） （知识点：教材、页热力学第一定律和第二定律。过程能否进行，主要看 是否违反热力学第一定律和第二定律，第一定律是能量守恒定律，第二定律判 定过程的方向，给出了定量工质向环境散失的热量，题目未说明，但有可能在 外界对系统做功的情况下能量守恒，同时系统的熵减小，所以答案为。如果这 个过程是自发过程则不可能发生。）.可以发生且为不可逆 .刚性容器中有某种理想气体，参数、、，现定温充入另一种气体，使容器中的压 力升到，充入的气体质量 。
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、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。
工程热力学期末复习手册 ——by 机61学习小组一、各章要点： 第五章： 1.活塞式内燃机循环：（特点、计算、比较） 2.燃气轮机循环：理想循环和实际循环计算和比较 3.提高热效率的手段：回热、间冷+回热、再热+回热 第六章： 1.熟悉pT相图 2.熟悉1点2线3区5态 3.会查出水蒸气的参数 4.基本热力过程在p-T、T-s、h-s图上的表示，会计算q、wt 5.注意与理想气体比较，哪些公式可用、哪些不能用 第七章： 1.熟悉朗肯循环图示与计算 2.朗肯循环与卡诺循环 3.蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 4.再热、回热原理及计算 第八章： 1.空气压缩制冷，分析、计算、回热 2.蒸汽压缩制冷，分析、计算 3.压缩式热泵循环，与制冷原理相同，会计算 4.吸收式制冷，。。。。。。，制冷剂，一般了解
第九章： 1.成分描写 2.分压定律和分容积定律 3.混合物参数计算（混合熵增） 4.湿空气概念与计算 第十章： 1.会从四个特征式，推到出8个偏导数和4个Maxwell式 2.了解s,u,h,f,g,cp,cv,cp-cv与状态方程的关系 3.知道焦汤系数的定义与含义 4.了解各状态方程的特点，适用范围 5.理解对比态原理，会查图计算 第十二章： 1.基本概念，各概念的条件（热效应，燃料热值，标准生成焓，化学Ex，平衡判据，自发反应方向） 2.理解计算反应热、热值、理论燃烧温度、反应度、平衡常数的计算方法 3.一般了解热力学第三定律
二、典型简答题 1.勃雷登循环采用回热的条件是什么？一旦可以采用回热为什么总会带来循环热效率的提高？ 2.提高燃气轮机循环效率的方法有那些？ 3.为什么从能源问题和环境污染问题出发，斯特林发动机又重新引起人们的重视？ 4.为什么柴油机的效率普遍高于汽油机？ 5.影响活塞式发动机热效率高低的最主要的因素是什么？ 6.有没有零度以下的液态水和气态水存在？ 7.卡诺循环效率比同温限下其他循环效率高，为什么蒸汽动力循环8采用卡诺循环方案？ 8.提高朗肯循环热效率的方法有哪些？ 9.总结蒸汽参数对循环的影响，各有何利弊？. 10.蒸汽中间在过热的主要作用是什么？是否总能通过再热提高循环热效率？什么条件下中间在过热才能对提高热力效率有好处？ 11.空气压缩制冷和蒸汽压缩制冷各有何优缺点？ 12.空气回热压缩制冷循环相比与传统的活塞式空气压缩制冷循环有何优点？ 13.蒸汽压缩制冷循环中为什么要用节流阀代替膨胀机？ 14.吸收式制冷循环相比于蒸汽压缩制冷循环有何优点？ 15.试从能量利用的角度，简要说明热泵供暖与电加热器取暖的优劣。 16.理想混合气体的（cp-cv）是否仍遵循迈耶公式？
高等工程热力学 第一讲热力学绪论 工程热力学的研究内容与意义 三个基本研究物理量：温度——研究热现象引进的物理量 平衡态与可逆过程——经典热力学的研究前提。 第二讲本科基本概念复习 第三讲热力学定律 简述四个热力学定律的内容，并说明各个定律对热力学研究发展的重要性。热力学第零定律1931年T 热力学第一定律1840~1850年E 热力学第二定律1854~1855年S 热力学第三定律1906年S基准 1、温度与热力学第零定律 温度与热量的区别与联系 分析几类温标，相互之间的联系 ?热力学温标（绝对温标）Kelvin scale （Britisher, L. Kelvin, 1824-1907） ?摄氏温标Celsius scale (Swedish, A. Celsius, 1701-1744） ?华氏温标Fahrenheit scale (German, G. Fahrenheit, 1686-1736) ?朗肯温标Rankine scale (W. Rankine, 1820-1872) 2、能量与热力学第一定律 计算 3、熵与热力学第二定律 孤立系统熵增原理 计算 火用的计算： 1) 热量火用、冷量火用、热力学能火用、焓火用 2) 封闭系统的火用平衡方程、稳定流动系统的火用平衡方程 4、熵的基准与热力学第三定律 第四讲纯净流体的热力学性质 1、纯净流体的热力学曲面和相图； 2、纯净流体的状态方程式； 1）分析实际气体与理想气体之间的宏观与微观差别； 2）介绍几类实际气体状态方程以及其相应的适用条件； 3、纯净流体的热力学关系式； 热力学一般关系式/
1）4个热力学基本方程（吉布斯方程） 意义： 是重要的热力学基本方程式，将简单可压缩系在平衡状态发生微变化时各种参数的变化联系起来。 2）偏导数关系和麦克斯韦关系式 3）热力学微分关系式的推导方法 （1）数学基础： （2）偏导数的一般推导过程和数学技巧： du Tds pdv dh Tds vdp df sdT pdv dg sdT vdp =-=+=--=-+热力学恒等式 ( )()()()()()v p s T v p s T u h T s s u f p v v f g s T T h g v p p ?????? == ? ?????????==-????==-????==??偏导数关系( )( )()()()()()()s v s p T v T p T p v s T v p s s p v T s v p T ??=-????=????=????=?? 麦克斯韦关系式 ( )()1z z x y y x ??=?? 倒数式 循环关系式 ( (()1z x y x y z y z x ???=-???链式关系式 ( )()()1w w w x y z y z x ???=???不同下标关系式 ( )((()z y w z x x x y w w y w ????=+????du Tds pdv dh Tds vdp df sdT pdv dg sdT vdp =-=+=--=-+热力学恒等式
1、简述温度的定义、物理意义及温度测量的工程应用意义。 温度是表征物体冷热程度的物理量，是物质微粒热运动的宏观体现。根据热力学第零定律说明，物质具备某种宏观性质，当各物体的这一性质不同时，它们若相互接触，其间将有净能流传递；当这一性质相同时，它们之间达到热平衡。人们把这一宏观物理性质称为温度。 物理意义：从微观上看，温度标志物质分子热运动的剧烈程度。温度和热平衡概念直接联系，两个物系只要温度相同，它们间就处于热平衡，而与其它状态参数如压力、体积等的数值是否相同无关，只有温度才是热平衡的判据。 温度测量的工程应用意义：温度是用以判别它与其它物系是否处于热平衡状态的参数。被测物体与温度计处于热平衡，可以从温度计的读书确定被测物体的温度。 2简述热与功的联系与区别 区别： 功是系统与外界交换的一种有序能，有序能即有序运动的能量，如宏观物体（固体和流体）整体运动的动能，潜在宏观运动的位能，电子有序流动的电能，磁力能等。在热力学中，我们这样定义功：“功是物系间相互作用而传递的能量。当系统完成功时，其对外界的作用可用在外间举起重物的单一效果来代替。”一般来说，各种形式的功通常都可以看成是由两个参数，即强度参数和广延参数组成，功带有方向性。功的方向由系统与外界的强度量之差来决定，当系统对外界的作用力大于外界的抵抗力时，系统克服外界力而对外界做功。功的大小则由系统与外界两方的较小强度量的标值与广延量的变化量的乘积决定，而功的正号或负号就随广延量的变化量增大或减小而自然决定。 热量是一种过程量，在温差作用下，系统以分子无规则运动的热力学能的形式与外界交换的能量，是一种无序热能，因此和功一样热量也可以看成是由两个参数，即强度参数和广延参数组成的量。传递热量的强度参数是温度，因此有温差的存在热量传递才可以进行。热量的大小也可以由系统的与外界两方的较小强度量的标量与广延量变化量的乘积决定。热量也有方向性。热量的方向由系统与外界的温度之差来决定，当外界的温度高于系统的温度时，外界对系统传热。热力学习惯把这种外界对系统的传热，即系统吸收外界的热量取为正值；反之，把系统对外界放热取为负值。热力学把与热量相关的广延参数取名为“熵”。 联系： 1系统对外做功为正，外界对系统做功为负。系统吸收外界的热量取为正值，系统对外界放热取为负值。 2 热和功不是体系性质,也不是状态函数,而是系统与环境间能量传递过程中的物理量，热和功与过程有关,只有在过程进行中才有意义。 3 热和功都只对封闭系统发生的过程才有明确的意义。而对既有能量交换又有物质交换的敞开体系而言,热和功的含义就不明确了。 4功和热都可以看做两个参数决定，分别是强度参数和广延参数。 3刚性容器绝热或定温充放气的计算（包括充放气过程可用能损失的计算） 以刚性容器中气体为研究对象,其能量方程的一般表达式为：
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。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统。 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。 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 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。 注：热力学温标和摄氏温标，T=273+t。 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。
注：课本中如无特殊说明，则所说压力即为绝对压力。 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 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 温度：t T +=273 压 力 ： 1．f F p = 式中 F —整个容器壁受到的力，单位为牛（N ）； f —容器壁的总面积（m 2）。 2．g p B p += （P >B ）
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。
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.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 ) 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.与气体种类和状态均无关 13.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 14.已知一理想气体可逆过程中,wt=w,此过程的特性为( B ) A.定压 B.定温 C.定体 D.绝热 15.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0 工程热力学复习题 第一部分 选择题 001.绝对压力为P ，表压力为P g 真空为P v ，大气压力为P b ，根据定义应有 A ．P ＝P b - P v B ．P ＝P b - P g C ．P ＝P v -P b D ．P ＝P g - P b 002.若过程中工质的状态随时都无限接近平衡状态，则此过程可属于 A ．平衡过程 B ．静态过程 C ．可逆过程 D ．准平衡过程 003.有一过程，如使热力系从其终态沿原路径反向进行恢复至其初态，且消除了正向过程给 外界留下全部影响，则此过程属于 A ．平衡过程 B ．准静态过程 C ．可逆过程 D ．不可逆过程 004.物理量 属于过程量。 A ．压力 B ．温度 C ．内能 D ．膨胀功 005.状态参数等同于 A ．表征物理性质的物理量 B ．循环积分为零的物理量 C ．只与工质状态有关的物理量 D ．变化量只与初终态有关的物理量 006.热能转变为功的根本途径是依靠 A ．工质的吸热 B ．工质的膨胀 C ．工质的放热 D ．工质的压缩 007.可逆循环在T －s 面上所围的面积表示 A ．循环的吸热量 B ．循环的放热量 C ．循环的净功量 D ．循环的净热量 008.热力系储存能包括有 A ．内能 B ．宏观动能 C ．重力位能 D ．推动功 009.只与温度有关的物质内部的微观能量是 A ．内能 B ．内热量 C ．内位能 D ．内动能 010.构成技术功的三项能量是宏观动能增量，重力位能增量和 A ．内功 B ．推动功 C ．膨胀功 D ．压缩功 011.如图所示，工质在可逆过程1～2中所完成的技术功可以可用面积 A ．e+d B ．a+b C ．a+e D ．b+d 012.技术功W t 与膨胀功W 的关系为 A ．w t ＝w+ p 1v 1- p 2v 2. B ．w t ＝w+ p 2v 2- p 1v 1- C ．w t ＝ w+ p 1v 1 D ．w t ＝ w+ p 2v 2 013.当比热不能当作定值时，理想气体的定压比热 A ．C p ＝p T u ??? ???? B ． C p ＝p T h ??? ???? C ．C p ＝dT du D ．C p ＝dT dh 014..理想气体的定容比热C v 与比热比κ，气体常量R 的关系为C v A ． 1+κR B ．1-κκR C ．1-κR D ．1 +κκR 广西大学课程考试试卷库 课程名称： 工程热力学 试卷编号：1 一、单项选择 1. 已知当地大气压Pb , 压力表读数为Pe , 则绝对压力 P为（ ）。 （a） P=Pb -Pe （b） P=Pe -Pb （c） P=Pb +Pe 2.准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程（ ）。 （a）做功无压差 （b）传热无温差 （c）移动无摩擦 3. 海平面A点， 高原上B点，试问 A 、 B 处哪点沸水温度高（ ） (a)A 点 （b） B 点 （c）同样高 4.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 （ ） (a) 0< <1 （b） 0< 适用于（ ） (a) 稳流开口系统 (b) 闭口系统 (c) 任意系统 (d) 非稳流开口系统 9、截流装置进行绝热节流时，节流前、后焓值H1与H2关系为。（） A、H1=H2 B、H1>H2 C、H1 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 工程热力学本科生期末 复习题答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】 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 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 23.余隙容积的存在是耗功量增大；（×） 24.制冷系统的制冷系数肯定大于1；（×） 25.三种动力系统中蒸汽动力系统的效率是最高的，因为其最接近卡诺循环；（×） 26.绝热节流的温度效应可用一个偏导数来表征，这个量称为焦耳-汤姆逊系数。它是一个状态的单值函数。实际气体节流后温度可能升高、降低或不变；（√） 27.理想气体流过阀门，前后参数变化为Δs>0，ΔT=0；（√） 28.对于缩放喷管，出口压力随着背压的变化而变化，故其流量也随着背压的变化而变化；（×） 29.对于减缩喷管，当cr b p p ≤时，减低b p 流量保持不变；（√） 30.渐缩喷管出口气流的马赫数可以是任意非负数；（×） 31.喷管的流动过程中肯定能达到当地音速；（×） 32.湿空气的相对湿度下降，湿空气中所含水分不一定减少；（√） 33.水蒸气的焓熵图上，湿蒸气区的等温线既为等压线，是一组斜率相同的倾斜直线；（×） 34.对于饱和空气，d w t t t ==；（√） 35.对未饱和空气进行降温，含湿量先保持不变，再降低；（√） 36.对于水（蒸汽），任意两个状态参数可确定其状态；（错） 37.相对湿度较高的空气，其露点温度也较高；(×) 38.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1kg 饱和水变成干饱和蒸汽所吸收的热量；(√) 39.过热蒸汽的温度总是大于未饱和水的温度；( × ) 40.湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，湿球温度愈低，其含湿量愈小。（√） 二图示题 1. 利用p —v 图、T —s 图分析多变指数1 《工程热力学》复习题型 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？ 内能、熵、焓是状态量，状态量是对应每一状态的（状态量是描述物质系统状态的物理量）。功和热量是过程量，过程量是在一个物理或化学过程中对应量。（过程量是描述物质系统状态变化过程的物理量）温度是可以直接测定的，压强和体积是不可以直接测定的。 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？ 0、1、k、n 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 术功表示在p v 图上。 膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功(由于这个机械工通常是通过转动的轴输入、输出，所以工程上习惯成为轴功);流动功是推动工质进行宏观位移所做的功。 膨胀功=技术功+流动功 6.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。热力学第一定律的实质就是能量守恒与转换定律在热力学上的应用。（他的文字表达形式有多种，例如：1、在孤立系统中，能的形式可以转换，但能的总量不变；2、第一类永动机是不可能制成的。）数学表达式： 进入系统的能量-离开系统的能量=系统储存能量的增量 热力学第二定律的实质是自发过程是不可逆的；要使非自发过程得以实现，必须伴随一个适当的自发过程作为补充条件。数学表达式可用克劳修斯不等式表示： ∮(δQ T )≤0 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）？ 简单可压缩系统与外界只有准静容积变化功(膨胀功或压缩功)的交换。可逆时公武汉大学工程热力学复习题1
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