工程热力学期末复习题1答案
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工程热力学复习题及答案1. 什么是工程热力学?请简述其研究内容。
2. 描述热力学第一定律的数学表达式,并解释其物理意义。
3. 热力学第二定律有哪些表述方式?请至少列举两种。
4. 什么是熵?熵增加原理在热力学过程中有何意义?5. 简述理想气体状态方程,并说明其适用条件。
6. 描述卡诺循环的四个步骤,并解释其效率与哪些因素有关。
7. 什么是绝热过程?请给出绝热过程的数学表达式。
8. 说明在热力学中,如何定义和计算一个系统的内能。
9. 描述在等温过程中,理想气体的体积变化与压力变化的关系。
10. 什么是热机效率?请给出其计算公式。
11. 解释为什么在实际热机中,效率总是低于卡诺效率。
12. 什么是热力学温标?它与摄氏温标有何不同?13. 描述在绝热压缩过程中,理想气体的温度变化规律。
14. 什么是临界点?请说明其在实际应用中的意义。
15. 简述在热力学中,如何确定一个系统的相态。
16. 描述湿空气的焓如何计算,并解释其在空调系统中的作用。
17. 什么是热交换器?请说明其在工业中的应用。
18. 简述在热力学中,如何使用麦克斯韦关系来求解未知热力学性质。
19. 描述在多组分系统中,化学势的概念及其重要性。
20. 什么是热力学稳定性?请解释其在化学反应中的应用。
答案:1. 工程热力学是研究能量转换和传递规律的学科,主要研究热能与机械能之间的转换。
2. 热力学第一定律的数学表达式为 \(\Delta U = Q - W\),其中\(\Delta U\) 是内能变化,\(Q\) 是系统吸收的热量,\(W\) 是系统对外做的功。
3. 热力学第二定律的两种表述方式:克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述指出不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他效果;开尔文表述指出不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
4. 熵是系统无序度的度量,熵增加原理表明,在孤立系统中,自发过程总是朝着熵增加的方向进行。
工程热力学复习题及答案### 工程热力学复习题及答案#### 一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是:- A. ΔU = Q - W- B. ΔH = Q + W- C. ΔS = Q/T- D. ΔG = Q - W答案:A2. 理想气体的内能仅与什么有关?- A. 体积- B. 温度- C. 压力- D. 质量答案:B3. 卡诺循环的效率与哪些因素有关?- A. 工作介质- B. 工作介质的量- C. 高温和低温热源- D. 循环次数答案:C4. 熵增加原理适用于:- A. 孤立系统- B. 封闭系统- C. 开放系统- D. 所有系统答案:A5. 理想气体的绝热过程遵循什么规律?- A. PV = 常数- B. PV^γ = 常数- C. P^γ = 常数- D. V/T = 常数答案:B#### 二、简答题1. 简述热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述。
答案:- 克劳修斯表述:不可能实现一个循环过程,其唯一结果就是从一个热源吸收热量并完全转化为功。
- 开尔文-普朗克表述:不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
2. 什么是可逆过程?为什么实际过程中不可逆性普遍存在?答案:- 可逆过程:在过程中,系统和环境都能完全恢复到初始状态,没有熵的产生。
- 实际过程中不可逆性普遍存在,因为实际过程如摩擦、湍流、热传导等都会产生熵,导致系统和环境无法完全恢复到初始状态。
3. 解释什么是湿蒸汽图表,并简述其用途。
答案:- 湿蒸汽图表:一种图表,用于表示水蒸汽的热力学状态,包括压力、温度、比容、焓和熵等。
- 用途:用于分析和设计涉及水蒸汽的热力学过程,如蒸汽动力循环、制冷系统等。
#### 三、计算题1. 已知理想气体在等压过程中,压力为 \( P = 1 \) atm,温度从\( T_1 = 300 \) K 变化到 \( T_2 = 600 \) K,求气体体积的变化量 \( \Delta V \)。
工程热力学期末考试卷答案一、选择题1. 热力学系统与外界之间传递能量的两种基本方式是(A)。
A. 热传递和功传递B. 热传递和质量传递C. 功传递和质量传递D. 热传递、功传递和质量传递2. 理想气体状态方程为(B)。
A. PV = nRTB. PV = nRT + aC. PV = nRT - aD. PV = nR(T + a)3. 根据热力学第一定律,下列哪项表示了能量守恒(C)。
A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = Q + W - ΔKED. ΔU = Q + W + ΔPE4. 卡诺循环效率的表达式为(D)。
A. η = 1 - Tc/ThB. η = Tc/ThC. η = Th/TcD. η = 1 - (Tc/Th)5. 以下哪个过程是不可逆的(C)。
A. 理想气体的等温膨胀B. 理想气体的等压加热C. 气体通过针孔快速膨胀D. 理想气体的绝热膨胀二、简答题1. 什么是热力学第一定律?请简述其物理意义。
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学过程中的体现。
它表明,在一个封闭系统中,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转换为另一种形式,或者从一个系统转移到另一个系统。
在热力学过程中,系统与外界交换的热量和做功的总和等于系统内能的变化。
2. 解释什么是熵,并简述熵增加原理。
熵是热力学中表示系统无序程度的物理量。
在一个孤立系统中,自发过程总是向着熵增加的方向进行,这就是熵增加原理。
这意味着,随着时间的进行,系统会趋向于更加无序的状态。
三、计算题1. 已知理想气体的摩尔质量为28g/mol,气体的初始状态为P1=1atm,V1=22.4L,求气体在等温过程中压力增加到2atm时的体积V2。
解:根据波义耳定律,P1V1 = P2V2。
代入已知数据,得到V2 =(P1/P2) * V1 = (1/2) * 22.4L = 11.2L。
2. 一个封闭系统经历一个循环过程,其中Q1=500J(向系统输入的热量),Q2=-800J(从系统输出的热量),W=-300J(系统对外做功)。
中国石油大学(北京)远程教育学院《工程热力学与传热学》——复习题答案热力学部分一.判断对错1.闭口系统具有恒定的质量,但具有恒定质量的系统不一定是闭口系统;(√)2.孤立系统一定是闭口系统,反之则不然;(√)3.孤立系统就是绝热闭口系统;(×)4.孤立系统的热力状态不能发生变化;(×)5.平衡状态的系统不一定是均匀的,均匀系统则一定处于平衡状态;(√)6.摄氏温度的零度相当于热力学温度的273.15 K;(√)7.只有绝对压力才能表示工质所处的状态,才是状态参数;(√)8.不可逆过程就是工质不能回复原来状态的过程;(×)9.系统中工质经历一个可逆定温过程,由于没有温度变化,故该系统中工质不能与外界交换热量;(×)10.气体吸热后热力学能一定升高;(×)11.气体被压缩时一定消耗外功;(√)12.气体膨胀时一定对外作功;(×)13.只有加热,才能使气体的温度升高;(×)14.封闭热力系内发生可逆定容过程,系统一定不对外作容积变化功;(√)15.工质所作的膨胀功与技术功,在某种条件下,二者的数值会相等;(√)16.由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加;(×)17.流动功的改变量仅取决于系统进出口状态,而与工质经历的过程无关;(√)18.在闭口热力系中,焓h是由热力学能u和推动功p v两部分组成;(×)19.功不是状态参数,热力学能与流动功之和也不是状态参数;(×)20.对于确定的理想气体,其定压比热容与定容比热容之比c p/c V的大小与气体的温度无关;(×)21.理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程;(×)22.有人说:“自发过程是不可逆过程,非自发过程就是可逆过程”,这种说法对吗?(×)23.自然界中发生的一切过程都必须遵守能量守恒与转换定律;(√)24.遵守能量守恒与转换定律的一切过程都能自发进行;(×)25.热力学第二定律可否表述为:“功可以完全转变为热,而热不能完全转变为功。
工程热力学复习题型答案一、选择题1. 热力学第一定律表明能量守恒,以下哪项描述是正确的?A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量可以转化为不同的形式,但总量保持不变D. 能量既不能被创造也不能被消灭答案:C2. 以下哪种过程是可逆过程?A. 快速膨胀B. 缓慢膨胀C. 快速压缩D. 缓慢压缩答案:B3. 熵是热力学的一个状态函数,以下哪项描述是正确的?A. 熵是一个过程量B. 熵是一个状态量C. 熵只与系统的状态有关D. 熵与系统的状态和过程都有关答案:B二、填空题1. 热力学第二定律表明,在一个封闭系统中,自发过程总是导致熵的______。
答案:增加2. 理想气体的内能仅与______有关。
答案:温度3. 卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成,其中等温过程是______过程。
答案:可逆三、简答题1. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
答案:热力学第一定律表明能量守恒,即能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第二定律表明,在一个封闭系统中,自发过程总是导致熵的增加,表明自然界的总熵趋向于增加,即趋向于无序状态。
2. 描述理想气体状态方程及其物理意义。
答案:理想气体状态方程为PV=nRT,其中P表示压力,V表示体积,n表示摩尔数,R是理想气体常数,T表示温度。
该方程表明,在一定量的理想气体中,当温度和压力一定时,体积也是一定的;反之亦然。
它描述了理想气体的P-V-T关系。
四、计算题1. 一个理想气体从状态1(P1=100kPa,V1=2m³)经历一个等温膨胀到状态2(P2=200kPa)。
求状态2的体积V2。
答案:由于过程是等温的,根据理想气体状态方程P1V1=P2V2,可得V2=P1V1/P2=100kPa×2m³/200kPa=1m³。
2. 一个封闭系统经历一个绝热过程,其初始内能U1=500J,最终内能U2=600J。
工程热力学本科生期末复习题答案修订稿工程热力学本科生期末复习题答案Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】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 pdw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<n<="">22.定温压缩是压气机最理想的工作模式;(√)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。
工程热力学期末复习题工程热力学复习题一、单项选择题1.热力系内工质质量若保持恒定,则该热力系一定是。
A .开口系 B.闭口系C. 孤立系D.不能确定(知识点:教材P9页1-2: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C 不正确。
)D.不能确定2.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。
A .相同12g g p p = B. 增大21g g p p >C .减小12g g p p < D. 无法确定(知识点:教材P13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。
)B. 增大21g g p p >3.开口系的质量是。
A .不变的 B.变化的C. 变化的也可以是不变的D.在理想过程中是不变的(知识点:教材P9页1-2:热力系统。
稳定流开口系质量不变,但非稳定流则会改变。
)C. 变化的也可以是不变的4. 准平衡过程,工质经历的所有状态都接近于。
A.初状态(可以不在初状态)B.环境状态C.终状态(也可以不在初状态)D.邻近状态(知识点:教材P18页1-5,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A 不正确,A 不正确,那么B 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D )D.邻近状态5.一定量理想气体从相同的初态出发分别经过不可逆过程A 、可逆过程B 到达相同的终状态,则两过程中气体热力学能变化。
A .2121B A U U ?C .2121B A U U ?>?D .2121B A U U ?-=?(知识点:教材P36页2-2,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。
昆明理工大学2012年《工程热力学》期末考试卷及答案考试科目:工程热力学 任课教师:包桂蓉一、填空题(本大题有9小题,每小题2分,共18分)1、相互接触的物体,若他们处于热平衡,则他们的___温度 __必相等。
2、 已知湿蒸汽的干度为0。
2,其中干饱和蒸汽的质量为6 kg,则饱和液体的质量为 24 kg 。
3、工质绝对压力p 与大气压力pb及表压力pe或真空度pv的关系:当p〉pb时,p p p eb+=;当p 〈pb时,p p p vb-=.4、用实际气体在两个恒温热源T 1和T2进行一卡诺循环,则其热效率ηt=121T T T - 。
5、在相同温度的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆循环,其热效率都 相等 ,与可逆循环的种类 无关 。
6、空气的比定容热容c v 为718)(K kg J⋅,气体常数为287)(K kg J ⋅;其比定压热容c p = 1005)(K kg J ⋅ 。
7、孤立系统是热力系统与外界无任何 能量 和__物质__交换的系统。
8、熵增加的过程 不一定 (填一定或不一定)是不可逆过程.9、抽气回热循环改善了朗肯循环,其根本原因在于 水蒸汽的平均吸热温度提高了//提高了循环热效率 。
二、名词解释(本大题有4小题,每小题3分,共12分)1、过热蒸汽:温度高于所处压力对应的饱和温度的蒸汽称为过热水蒸气。
// 对饱和蒸汽继续定压加热形成过热蒸汽。
2、闭口系统:热力系与外界无物质交换的系统。
// 与外界只有能量交换而无物质交换.3、系统储存能:是指热力学能、宏观动能、和重力位能的总和.// 系统中的热力学能、动能和势能。
4、热力学第二定律的克劳修斯表述:不可能把热从低温物体转移到高温物体而不引起其他变化。
// 热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。
三、简答题(本大题有4小题,每小题5分,共20分)1、热力循环按循环效果及进行方向可分为哪两类?其各自的目的是什么? 答:按循环进行的方向和产生的效果分:正向循环与逆向循环 正循环:将热能转化为机械能.逆循环:消耗功,将热量从低温物体传至高温物体。
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kk 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 12⎰(B )d pv ()12⎰(C )pdu 12⎰+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 ) 。
;)23451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t1可1V据2V即p:kJ:3,过程的压缩功为:104.5WU kJ =-∆=-2.解:(A )按照卡诺循环时,热效率为: 能够达到的最大的功为:(B )工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K ,的情况下: 转变的功为: 3.答案:喉部截面积321.0=c f m 2,喷管出口的截面积20.438f =面处气体的温度为828.67K。
工程热力学复习题带答案1. 什么是工程热力学?工程热力学是研究热能与机械能之间转换规律的科学,它涉及能量的传递和转换过程,以及这些过程中热力学性质的变化。
答案:工程热力学是研究热能与机械能之间转换规律的科学。
2. 热力学第一定律的数学表达式是什么?热力学第一定律,也称为能量守恒定律,其数学表达式为:ΔU = Q - W,其中ΔU表示内能的变化,Q表示系统吸收的热量,W表示系统对外做的功。
答案:ΔU = Q - W。
3. 描述理想气体状态方程。
理想气体状态方程是PV = nRT,其中P表示压力,V表示体积,n表示摩尔数,R是理想气体常数,T表示绝对温度。
答案:PV = nRT。
4. 什么是熵?熵变的计算公式是什么?熵是热力学中表示系统无序程度的物理量。
熵变的计算公式为:ΔS = Q/T,其中ΔS表示熵变,Q表示系统吸收或放出的热量,T表示绝对温度。
答案:熵是热力学中表示系统无序程度的物理量,ΔS = Q/T。
5. 什么是卡诺循环?它在热力学中的意义是什么?卡诺循环是一种理想化的热机循环,由两个等温过程和两个绝热过程组成。
它的意义在于表明了在给定温度的热源和冷源之间,所有可能的热机中,卡诺热机具有最高的效率。
答案:卡诺循环是一种理想化的热机循环,由两个等温过程和两个绝热过程组成,表明了在给定温度的热源和冷源之间,所有可能的热机中,卡诺热机具有最高的效率。
6. 什么是临界点?它对于实际气体有何意义?临界点是实际气体在P-T图上液气相变曲线的终点,超过这个点,无论施加多大的压力,气体都不会液化。
对于实际气体,临界点以上不存在液相,气体和液体之间没有明确的分界。
答案:临界点是实际气体在P-T图上液气相变曲线的终点,超过这个点,无论施加多大的压力,气体都不会液化。
7. 什么是湿空气的焓湿图?它在工程应用中有何作用?湿空气的焓湿图是一种图表,用于表示湿空气的状态参数,包括温度、湿度、焓和熵等。
它在空调、制冷和其他热湿交换过程中的工程设计和分析中起着重要作用。
工程热力学复习题及答案一、选择题1. 热力学第一定律表明能量守恒,下列哪个选项正确描述了这一定律?A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量可以从一个物体转移到另一个物体,但其总量保持不变D. 能量既不能被创造也不能被消灭答案:C2. 在理想气体的绝热过程中,下列哪个物理量保持不变?A. 温度B. 压力C. 体积D. 熵答案:D3. 卡诺循环的效率与下列哪个因素有关?A. 工作介质的种类B. 热源和冷源的温度C. 循环过程中的摩擦D. 循环过程中的压力变化答案:B二、填空题1. 热力学第二定律指出,不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不引起其他变化,这被称为_______。
答案:热力学第二定律2. 熵是热力学中描述系统无序程度的物理量,其单位是_______。
答案:焦耳/开尔文3. 在热力学中,一个系统的内能变化可以通过公式ΔU=Q-W来计算,其中Q表示_______,W表示_______。
答案:热量;功三、简答题1. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
答案:热力学第一定律,也称为能量守恒定律,表明能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体。
第二定律则指出,自然界的总熵不会减少,即在任何自发过程中,系统的熵要么增加,要么保持不变,而不可能减少。
2. 描述理想气体在等温过程中的压力和体积之间的关系。
答案:在等温过程中,理想气体的压力和体积成反比关系,即PV=常数。
这意味着当气体体积增加时,压力会相应减小,反之亦然,而温度在整个过程中保持不变。
四、计算题1. 一个理想气体经历一个绝热过程,其初始状态为P1=100 kPa,V1=2 m³,最终状态为P2=50 kPa。
求最终状态的体积V2。
答案:根据绝热过程的方程PV^γ=常数,其中γ为绝热指数,对于理想气体γ=Cp/Cv。
由于题目中没有给出γ的具体值,我们无法直接计算V2。
但是,如果假设γ已知,可以通过上述方程解出V2。
中国石油大学(北京)远程教育学院《工程热力学与传热学》——复习题答案热力学部分一. 判断对错1. 闭口系统具有恒定的质量,但具有恒定质量的系统不一定是闭口系统;(√)2. 孤立系统一定是闭口系统,反之则不然;(√)3. 孤立系统就是绝热闭口系统;(×)4. 孤立系统的热力状态不能发生变化;(×)5. 平衡状态的系统不一定是均匀的,均匀系统则一定处于平衡状态;(√)6. 摄氏温度的零度相当于热力学温度的273.15 K;(√)7. 只有绝对压力才能表示工质所处的状态,才是状态参数;(√)8. 不可逆过程就是工质不能回复原来状态的过程;(×)9. 系统中工质经历一个可逆定温过程,由于没有温度变化,故该系统中工质不能与外界交换热量;(×)10. 气体吸热后热力学能一定升高;(×)11. 气体被压缩时一定消耗外功;(√)12. 气体膨胀时一定对外作功;(×)13. 只有加热,才能使气体的温度升高;(×)14. 封闭热力系内发生可逆定容过程,系统一定不对外作容积变化功;(√)15. 工质所作的膨胀功与技术功,在某种条件下,二者的数值会相等;(√)16. 由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加;(×)17. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态,而与工质经历的过程无关;(√)18. 在闭口热力系中,焓h是由热力学能u和推动功p v两部分组成;(×)(×)19. 功不是状态参数,热力学能与流动功之和也不是状态参数;20. 对于确定的理想气体,其定压比热容与定容比热容之比cp/cV的大小与气体的温度无关;(×)21. 理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程;(×)22. 有人说:“自发过程是不可逆过程,非自发过程就是可逆过程”,这种说法对吗?1。
工程热力学复习题答案1. 什么是热力学第一定律?请解释其物理意义。
2. 描述热力学第二定律,并讨论其在实际工程应用中的重要性。
3. 解释熵的概念,并说明熵增原理在热力学过程中的作用。
4. 什么是理想气体状态方程?请写出其数学表达式。
5. 描述卡诺循环的工作原理,并推导其热效率的表达式。
6. 一个封闭系统中,1kg的理想气体从状态A(100kPa, 300K)通过绝热过程到达状态B(500kPa, 600K)。
求气体在过程中所做的功。
7. 一个蒸汽轮机的效率为40%,输入热量为10000kJ。
计算输出的机械功。
8. 描述湿蒸汽的焓熵图,并解释在该图上如何确定湿蒸汽的焓和熵。
9. 一个绝热容器中,1kg的氦气从300K压缩到600K。
如果压缩过程中气体的比热容为5.2kJ/kg·K,求压缩过程中气体所做的功。
10. 一个制冷循环的蒸发温度为-10°C,冷凝温度为30°C。
如果制冷剂的比热容为2.1kJ/kg·K,计算制冷剂在循环中每千克的质量流率下移走的热量。
11. 描述热力学第三定律,并讨论其在低温物理研究中的应用。
12. 一个气体在等压过程中从状态A(200kPa, 280K)到状态B (200kPa, 320K)。
如果气体的比热容Cp为1.0kJ/kg·K,计算气体在过程中吸收的热量。
13. 一个气体在等容过程中从状态A(300kPa, 300K)到状态B (300kPa, 350K)。
如果气体的比热容Cv为0.7kJ/kg·K,求气体在过程中所做的功。
14. 一个气体在等熵过程中从状态A(100kPa, 300K)到状态B (200kPa, 450K)。
如果气体的比热容Cp为1.0kJ/kg·K,求气体在过程中所做的功。
15. 描述热力学温标的转换关系,并给出从摄氏温标转换到绝对温标的公式。
《工程热力学》复习题一、选择题1、闭口系是指系统与外界()。
A、无功的交换B、无热量交换C、无质量交换D、无任何交换2、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,一部分为高压气体,一部分保持真空,抽去隔板前后()。
A、⊿S=0,⊿U=0;B、⊿S>0,⊿H=0;C、⊿S=0,⊿H=0;D、⊿S>0,⊿U=0。
3、q=cp⊿T+wt适用于()。
A、任意气体、闭口系统、可逆过程;B、实际气体、开口系统、可逆过程;C、理想气体、开口系统、稳流过程;D、任意气体、开口系统、可逆过程。
4、在紧闭门窗的房间内,启动一台打开的冰箱,经过一段时间的运行,则室温将()。
A、降低;B、升高;C、不变;D、不定。
5、实际制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环的制冷系数之比称为()。
A.压缩比B.容积效率C.热力完善度D.能效比6、开口系是指系统与外界()。
A、有功的交换B、有热量交换C、有质量交换D、任意交换7、已知一理想气体可逆过程中,wt=w,此过程的特性为()。
A.定压B.定温C.定体D.绝热8、绝热节流过程中节流前、后稳定截面处的流体()。
A.焓值增加B.焓值减少C.熵增加D.熵减少9、把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压,经()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10、若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态,则不可逆途径的△S 必()可逆过程△S。
A.大于B.等于C.小于D.大于等于二、判断题1、工质经过一个不可逆循环后,其熵不变()2、理想气体可以进行吸热而降温的过程()3、某一理想气体自状态1经历一个可逆多变过程到达状态2,其温度下降,熵增加,则气体压力降低,比容增大,对外作正功()4、系统熵增加过程必为不可逆过程()5、热力系统放热后,系统的熵一定减少()6、活塞式压气机采用多级压缩和级间冷却方法可以提高它的容积效率()7、沸腾状态的水总是很烫手的()8、在水蒸气h-s图上过热蒸汽区,水蒸气的等温线与等压线重合()9、湿空气的相对湿度越大,其水蒸气的分压力就越大()10、循环净功越大,则循环的热效率也越大()11、工质经过一个不可逆循环后,其熵不变()12、理想气体不可能进行吸热而降温的过程()13、某一理想气体自状态1经历一个可逆多变过程到达状态2,其温度下降,熵增加,则气体压力降低,比容增大,对外作正功()14、熵增过程即为不可逆过程()15、热力系统放热后,系统的熵一定减少()16、活塞式压气机采用多级压缩和级间冷却方法可以提高它的容积效率()17、沸腾状态的水总是很烫手的()18、在水蒸气h-s图上湿蒸汽区,水蒸气的等温线与等压线重合()19、湿空气的相对湿度越大,其含湿量就越大()20、制冷循环中,制冷量越大,则制冷系数越大()三、填空题1、基本热力学状态参数有:、、比容。
. 精选文档 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 = cv 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Tqddc,可知理想气体的pc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=cpΔT=0。 23.定压过程的换热量qp=∫cpdT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。 . 精选文档 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:
1.试在Ts图上定性的表示出n=1.2的理想气体的压缩过程,并在图上用面积表示所耗过程功w或技术功tw。
2.试将满足以下要求的多变过程表示在p-V图和T-s图上(先标出四个典型过程):(1)工质膨胀、放热;(2)工质压缩、放热且升温 . 精选文档 3.将满足下列要求的理想气体的多变过程表示在p—v图、T—s图上。 1)工质升温、升压、放热; 2)工质膨胀、降温、放热。
4.在p-v图及T-s图上画出空气的n=1.2的膨胀过程1-2和n=1.6的压缩过程1-3,并确定过程1-2和1-3中功和热量的正负号及初终态热力学能的大小。
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精选文档 1-2过程功为正,热量为负,初态热力学能大于终态热力学能 1-3过程功伟负,热量为正,初态热力学能小于终态热力学能
5.在T-s图上画出下面两各热力过程: 1)k=1.4的空气,多变压缩过程n=1.325; 2)n= 0.92的吸热过程。
6.画出单级活塞式压缩机将空气由相同初态,分别经定温压缩、定熵压缩和多变压缩过程达到相同的终态压力的p-v,T-s图,并说明其耗功量的大小关系。
Tnswww .
精选文档 7.定性画出内燃机三种理想循环的vp、sT图。 混合加热:
定容加热: 定压加热: 8.在T-s图上画出采用再热的郎肯循环循环图,并定性说明再热循环对循环热效率的影响。
p V T s 2 3 4 1 2 1 4 3
p T v s 3 2
1 4
3
4 2 1
v s p T 4 5 1 2 3 2 3 4
1 5 .
精选文档 .答:如果附加部分的效率高,则再热循环效率会提高,中间压力p提高,会使t
提高,但此时对干度2x的改善较小。
9.画出蒸汽压缩制冷系统的T-s 图,并说明各个过程是在哪个设备中完成的。 答:1-2 过程,压气机中完成;2-3 过程,冷凝器中完成;3-4 过程,节流阀中完成;4-1 过程,蒸发器中完成。
三、简答题: 1.绝热刚性容器用隔板分成A、B相同的两部分,A侧充满空气,B侧为真空,分析突然抽掉隔板后气体的状态参数(热力学能、焓、熵)如何变化? 2.平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 3.绝热过程是定熵过程吗?多变过程是任意过程吗?
1 2 . 精选文档 4.如图所示的电加热装置,容器中盛有空气,并设有电阻丝,试问取什么为系统,系统与外界交换的是热量;取什么为系统,系统与外界交换的是电功;取什么为系统,系统与外界没有任何能量交换。
c 5.热量与功有什么相同的特征,两者的区别是什么? 5.答:热量和功都是能量传递的度量,它们都是过程量。只有在能量传递过程中才有所谓的功和热量,没有能量的传递过程也就没有功和热量。 区别:功是有规则的宏观运动能量的传递,在做功过程中往往伴随着能量形态的变化,热量则是大量微观粒子杂乱热运动的能量的传递,传热过程中不出现能量形态的转化。功转化成热量是无条件的,而热转变成功是有条件的。 6.为什么T-s图上过同一点的气体的定容线要比定压线陡一些?
6.答:在定容线上VdTTdsC,而在定压线上PdTTdsC 7.工质在压力p1下被吸入气缸,可逆压缩至p2(p1<p2),然后排出气缸,试在p-v图上表示出此工作过程的膨胀功和技术功,并说明技术功和膨胀功之间的关系。 7答:其1-2-3-4-1为技术功wt 1-2-5-6-1为膨胀功w Δ(pv)=δ w-δwt
8.对于闭口系统,引起系统熵变的因素有哪些?开口系统呢? 8答:闭口系统,由于没有物质的流动,引起熵变的主要因素为传热引起的熵流,以及不可逆过程而产生的熵产。对于开口系,除了熵产和熵流之外还有因为物质流动所引起的熵的变化 . 精选文档 9.是否一切熵增过程都是自发过程?可逆过程的熵增必须为零? 9答:不是一切熵增过程都是自发过程,例如气体的不可逆绝热压缩过程,过程中气体的熵增大,但是这个过程不是自发过程。可逆过称的熵增不一定为零,可逆过程的熵产为零,但熵流不一定就业为零。例如可逆定温吸热过程的熵增就大于零。 10.气体在喷管中流动,欲使超音速气流加速,应采用什么形式的喷管?为什么? 10答:愈使超音速气流加速,应选用渐扩管,因为超音速气流在减缩喷管中有压缩的效应,只有在渐扩喷管中才能膨胀加速 11.简述制冷循环和热泵循环的异同点。 11答:相同点:原理为逆卡诺循环,将热量从低温带到高温 不同点:热泵为产热,热为有效,制冷循环要的是冷量 12.在内燃机混合加热理想循环、定容加热理想循环及定压加热理想循环中,提高压缩比都可使循环热效率提高,试从第二定律分析其原因。
12答:根据热力学第二定律,循环热效率为121TTt,其中T1为循环平均吸热温度,T2为循环平均放热温度。在这三个循环中提高压缩比,均可以提高循环平均吸热温度,而平均放热温度要么不变,要么减小,所以均可使循环热效率提高。 13.蒸汽动力装置采用再热的根本目的是提高循环的热效率吗? 13.答:不是,采用再热循环的目的是为了在提高初态压力时,不引起乏气的干度的降低,即通过提高初态压力提高热效率,而再热循环较基本循环的热效率并不一定提高。 14.画图分析新蒸汽参数对基本朗肯循环的热效率有和影响?
14答:初温1T对热效率的影响:初温由1T提高到aT1的T—s图。初压1p和背压2p
不变,由图看到,提高初温可提高循环的平均吸热温度(由1T提高到aT1),从而提高循环的热效率。 蒸汽初压的影响:图为保持背压2p、初温1T不变而升高初压1p的循环T-s图。显然,提高1p可以提高平均吸热温度1T,从而提高循环的热效率。 . 精选文档 15. 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀代替膨胀机,压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法?为什么? 15答:不可以。因为空气的比热容较小,且增压比增大循环制冷系数讲减小,故每千克空气的吸热量不多,为了提高制冷能力,空气的流量就就要很大,而节流阀不能满足大流量的要求。 16.如果选取燃气轮机装置理想循环的最佳增压比,是否意味着可获得最高的循环热效率,为什么? 16.答:不是,最佳增压比是针对循环净功而言,即循环净功最大。而循环热效
率111tkk,即随增压比的增高而递增的。 17.简述干球温度、湿球温度、露点之间的区别。 17答:干球温度:为温度计测湿空气的实际温度 湿球温度:是湿空气流过湿球时与湿球建立了热平衡后的温度 露点温度:为湿空气沿等压线P=Pv降温至有液态水析出的温度
18. 当湿空气的相对湿度固定不变时,湿空气的温度增高,湿空气的含湿量d、露点温度Dt、湿球温度wt如何变化?
18.答:含湿量d、露点温度Dt、湿球温度wt都提高。因为svpp,而温度提高时相应的饱和压力sp提高,当相对湿度不变,水蒸气分压力提高,则露点温度,含湿量提高。