热工基础习题参考答案(部分)

热工基础课后习题答案第一章1-1 解：kPa bar p b 100.61.00610133.37555==⨯⨯=-1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+=2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-=3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-=4. k P a bar p p p b v 6.50506.05.0006.1==-==-1-2图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。

由于有引风机的抽吸，锅炉设备的烟道中的压力将略低于大气压力。

如果微压机的斜管倾斜角︒=30α， 管内水 解：根据微压计原理，烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差mmHg Pa gh p 35.79805.0102008.91000sin 3==⨯⨯⨯⨯=-αρ＝水柱mmHg p p p b 65.74835.7756=-=-=水柱1-3解：bar p p p a b 07.210.197.01=+=+= bar p p p b 32.075.107.212=-=-= bar p p p b C 65.032.097.02=-=-=1－4 解：kPa H p p p b 2g mm 15745760＝＝－＝＝汞柱真空室- kPa p p p a 36236021=+=+=真空室kPa p p p b 19217036212=-=-= kPa p p p b c 1902192=-=-=真空室kN A p p F b 8.150.45π41133.3745)(2=⨯⨯⨯⨯=-=真空室1-4 解：bar mmHg p p p p b 11.215828003.133/81.9300760=⨯+=＝＋＋＝＋汞柱水柱1-5解：由于压缩过程是定压的，所以有KJ V V p pdV W V V 200)4.08.0(105.0)(62121=-⨯⨯=-==⎰1-6解：改过程系统对外作的功为⎰⎰=--===--0.50.33.013.023.1111.33.115.03.02585.)(0.3V W 1kJ V V V p dV V p pdV1-7解：由于空气压力正比于气球的直径，所以可设cD p =，式中c 为常数，D 为气球的直径，由题中给定的初始条件，可以得到：5000003.015000011====D p D p c 该过程空气对外所作的功为kJ D D c dD D c D cDd pdV W D D D D V V 36.34)3.04.0(500000081)(8121)61(44414233212121=-⨯⨯=-====⎰⎰⎰ππππ1-8 解：（1）气体所作的功为：⎰⨯=⨯+=0.30.146101.76d 100.04)(0.24J V V W（2）摩擦力所消耗的功为：J L f W 10000.1)(0.32.01000Δ=-⨯=＝摩擦力 所以减去摩擦力消耗的功后活塞所作的功为：J W W W 41066.1⨯-＝＝摩擦力活塞1-9 解：由于假设气球的初始体积为零，则气球在充气过程中，内外压力始终保持相等，恒等于大气压力0.09MPa ，所以气体对外所作的功为：J V p W 56108.121009.0⨯=⨯⨯==∆1-11 解：确定为了将气球充到2m 3的体积，贮气罐内原有压力至少应为（此时贮气罐的压力等于气球中的压力，同时等于外界大气压b p ）Pa V V p V V p p 551121121101.822)(2100.92)(2)(⨯=+⨯⨯=+=+=前两种情况能使气球充到2m 3J V p W b 55101.82100.9Δ⨯=⨯⨯==情况三:3333.309.0215.0m p V p V b=⨯=贮气罐贮气罐气球＋贮气罐＝所以气球只能被充到3333.12333.3m V ＝－＝气球的大小，故气体对外作的功为： J W 55101.231.33100.9⨯=⨯⨯=第二章习 题 2-1 解：kJ U Q W 308050Δ-=-=-= ，所以是压缩过程 2-2 解：kJ Q W Q W 145012006502000放压吸膨=-+=-+= 2-3解：h J Q U /107.23600102Δ63⨯=⨯⨯==2－4解：状态b 和状态a 之间的内能之差为：kJ W Q U U U a b ab 6040100Δ=-=-=-=所以，a-d-b 过程中工质与外界交换的热量为：kJ W U Q ab b d a 802060Δ=+=+=--工质沿曲线从b 返回初态a 时，工质与外界交换的热量为：kJ W U W U U Q ab b a a b 903060Δ-=--=+-=+-=-根据题中给定的a 点内能值，可知b 点的内能值为60kJ ，所以有:kJ U U U d b ad 204060=-=-=∆由于d-b 过程为定容过程，系统不对外作功，所以d-b 过程与外界交换的热量为：kJ U U U Q db b d b d 20=∆=-=-所以a-d-b 过程系统对外作的功也就是a-d 过程系统对外作的功，故a-d 过程系统与外界交换的热量为：kJ W U W U U Q b d a ad d a a d d a 60)20(40=--=-∆=--=----2－5过程 Q kJ W kJ ∆U kJ1-2 1390 0 1390 2-3 0 395 -395 3-4 -1000 0 -1000 4-1-552-5 解：由于汽化过程是定温、定压过程，系统焓的变化就等于系统从外界吸收的热量，即汽化潜热，所以有：kg kJ q h /2257Δ==内能的变化为：kgkJ v v p h pv h u /20881.674)(0.001101.012257)()(Δ212=-⨯⨯+=--∆=∆-∆=2-6解：选取气缸中的空气作为研究的热力学系统，系统的初压为：Pa A G p p b 54511102.939101009.8195101.028⨯=⨯⨯+⨯=+=- 当去掉一部分负载，系统重新达到平衡状态时，其终压为：Pa A G p p b 54522101.959101009.895101.028⨯=⨯⨯+⨯=+=- 由于气体通过气缸壁可与外界充分换热，所以系统的初温和终温相等，都等于环境温度即：021T T T ==根据理想气体的状态方程可得到系统的终态体积，为：335245211210261.5101.959101010100102.939m p V p V ---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯== 所以活塞上升的距离为：cm m A V V L 26.5260.0510100101010010261.5Δ46312==⨯⨯⨯-⨯=-=---由于理想气体的内能是温度的函数，而系统初温和终温相同，故此过程中系统的内能变化为零，同时此过程可看作定压膨胀过程，所以气体与外界交换的热量为：J L A p W Q 04.103260.0510100101.959Δ452=⨯⨯⨯⨯===-2-8 解：压缩过程中每千克空气所作的压缩功为：kg kJ u q w /196.5146.550Δ-=--=-=忽略气体进出口宏观动能和势能的变化，则有轴功等于技术功，所以生产每kg 压缩空气所需的轴功为：kg kJ h q w /252100.845)0.10.175(0.8146.550Δ3s -=⨯⨯-⨯---=-=所以带动此压气机所需的功率至少为：kW w P s 426010=⨯-= 2-9 解：是否要用外加取暖设备，要看室内热源产生的热量是否大于通过墙壁和门窗传给外界的热量，室内热源每小时产生的热量为：kJ q 51098.13600)1005050000(⨯⨯⨯＝＋＝热源小于通过墙壁和门窗传给外界的热量为3⨯105 kJ ，所以必须外加取暖设备，供热量为：h kJ Q /101.021098.1103555⨯=⨯-⨯=2-10 解：取容器内的气体作为研究的热力学系统，根据系统的状态方程可得到系统终态体积为：32.112.112112 1.78)5.01(1)(m p p V V =⨯== 过程中系统对外所作的功为：⎰⎰=--===--1.7811.7812.012.021.2111.21.2116.4540.2)(kJ V V V p dV V V p pdV W 所以过程中系统和外界交换的热量为：kJ W U Q 6.4506.45440Δ=+-=+=为吸热。

热工基础复习题与参考答案一、单选题（共55题，每题1分，共55分）1.功的单位是（）A、kgB、kg/JC、JD、J/kg正确答案：C2.u是(____)的符号。

A、比热量B、比内能C、比功D、比焓正确答案：B3.火无转化为功的比率为(____)。

A、大于0B、小于100%C、1D、0正确答案：D4.温度越高，则包含的热量就越（）A、前三说法都不对B、相同C、多D、少正确答案：A5.汽轮机对外界提供的功全部来自于工质的（）A、熵变B、焓C、熵D、焓降正确答案：D6.在锅炉中吸收的热量转化为了工质的（）A、动能B、焓C、热能D、热量正确答案：B7.5Kg的蒸汽吸热10KJ，则比热量是(____)kJ/kg。

A、0.5B、2C、0D、1正确答案：B8.动能与势能的能量质量关系是(____)。

A、动能低B、相同品质C、不确定D、动能高正确答案：B9.回收乏汽用到的设备是(____)。

A、锅炉B、给水泵C、汽轮机D、凝汽器正确答案：D10.热力系与外界交换的能量有（）A、功B、热和功C、热D、热能正确答案：B11.下列＿组参数都是状态参数。

（）A、热量、比热、温度B、焓、熵、比容C、膨胀功、内能、压力D、技术功正确答案：B12.由干饱和蒸汽加热成过热蒸汽的过程称为(____)。

A、汽化段B、过热段C、预热段D、加热段正确答案：B13.下列说法错误的是(____)。

A、干饱和蒸汽的熵，随压力的升高而减小B、过热蒸汽的温度一定很高C、在水蒸气的h-s图上，x=1线的下方，等压线是一条直线D、在临界状态，水的汽化潜热为零正确答案：B14.水蒸汽的饱和状态()A、指气液两相的平衡状态B、压力与温度呈反比关系C、压力与温度是独立变量。

D、干度大于1正确答案：A15.朗肯循环中不包含(____)过程。

A、等温B、等熵C、等焓D、等压正确答案：C16.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是因为：()A、有气体泄漏B、气体的热力状态发生变化C、大气压力发生变化D、以上三者均有可能正确答案：D17.定压过程中，工质吸收的热量全部用于增加（）A、工质的熵B、工质的焓C、工质的机械能D、工质的内能正确答案：B18.可以看作孤立系的是(____)。

热工基础习题含参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、朗肯循环中工质在给水泵内发生是(____)过程。

A、等温B、等压C、等焓D、等熵正确答案：D2、提高循环热效率的途径有（）A、降低放热量B、提高散热量C、不要冷源D、提高吸热量正确答案：A3、在水蒸气的焓熵图上，(____)的等压线压力高。

A、左上方B、左下方C、右下方D、右上方正确答案：A4、朗肯循环是（）循环A、双热源B、单热源C、多热源D、无热源正确答案：C5、w是(____)的符号。

A、功B、比热量C、比功D、热量正确答案：C6、循环有(____)为0。

A、内能变化B、热C、功D、焓正确答案：A7、5Kg的蒸汽吸热10KJ，则比热量是(____)kJ/kg。

A、0B、1C、2D、0.5正确答案：C8、比20℃低的温度是(____)K。

A、395B、400C、350D、273正确答案：D9、蒸汽的焓越高，则内能就（）A、以上都不对B、越高C、越低D、不变正确答案：A10、热量的符号是（）A、qB、JC、αD、Q正确答案：D11、以下关于热力学第二定律的论述正确的是（）A、孤立系的熵可以减少B、能量不能凭空创造出来C、孤立系的能量在转换过程中有方向性D、闭口系的能量不变正确答案：C12、朗肯循环中，工质在汽轮机内发生( ）过程。

A、等焓B、等压C、等熵D、升温正确答案：C13、温度升高越大，则(____)越多。

A、功B、热C、显热D、热能正确答案：C14、在水蒸气定压产生过程的温熵图上，有 (____)段曲线。

A、2B、3C、0D、1正确答案：A15、不会提高朗肯循环平均吸热温度的是 (____)。

A、采用回热B、采用再热C、提高初压D、降低背压正确答案：D16、不一定提高朗肯循环热效率的是(____)。

A、降低背压B、提高初温C、热电联产D、采用再热正确答案：D17、下列说法正确的是(____)。

A、温度一定，压力越低，则过热蒸汽的焓越高B、熵一定，压力越低，则水蒸气的温度越低C、温度越高，则过热蒸汽的焓越高D、温度一定的湿饱和蒸汽，压力越高，其干度也越高正确答案：A18、蒸汽的压力越高，则焓就（）A、不变B、越低C、以上都不对D、越高正确答案：C19、在朗肯循环中，等压散热过程的下一过程是在(____)中完成的。

热工基础试题及答案一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔG = Q - TΔSD. ΔS = Q/T答案：A2. 在理想气体的等压过程中，气体的内能变化为：A. 零B. 正C. 负D. 不确定答案：A3. 以下哪个不是热力学基本定律？A. 第零定律B. 第一定律C. 第二定律D. 第三定律答案：A二、填空题1. 热力学系统与外界没有能量交换时，系统处于______状态。

答案：平衡2. 理想气体的内能只与______有关。

答案：温度3. 根据热力学第二定律，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。

答案：不可能三、简答题1. 简述热力学第二定律的开尔文表述。

答案：热力学第二定律的开尔文表述指出，不可能通过循环过程，将热量完全转化为功而不产生其他影响。

2. 解释什么是熵，并简述熵增加原理。

答案：熵是热力学系统无序度的量度，通常用来描述系统的热力学状态。

熵增加原理表明，在自发过程中，孤立系统的熵总是增加的。

四、计算题1. 假设有1 kg的理想气体，其初始温度为 300 K，压力为 1 atm。

如果气体在等压过程中加热到 600 K，求气体的最终体积。

答案：首先，使用理想气体状态方程 PV = nRT，其中 n 是摩尔数，R 是理想气体常数。

由于过程是等压的，我们可以简化为 V1/T1 =V2/T2。

代入给定的数据，我们得到 V2 = (T2/T1) * V1。

假设初始体积 V1 可以通过 P1 * V1 = n * R * T1 计算得出。

由于 n 和 R 是常数，我们可以忽略它们，简化为 V1 = P1 * V1 / (R * T1)。

最终体积 V2 可以通过 V2 = (T2/T1) * V1 计算得出。

2. 一个绝热容器中装有 2 kg 的水，初始温度为20°C。

如果向水中加入 100 kJ 的热量，求水的最终温度。

热工基础1-3章部分习题参考答案1-41-51-7某种气体在气缸中进行一缓慢膨胀过程，其体积由31.0m 增加到325.0m ，过程中气体压力循{}{}34.0-24.0m MP v p a =变化。

若过程中气缸与活塞的摩擦保持为200 N ，当地大气压力为0.1MP a ，气缸截面面积为31.0m ，试求：(1)气体所作的膨胀功W ；(2)系统输出的有用功W U ；(3)若活塞与气缸无摩擦，系统输出的有用功W u ，re 。

解：（1）该过程可视为可逆过程()KJ dv v pdv w 5.25104.024.06=⨯-==⎰⎰(2) ()KJ v p p w b f w 8.1615.01.01.01200=⨯⎪⎭⎫⎝⎛+=∆+=∴KJ w w w w u 7.88.165.25=-=-= (3) 若无摩擦KJ v p w b w 15=∆= ∴KJ w w w w re u 5.10155.25,=-=-=1-9某蒸汽动力厂加入锅炉的每1MW 能量要从冷凝器排出0.58MW 能量，同时水泵要消耗0.02MW 功，求气轮机输出功率和电厂的热效率。

解：由能量守恒：0.58+P-0.02=1∴P=1-0.58+0.02=0.44电厂对外输出净功等于产生功减去水泵耗功=0.44-0.02=0.4242.0142.010===q w η2-12-3-252 KJ/kg2-62-10某大型气轮机装置的压缩机从环境大气中吸入压力为95 kPa 、温度为20 ℃的空气，空气进入压气机时速度较小，流出压气机时气流压力为1.52MPa 、温度为430℃、速度为90 m/s ，压气机输入功率5000 kW ，试确定空气的质量流量。

已知空气的焓仅是温度的函数，T c h p =。

解：取压气机为系统，为稳定开口系。

()s m f mW zq g c q H Q +∆+∆+∆=221 压气机可视为绝热。

Q=0; 且01=f c ， 0=∆z ， s KJ W s /5000-= ∴()0212212=-+-sf m p m W c q T T c q()()s kg sKJ c T T c W q f p sm /1210902120430004.1/500021322212=⨯⨯+-⨯=+-=-3-93-113-12113-13。

式中：依题意有：m.mm l s /m .g m /kg .cm /g .sin gl gh p MPa.p p p p v b vb 2020089108080102333===⨯=====-=ραρρkPakPa kPa p p p kPa Pa Pa m m P Pa O m m H p kPa Pa Pa m m p A P O H b O H b 6.206656.1061.961kPa 98p 656.106106656103332.1Hg 800p 1.961kPa a 34.19618067.9200982.97990103332.1Hg 7351265Hg2Hg 2222=++=++=∴==⨯⨯===⨯===⨯⨯=-压力单位换算：附录根据《热工基础》习题参考答案第二章 热能转换的基本概念和基本定律热能转换的基本概念 2-32-42-6 （a ）取水为系统，故为闭口系。

系统与外界交换的能量为热能。

（b ）取电阻丝+容器+水为系统，故为闭口绝热系。

系统与外界交换的能量为电能。

（c ）取图2-40中虚线框内全部空间为系统，故为孤立系。

系统与外界无任何形式的能量交换。

2-7 2-82-10 用线性插值法求摄氏温标与华氏温标的换算关系：{}{}{}{}3281010010032212212+=--=--︒︒)C ()F ()C ()F (t .t t t 得绝对零度（-273.15℃）所对应的华氏温度为：{})F (.).(.t )F (︒-=+-⨯=67459321527381MP .a MP .-MPa .p -p p a MP .gH mm .MPa .g H mm x p g H mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg 735.0588mm MPa .p mmHg 107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p p g H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p -A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b 3v b v v b g b g b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====⨯==∴======∴==⨯==========+=∴===+=冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷进进进进则设解法三：依题意有：：附录查解法二：）：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（aMP .a MP .-MPa .p -p p a MP .gH mm .MPa .g H mm x p gH mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg735.0588mm MPa .p mmHg107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p pg H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p-A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b3v bv v bg bg b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====⨯==∴======∴==⨯==========+=∴===+=冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷进进进进则设解法三：依题意有：：附录查解法二：）：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（m m HgMPa MPa MPa p p p MPaMPa MPa p p p MPa Pa Pa m m Hg p b v v b v 577077.0025.0102.0025.0073.0098.0073.0733********.1550''2==-=-==-=-===⨯⨯=2-112-13 （1）取动力厂为系统，输入能量为煤的总发热量Q ，输出能量为输出功率P 。

热工基础题库一、选择题基本概念1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。

BA、开口系统B、闭口系统C、绝热系统D、孤立系统2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。

DA、开口系统B、闭口系统C、绝热系统D、孤立系统3.开口系统与外界可以有。

DA、质量交换B、热量交换C、功量交换D、A+B+C4.与外界有质量交换的热力学系统是：AA、开口系统B、闭口系统C、绝热系统D、孤立系统5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。

BA、绝热系统B、闭口系统C、开口系统D、孤立系统6.实现热功转换的媒介物质称为。

CA、系统B、气体C、工质D、蒸气7.工质应具有良好的和。

AA、流动性/膨胀性B、耐高温性/导热性C、耐高压性/纯净D、耐腐蚀性/不易变形8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。

AA、压力和温度B、压力和比容C、比容和温度D、压力、温度和比容9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。

BA、一定/一定B、不一定/一定C、一定/不一定D、不一定/不一定10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。

CA、一定/一定B、不一定/一定C、一定/不一定D、不一定/不一定11.下列组参数都不是状态参数。

CA、压力；温度；比容B、内能；焓；熵C、质量；流量；热量D、膨胀功；技术功；推动功12.下列组参数都是状态参数。

AA、焓；熵；比容B、膨胀功；内能；压力C、热量；比热；温度D、技术功；动能；位能13.下列答案是正确的。

BA、10℃=43.8℉=285.15KB、10℃=50℉=283.15KC、10℃=40.2℉=285.15KD、10℃=42℉=283.15K14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。

BA、前者大于后者B、两者相等C、后者大于前者D、不一定15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。

BA、前者大于后者B、两者相等C、后者大于前者D、不一定16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。

热工基础试题与参考答案一、单选题（共55题，每题1分，共55分）1.蒸汽的熵越高，则焓就（）A、越高B、越低C、不变D、以上都不对正确答案：D2.热力系与外界交换的能量除了热之外，还有（）A、热B、热和功C、热能D、功正确答案：D3.汽轮机对外提供的功全部来自于蒸汽的(____)。

A、焓升B、热能C、动能D、焓降正确答案：D4.朗肯循环没有汽化过程时，锅炉的工作压力一定（）A、是临界压力B、高于临界压力C、低于临界压力D、以上都不对正确答案：D5.下列_组参数都不是状态参数。

（）A、内能、焓、熵B、压力、温度、比容.C、质量、流量、热量D、膨胀功、技术功、推动功正确答案：D6.回热循环比朗肯循环增多的设备是(____)。

A、回热加热器B、汽轮机C、锅炉D、再热器正确答案：A7.在朗肯循环中，绝热膨胀过程的下一过程是在(____)中完成的。

A、锅炉B、给水泵C、汽轮机D、凝汽器正确答案：D8.朗肯循环中具有绝热升压作用的是(____)。

A、给水泵B、汽轮机C、锅炉D、凝汽器正确答案：A9.如果热机从热源吸收100KJ，对外做功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、违反第一、第二定律正确答案：B10.由未饱和水加热成饱和水的过程，称为(____)阶段。

A、预热段B、汽化段C、加热段D、过热段正确答案：A11.定压过程中，工质吸收的热量全部用于增加（）A、工质的内能B、工质的机械能C、工质的熵D、工质的焓正确答案：D12.热量的符号是（）A、QB、qC、JD、α正确答案：A13.水蒸气的预热阶段发生在（）A、空气预热器B、水冷壁C、过热器D、省煤器正确答案：D14.10Kg蒸汽的焓是10KJ，则其比焓是(____)KJ/kg。

A、1B、0C、0.5D、2正确答案：A15.对朗肯循环描述错误的是(____)。

A、将功变机械能B、将热能变成动能C、将热变功D、是一种动力循环正确答案：A16.K是(____)的单位。

11.3 题略解： m 2.127481.92.110)7893(3=´´-=×D =××=D gph h g p r r1.5 题略m1.05.02.030sin m2.0200kg/m800/8.033=´======l h mm l cm g r 已知：烟气的真空度为：Pa8.78430sin 2.081.9800=´´=××=h g p vr∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2OOmmH 027.808.7842==Pa p v烟气的绝对压力为：kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-´=-= v b p p p1.10 题略解：锅内表压力g 40.77kg 04077.081.91041010063==´´´=×=×=-gA p m Ag m p g g2.2填空缺数据（兰色）： 过程 Q/kJ W/kJ △U/kJ 1-2 1390 0 1390 2-3395 -395 3-4 -1000 0 -1000 4-1-552.9题略 已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/mkJ27.2)(822)6(41423333321=-===×==òD D k dD kD W dDkD D d kD pdV dW D D ppp p答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略解：（1）确定空气的初始状态参数K300)27273(m10101010100kPa1.29310100108.919510213324143111=+==´´´===´´´+=+=+=-----T AH V Ag m p p p p b g b（2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。

热工基础习题答案热工基础习题答案热工基础是热能工程专业的一门基础课程，通过学习这门课程，可以帮助我们掌握热力学和热传导等基本概念和计算方法。

在学习过程中，习题是巩固知识和提高能力的重要手段。

下面，我将为大家提供一些热工基础习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。

1. 一个理想气体在等温过程中，压强从P1=2.5 MPa增加到P2=5 MPa，体积由V1=0.1 m³增加到V2=0.2 m³。

求该过程中的热量变化。

解答：根据理想气体的状态方程PV=RT，可以得到P1V1=P2V2。

由此可知，该过程中的温度保持不变，即等温过程。

根据热力学第一定律，对于等温过程，热量变化等于做功的大小。

所以，热量变化Q=W=P2(V2-V1)。

代入数值计算得到Q=0.5 MPa·m³。

2. 一块铁板的质量为2 kg，其初始温度为20℃。

将其放入一个恒温恒压的容器中，容器内的温度为100℃，铁板与容器达到热平衡后，铁板的温度为多少？解答：根据热平衡原理，当两个物体达到热平衡时，它们的温度相等。

所以，铁板的温度将会升到100℃。

3. 一段导热系数为0.5 W/(m·K)的材料，长度为1 m，截面积为0.01 m²。

两端温度分别为100℃和50℃，求该材料的导热率。

解答：根据导热定律，导热率Q=λAΔT/Δx。

代入数值计算得到Q=0.5 W，Δx=1 m，ΔT=100℃-50℃=50℃。

代入公式计算得到导热率λ=Q/(AΔT/Δx)=0.5/(0.01×50)=1 W/(m·K)。

4. 一台汽车发动机的功率为100 kW，排气温度为400℃，冷却水温度为20℃。

求该发动机的热效率。

解答：根据热效率的定义，热效率η=W/QH，其中W为发动机输出的功率，QH为燃料的热值。

由于题目没有给出燃料的热值，所以无法计算热效率。

通过以上习题的解答，我们可以看到热工基础课程中的一些基本概念和计算方法。

热工基础试题及答案1. 简答题：请解释以下概念并给出相应的公式或图示说明。

a) 热力学第一定律b) 等温、等熵、等焓过程c) 热力学第二定律公式：a) 热力学第一定律的数学表达式为：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能的增量，Q表示系统所吸收的热量，W 表示系统所做的功。

b) 等温、等熵、等焓过程的数学表达式为：等温过程：Q = W等熵过程：DS = 0等焓过程：DH = Q图示说明：c) 热力学第二定律的图示说明为卡诺循环图。

卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，以最高温度热源和最低温度热源为基准，表示理想的热机效率。

2. 计算题：一个活塞式容器的直径为20 cm，活塞的质量为5 kg，被压缩的气体为空气。

压缩过程中，活塞受到了10 N的压力。

求空气的温度变化（假设空气内部无能量交换）。

解答：根据理想气体状态方程 PV = nRT，可以得到：P1V1 / T1 = P2V2 / T2其中，P1为初始压力，V1为初始体积，T1为初始温度，P2为末态压力，V2为末态体积，T2为末态温度。

已知信息：P1 = 10 N/m^2V1 = π(0.1 m)^2 = 0.0314 m^3P2 = 20 N/m^2 （由活塞受到了10 N的压力）V2 = 0.0157 m^3 （根据等容过程可得，由于活塞质量为5 kg，所以活塞上升的高度为 P1/P2 × V1 = 0.0314 m^3 × (10 / 20) = 0.0157 m^3）T1 = T2 （由于空气内部无能量交换，所以温度相等）代入以上数值，可得：10 × 0.0314 / T1 = 20 × 0.0157 / T1T1 = 157 K因此，空气的温度变化为0 K到157 K。

3. 分析题：请解释热机的效率和热泵的效能，并简述它们之间的关系。

解答：热机的效率是指能量转换过程中有用的能量输出与输入热量之间的比值。

热工基础习题（附答案）1、10Kg蒸汽的焓是10KJ，则其比焓是(____)KJ/kg。

A、2$B、$1$C、$0$D、$0.50答案：B2、在火电厂中，气化潜热主要在（）中吸收？A、省煤器$B、$水冷壁$C、$过热器$D、$汽轮机答案：B3、1mmHg=()PaA、123$B、$133$C、$143$D、$153答案：B4、下列说法错误的是 (____)。

A、在临界状态，水的汽化潜热为零$B、$干饱和蒸汽的熵，随压力的升高而减小$C、$过热蒸汽的温度一定很高$D、$在水蒸气的h-s图上，x=1线的下方，等压线是一条直线答案：C5、一般情况下，气体的比热容随温度的升高而(____)。

A、不变$B、$降低$C、$升高$D、$不确定答案：C6、压力相同温度越高的过热蒸汽，经绝热膨胀到相同压力时，其焓降越大，终态湿饱和蒸汽的干度（）A、越小$B、$越大$C、$不变$D、$不确定答案：B7、朗肯循环由四大设备：汽轮机、锅炉，凝汽器和（）组成A、过热器$B、$风机$C、$给水泵$D、$出水泵答案：C8、(____)是一切热机循环的必不可缺少的条件。

A、焓差$B、$温差$C、$熵差$D、$压差答案：B9、（）是提高工质流动速度的必要条件。

A、温差 $B、$压差 $C、$焓差 $D、$熵差答案：B10、比功的单位是（）A、J/kg$B、$J$C、$kg$D、$kg/J答案：A11、说法正确的是，朗肯循环是(____)。

A、不可能实现的循环$B、$热效率最高的循环$C、$乏汽干度最低的循环$D、$蒸汽动力循环答案：D12、朗肯循环有(____)个换热过程。

A、1$B、$2$C、$3$D、$4答案：B13、定压下水蒸气的产生过程为（）。

A、过冷水→饱和水→干饱和蒸汽→湿饱和蒸汽→过热蒸汽$B、$过冷水→饱和水→过热蒸汽→湿饱和蒸汽→干饱和蒸汽$C、$过冷水→湿饱和蒸汽→干饱和蒸汽→饱和水→过热蒸汽$D、$过冷水→饱和水→湿饱和蒸汽→干饱和蒸汽→过热蒸汽答案：D14、回热循环比朗肯循环增多的设备是 (____)。

热工基础习题（含参考答案）一、单选题（共55题，每题1分，共55分）1.下列＿组参数都是状态参数。

（）A、热量、比热、温度B、技术功C、膨胀功、内能、压力D、焓、熵、比容正确答案：D2.温度越高，则包含的热量就越（）A、前三说法都不对B、多C、相同D、少正确答案：A3.朗肯循环有汽化过程时，锅炉的工作压力一定（）A、是临界压力B、高于临界压力C、低于临界压力D、以上都不对正确答案：C4.与外界不发生热交换的热力系称为(____)。

A、开口系B、闭口系C、孤立系D、绝热系正确答案：D5.朗肯循环由四大设备：汽轮机、锅炉，凝汽器和（）组成A、风机B、过热器C、给水泵D、出水泵正确答案：C6.朗肯循环的等压散热过程在(____)中完成的。

A、凝汽器B、锅炉C、给水泵D、汽轮机正确答案：A7.内能与(____)的单位是一样的。

A、比功B、比焓C、热D、熵正确答案：C8.热力学第一定律的实质是()A、物质不灭定律B、质量守恒定律C、能量转换与守恒定律D、孤立系熵增原理正确答案：A9.在(____)情况下，功记为正值。

A、热力系对内做功B、外界对热力系做功C、热力系对外做功D、换功正确答案：C10.q是(____)的符号。

A、比热量B、热量C、功D、内能正确答案：A11.热力学第二定律仅适用于(____)。

A、不同过程的任何途径B、同一过程的可逆途径C、同一过程的任何途径D、同一过程的不可逆途径正确答案：A12.在水蒸气的焓熵图上，越往右越平的线是(____)。

A、等温线B、等压线C、等干度线D、等熵线正确答案：A13.根据传热方程式，减小(____)可以增强传热。

A、传热系数B、传热热阻C、传热温差D、传热面积正确答案：B14.干饱和蒸汽经绝热节流后，其状态将变为（）A、湿蒸汽B、饱和水C、干饱和蒸汽D、过热蒸汽正确答案：D15.朗肯循环的蒸汽初压提高，乏汽干度一定（）A、提高B、不确定C、不变D、降低正确答案：D16.水蒸气的温熵图上的两条标志线是(____)。

热工基础试题及参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、热力学第二定律描述的是能量转化遵守的 ( )A、以上都不对B、数量与质量规律C、数量规律D、能质规律正确答案：D2、不是状态参数的是 ( )A、焓B、比功C、比内能D、熵正确答案：B3、空气在压缩过程中消耗外界的功90kJ，内能增加40kJ，空气向外界放热( )A、40kJB、90kJC、50kJD、130kJ正确答案：C4、K是(____)的单位。

A、体积B、压力C、温度D、焓正确答案：C5、水蒸气的定压产生过程中处于水汽大量平衡共存的是 (____)。

A、饱和水B、过冷水C、干饱和蒸汽D、湿饱和蒸汽正确答案：D6、蒸汽在喷管内流动时，在流动方向上蒸汽的体积越来越(____)。

A、稳定B、不稳定C、小D、大正确答案：D7、动能与势能的能量质量关系是(____)。

A、不确定B、动能高C、动能低D、相同品质正确答案：D8、能量质量最高的能量是 (____)。

A、火无B、热能C、功D、热正确答案：C9、卡诺循环热效率，与(____)有关。

A、工质B、过程性质C、过程快慢D、高温热源温度正确答案：D10、热力系与外界交换的能量有（）A、热能B、功C、热和功D、热正确答案：C11、热量的单位是（）A、JB、qC、jD、j/kg正确答案：A12、在水蒸气的焓熵图上，越往上越陡的线是(____)。

A、等压线B、等温线C、等干度线D、等熵线正确答案：A13、在相同的恒温热源间工作的其他可逆循环的热效率（）卡诺循环的热效率A、大于B、小于C、小于或等于D、等于正确答案：D14、比热量的单位是（）A、J/kgB、kg/JC、kgD、J正确答案：A15、温度越高，则包含的热量就越（）A、多B、前三说法都不对C、相同D、少正确答案：B16、s是(____)的符号。

A、比熵B、比热量C、比焓D、比功正确答案：A17、在朗肯循环中，等压吸热过程的下一过程是在(____)中完成的A、给水泵B、锅炉C、凝汽器D、汽轮机正确答案：D18、与外界不发生热交换的热力系称为(____)。

热工基础知识模拟考试题（附参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、循环功（一）循环热。

A、$以上都可能B、$等于$C、$小于$D、大于$正确答案：B2、在水蒸气定压产生过程的TT图上，有（）段曲线。

A、$5B、$4$C、$3$D、2$正确答案：D3、气轮机一般要求做功后的乏汽干度不小于（）。

A、$0.85-0.65$B、0.85-0.88$C、$0.95-1正确答案：B4、热力学第二定律适用于（一）oA、$不同过程的任何途径B、$同一过程的可逆途径$C、$同一过程的不可逆途径$D、同一过程的任何途径$正确答案：A5、空气在压缩过程中消耗外界的功90kJ,内能增加40kJ,空气向外界放热（）A、$50kJ$B、130kJ$C、$90kJ$D、$40kJ正确答案：A6、定压时技术功（）。

A、$B、＞0$C、$—0$正确答案：C7、热力系的压力越高，则温度就（）A、$不变$B、越高$C、$以上都不对D、$越低$正确答案：C8、比功的单位是（）A、J/kg$B、$kg$C、$J$D、$kg/J正确答案：A9、（—）是热能转变为机械能的根本途径。

A、$工质压力变化B、$温差$C、$焰差$D、工质的膨胀做工$正确答案：D10、通常用（）来表示湿空气的吸湿能力。

A、$温度$B、$湿度C、$相对湿度$D、绝对湿度$正确答案：C11、与外界不发生能量交换的热力系，只能是（一）。

A、$绝功系$B、$孤立系$C、绝热系$D、$闭口系正确答案：B12、不存在200℃的水，只存在200C的水蒸汽，此说法（）A、$有一定道理$B、正确$C>$错误$D、$无法确定正确答案：C13、工质吸热后，其焙（）A^$提高$B、降低$C、$不变$D、$不确定正确答案：D14、当初压低于OMpa,时，一般不采用再热。

A、$9$B、$10C、$8$D、7$正确答案：B15、热力系与外界交换的能量除了功之外，还有（）A、$功$B、$热能$C、热$D、$热和功正确答案：C16、流体流速小于当地音速称为（—）。

第一章热力学基础知识一、填空题1．实现能和能相互转化的工作物质就叫做。

2．热能动力装置的工作过程，概括起来就是工质从吸取热能，将其中一部分转化为，并把余下的一部分传给的过程。

3．热力系统与外界间的相互作用一般说有三种，即系统与外界间的交换、交换和交换。

4．按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为和两类。

5．状态参数的变化量等于两状态下，该物理量的差值，而与无关。

6．决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需个。

7．1mmHg= Pa；1mmH2O= Pa。

8．气压计读数为750mmHg，绝对压力为2.5×105Pa的表压力为MPa。

9．用U形管差压计测量凝汽器的压力，采用水银作测量液体，测得水银柱高为720.6mm。

已知当时当地大气压力Pb=750mmHg，则凝汽器内蒸汽的绝对压力为MPa。

10．一个可逆过程必须是过程，而且在过程中没有。

11．只有状态才能用参数坐标图上的点表示，只有过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。

12．热量和功都是系统与外界的度量，它们不是而是量。

13．工质作膨胀功时w 0，工质受到压缩时w 0，功的大小决定于。

二、名词解释1．标准状态——2．平衡状态——3．准平衡过程——4．可逆过程——5．热机——6．热源——7．热力系统——8．体积变化功——9．热力学温标——10．孤立系——三、判断题1．物质的温度越高，则所具有的热量愈多。

2．气体的压力越大，则所具有的功量愈大。

3．比体积和密度不是两个相互独立的状态参数。

4．绝对压力、表压力和真空都可以作为状态参数。

6．孤立系内工质的状态不会发生变化。

7．可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。

8．凝汽器的真空下降时，则其内蒸汽的绝对压力增大。

9．若容器中气体的压力没有改变，则压力表上的读数就一定不会改变。

四、选择题1．下列各量可作为工质状态参数的是：（1）表压力；（2）真空；（3）绝对压力。

2．水的三相点温度比冰点温度应：（1）相等；（2）略高些；（3）略低些。

给水《热工基础》部分习题解答：2-5解：设左、右室的绝对压力分别为21,p p 。

依题意有：b gc p p p -=1 故：207971101=+=+=b gc p p p （kPa ） 12p p p vB -= 故：2524520712=+=+=vB p p p （kPa ） 155972522=-=-=b gA p p p （kPa ） 2-16 解：⑴ 略⑵ 02112=∆-=∆--u u⑶ 因为：121212---+∆=w u q 由（2）知：012=∆-u ，39012-=-q kJ 所以：390`12-=-w kJ2-21 解：⑴汽轮机的进出口压力为：kPa 6.3,kPa 66.909821==p p⑵依题意：1575.0h/kg 1040h /kJ 103.633-=⨯⨯-==m Q q （kJ/kg ） sh w z g c h q +∆+∆+∆=221因：0,02=∆=∆z c故：8425.1199)34402240(1575.0=---=∆-=h q w sh （kJ/kg ）⑶4310332.18425.119936001040⨯=⨯⨯==sh w mP (kW) )4( 考虑进出口动能差后sh w 的相对偏差为：%67.08425.119910)60140(21213222=⨯-⨯=∆=-sh k w c ξ 2-22 解：设水和蒸汽的质量流量分别为v w m m ,，水的比热容)K .kg /(kJ 18.4=w c 。

根据热平衡原理：冷凝器放出的热量=冷却水吸收的热量故 )()('1'221t t c m h h m w w v -=-h)/t (4.956)1730(18.4)77.1372500(22)()('1'221=-⨯-⨯=--=t t c h h mmw v w 3-2 答案：134.0=∆m （kg ） 3-5 答案：531.06810m /h ⨯ 3-7 解：26.032314.8===M R R g [kJ/(kg.K)] 2.1)27315(1026.03.01030033=+⨯⨯⨯⨯==T R pV m g （kg ） 65.026.02525=⨯==g V R c [kJ/(kg.K)] (1) 3.612)15800(65.02.1=-⨯⨯=∆=t mc Q V (kJ) (2) 查附录A-4b,并利用线性插值法得： 656.0150=C CV c 。

热工基础知识习题库（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、如果在未饱和水之后接着出现的是过热蒸汽，那么锅炉工作压力一定是 (____)。

A、$临界$B、$范围不确定C、超临界$D、$亚临界$正确答案：C2、压力相同温度越高的过热蒸汽，经绝热膨胀到相同压力时，其焓降越大，终态湿饱和蒸汽的干度（）A、越小$B、$不变$C、$越大$D、$不确定正确答案：C3、1立方米湿空气中所含水蒸气的（）称为湿空气的绝对湿度。

A、温度$B、$体积C、$质量$D、$密度$正确答案：C4、不会提高朗肯循环平均吸热温度的是 (____)。

A、$降低背压$B、采用再热$C、$提高初压$D、$采用回热正确答案：A5、未饱和湿空气由干空气和处于（）状态的水蒸气构成。

A、饱和水$B、$湿饱和蒸汽$C、$干饱和蒸汽D、$过热蒸汽$正确答案：D6、在 (____)情况下，功记为正值。

A、$热力系对内做功$B、换功$C、$热力系对外做功$D、$外界对热力系做功正确答案：C7、朗肯循环中不包含 (____)过程。

A、$等焓$B、等温$C、$等压$D、$等熵正确答案：A8、再热循环的再热过程发生在(____)内。

A、$再热器$B、$汽轮机C、凝汽器$D、$回热器$正确答案：A9、回收乏汽用到的设备是 (____)。

A、$汽轮机$B、$锅炉$C、$凝汽器D、给水泵$正确答案：C10、在水蒸气温熵图上，过热段是一条(____)。

A、$直线$B、斜直线$C、$横轴的垂线D、$横轴的平行线$正确答案：B11、蒸汽的焓越高，则内能就（）A、$不变$B、$越低$C、$以上都不对D、越高$正确答案：C12、当喷管出口外界的背压大于临界压力时，应选用（）喷管。

A、$均可B、$渐扩$C、渐缩$D、$缩放$正确答案：C13、蒸汽的温度越高，则比焓就（）A、$不变$B、$越低$C、$以上都不对D、越高$正确答案：C14、u是(____)的符号。

热工基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔS = Q/TD. ΔG = Q - W2. 下列哪一项不是热力学系统状态参数？A. 温度B. 压力C. 体积D. 热量3. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. P = ρRT/VC. PV = mRD. PV = RT4. 根据热力学第二定律，下列说法正确的是：A. 热量可以自发地从低温物体传向高温物体B. 热量不能自发地从高温物体传向低温物体C. 热量可以完全转化为功D. 热量不能完全转化为功5. 传热的基本方式有：A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 对流、辐射、蒸发D. 导热、对流、扩散二、简答题（每题10分，共30分）6. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。

7. 解释什么是熵，并简述熵增原理。

8. 描述导热、对流和辐射三种传热方式的特点。

三、计算题（每题25分，共50分）9. 一个理想气体在等压过程中，从状态1（P1=100 kPa, V1=0.5 m³）变化到状态2（V2=1.5 m³）。

如果气体的摩尔质量为28 g/mol，求该过程中气体的温度变化。

10. 一个长方体固体（尺寸为0.5 m × 0.3 m × 0.2 m），材料的导热系数为50 W/m·K，初始温度为20°C。

当固体的底面被加热到100°C时，求经过30分钟后，固体顶面的温度。

答案一、选择题1. A2. D3. A4. D5. A二、简答题6. 热力学第一定律，即能量守恒定律，表述为系统内能的变化等于系统吸收的热量与对外做功的代数和。

第二定律表述为不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响，或不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体。

7. 熵是热力学系统无序度的量度，是一个状态函数。