《工程热力学》阶段练习题

一、 判断命题是否正确，错误的加以改正1、 孤立系统的热力状态不能发生变化。

2、 答：×，只要孤立系统发生热力过程，其热力状态就会发生变化。

2、 工质从同一初态出发，经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态，则两种过程中可逆不可逆g g S S ∆>∆、可逆不可逆f f S S ∆>∆、可逆不可逆S S ∆=∆。

答：×，可逆不可逆f f S S ∆<∆3、 热力过程中，系统向外界放热，其温度必然降低。

4、 答：×，热力过程中，系统向外界放热，其温度不一定降低。

5、 一切不可逆循环的热效率1q w net t <η。

答：×，一切循环的热效率1q w net t =η。

6、 系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵一定减小。

7、 答：×，系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵不一定减小。

6、工质经过不可逆循环后，有0<⎰r T Q δ，根据r T Q dS δ=，则有⎰<0dS 。

答：×，工质经过不可逆循环后，有0<⎰r T Q δ，但 ⎰=0dS 。

二、选择题 1、 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 DA 、0=∆S ，0=∆U ；B 、0=∆S ，0=∆H ；C 、0<∆S ，0>∆U ；D 、0>∆S ，0=∆U 。

2、 t p w T c q +∆= 适用于 CA 、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。

3、 经过不等温传热后， BA 、热量的可用能和废热均减少；B 、热量的可用能减少，废热增加；C 、热量的可用能不变，废热增加；D 、热量的可用能不变，废热减少。

4、当孤立系统中进行了一不可逆过程后，则孤立系统的总能、总熵、总 用的变化为 CA 、0<∆E ，0>∆S ，0>∆X E ；B 、0>∆E ，0>∆S ，0<∆X EC 、0=∆E ，0>∆S ，0<∆X E ；D 、0=∆E ，0>∆S ，0=∆X E5、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BA 、降低；B 、升高；C 、不变；D 、不定。

工程热力学试题班级____________ 姓名____________一、简述（每小题4分，共20分）1. 写出表压力p g和真空度p v与绝对压力p和大气压力p b的关系式2. 试用内能函数和熵函数写出孤立系的热力学第一定律和第二定律表达式3. 试述单元两相系的相平衡条件4. 提高动力循环热效率的基本途径是什么？提高蒸汽动力循环热效率通常采取哪些措施？提高燃气轮机动力循环热效率通常采取哪些措施？5. 在初温相同、吸热量相同的条件下，理想气体分别经历可逆的定容、定压、定温过程，试在T-s图上比较各过程中气体熵变化的大小和吸热平均温度的高低。

二、填空（每小题3分，共15分）1. 理想气体的质量定压比热容c p和定容比热容c v为________的单值函数，其比值k=c p /c v 随温度的升高而________。

2. 湿蒸汽绝热节流的温度效应总是____效应，因为______________________。

3. 制冷循环可通过消耗________或________来实现；制冷装置可分为______________________________等几种类型。

4. 由温度为T的热源取出热量Q，其可用能为________；由环境取出热量Q，其可用能为________。

5. 湿空气相对湿度的定义式为φ=______________。

对于未饱和空气，φ_______，干球温度T、湿球温度T w和露点温度T d三者的大小关系为T____T w____T d；对于饱和空气，φ_______，T____T w____T d。

三、判断（对√，错×）（每小题3分，共15分）1. 热力系统经历不可逆过程，其熵必定增加。

（）2. 热力系统经历吸热过程，其熵必定增加。

（）3. 热力系统经历放热过程，其熵必定减少。

（）4. 经不可逆过程后，就无法使系统回复到原来的状态。

（）5. 只要喷管的出口外压力低于临界压力，就可达到超声速流动。

工程热力学习题及答案工程热力学习题及答案工程热力学是研究能量转换和传递的科学，它在工程领域中具有重要的应用价值。

下面将介绍一些常见的工程热力学学习题及其答案，帮助读者更好地理解和掌握这门学科。

问题一：一个理想气体在等容过程中，其温度从300K升高到500K，求气体对外界做功的大小。

解答：在等容过程中，气体对外界不做功，因为体积保持不变。

所以，气体对外界做功的大小为0。

问题二：一个理想气体在等压过程中，其体积从1m³增加到2m³，求气体对外界做的功。

解答：在等压过程中，气体对外界所做的功可以通过以下公式计算：功 = 压力× 体积变化。

由于等压过程中压力保持不变，所以功 = 压力× （2m³ - 1m³）。

根据题意，可以得到功 = 压力× 1m³。

问题三：一个理想气体在绝热过程中，其初始温度为300K，初始压力为2MPa，末状态的温度为400K，求末状态的压力。

解答：在绝热过程中，气体的熵保持不变，即可应用绝热方程：P₁V₁^γ =P₂V₂^γ，其中γ为气体的绝热指数。

根据题意，可以得到2MPa × V₁^γ =P₂ × V₂^γ。

由于绝热指数γ为常数，所以可以得到P₂ = 2MPa × （V₁ /V₂）^γ。

问题四：一个理想气体在等温过程中，其初始体积为1m³，初始压力为1MPa，末状态的体积为2m³，求末状态的压力。

解答：在等温过程中，气体的温度保持不变，即可应用等温方程：P₁V₁ =P₂V₂。

根据题意，可以得到1MPa × 1m³ = P₂ × 2m³。

解方程可得到P₂ = 0.5MPa。

问题五：一个理想气体在等熵过程中，其初始温度为300K，初始压力为1MPa，末状态的温度为400K，求末状态的压力。

解答：在等熵过程中，气体的熵保持不变，即可应用等熵方程：P₁ / T₁^γ =P₂ / T₂^γ，其中γ为气体的绝热指数。

工程热力学习题集一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。

2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。

3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。

4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。

5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。

6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。

7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。

（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为可逆循环。

9．熵流是由 引起的。

10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。

11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。

12．绝热系是与外界无 交换的热力系。

13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。

14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。

15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。

16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。

17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。

（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为不可逆循环。

19．熵产是由 引起的。

20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。

21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。

22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。

23、热力平衡的充要条件是：（ ）。

24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。

25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。

26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。

31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。

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（ B ）。

（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 ）。

（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 ）。

（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 ）。

（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．（ C ）过程是可逆过程。

工程热力学习题及答案题目类型一、填空2。

简短回答3。

分析推理4。

证据5。

解释6。

计算一、填空题（共30分，每空1分）1.可逆过程是准静态过程的一个充分条件。

2、系统与外界既无能量交换又无质量交换的系统叫做孤立系统。

3、如大气压力为0.1mpa，则容器内真空度的最大值为0.1mpa。

4、处于平衡状态的系统，其内部不存在势差。

5.系统进出口膨胀功、技术功和流量功的关系为wt+P2V2=w+p1v16，制冷系数取值范围为（0，+∞).7、范德瓦尔方程提出的基本观点为：实际气体分子本身占有体积，实际气体分子间存在吸引力。

8.压缩系数的定义是实际气体的比热与理想气体的比热之比。

9.在定容过程中向系统添加的热量用于提高系统的内能；恒压过程中向系统添加的热量用于提高系统的焓。

10、理想气体的真实比热不仅与气体的种类有关，还与气体的温度有关。

11、气体总压力与分压力之间遵循道尔顿定律；总容积与分容积之间遵循阿密盖沃尔特定律。

12、闭口系统的特点是控制质量；开口系统的特点是控制体积。

13、理想气体绝热节流前后，熵增大，温度不变。

14.活塞式压缩机的间隙对排气量有影响；它对机组压缩轴的工作没有影响。

15.在卡诺循环中，低温热源的温度对热效率有很大影响。

16.冷凝现象只能在材料三相点压力以下发生。

17.热力学第二定律的数学表达式是dsiso≥ 018、喷水蒸气加湿的过程为等温加湿过程，喷水加湿的过程为等焓加湿过程。

19、如1kg湿空气中含有0.5kg水蒸气，则这种湿空气的含湿量为1000g/kg（a）。

20、获得超音速气流的两个条件是βb≤βc和采用渐缩渐扩喷管。

21、相对于蒸气压缩制冷而言，空气压缩制冷的缺点是制冷系数小；和单位工致的制冷量小。

22.在等熵流中，从亚音速流加速到超音速流的过程中，下列参数如何变化（增加和减少）：温度降低、比体积增加、声速降低。

二、简答题：（共20分，每小题5分）1.本文简要介绍了背压热电循环的原理，并说明了其意义。

工程热力学习题及答案
工程热力学学习题及答案
热力学是工程学习中的重要一环，它涉及到能量转化、热力循环等方面的知识。

在学习热力学的过程中，我们常常会遇到各种各样的学习题，下面就来看一些
典型的热力学学习题及答案。

1. 问题：一个理想气体在等压过程中，从初始状态到终了状态，其内能增加了
多少？
答案：在等压过程中，内能的增加量等于热量的增加量，即ΔU = q。

因此，
内能增加量等于所吸收的热量。

2. 问题：一个气缸中的气体经历了一个等温过程，温度为300K，初始体积为
1m³，末了体积为2m³，求气体对外界所做的功。

答案：在等温过程中，气体对外界所做的功等于PΔV，即气体的压强乘以体
积的变化量。

因此，气体对外界所做的功为PΔV = nRTln(V₂/V₁)。

3. 问题：一个理想气体经历了一个绝热过程，初始温度为400K，初始体积为
1m³，末了体积为0.5m³，求末了温度。

答案：在绝热过程中，气体的内能保持不变，即ΔU = 0。

根据理想气体的状
态方程PV = nRT，我们可以得到P₁V₁^γ = P₂V₂^γ，其中γ为绝热指数。

利用这个关系式，可以求得末了温度。

通过以上几个典型的热力学学习题及答案，我们可以看到热力学知识的应用和
计算是非常重要的。

只有通过不断的练习和思考，我们才能更好地掌握热力学
的知识，为今后的工程实践打下坚实的基础。

希望大家在学习热力学的过程中
能够勤加练习，不断提高自己的能力。

工程热力学Ⅰ一、简答题(每小题5分，共40分)1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。

可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。

2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =⎪⎭⎫⎝⎛++-⨯=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。

假设功源的熵变△S W =0。

证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分1分根据卡诺定理及推论：14. A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。

若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如何变化，并简述为什么。

答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。

5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。

（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计）答：开口系一般能量方程表达式为绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件，则上式可以简化为：12iso T T R S S S S S ∆=∆+∆+∆+∆W121200ISO Q QS T T -∆=+++R 0S ∆=iso 0S ∆=根据质量守恒，有代入能量方程，有6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。

答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。

《工程热力学》试卷及标准答案第一部分 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. UB. 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＞0B.Q=0，△U＞0，W＞0C.Q＞0，△U＞0，W=0D.Q=0，△U=0，W=08、未饱和空气具有下列关系【】A.t＞t w＞t dB.t＞t d＞t w.C.t = t d = t wD.t = t w＞t d9、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【】A.容积保持不变的比热。