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大学2021年专业必修课《工程热力学》考试试卷L 姓名、学号、系、专业、年级、班级必须写在密封线内指定位置。
2.答案必须用蓝、黑色钢笔或圆珠笔写在试卷上，字迹要清晰，卷面要整洁，写在草稿纸 上的一1分，共10分） I 、系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件卜.（不考虑外力场作用），宏观热力性质不随时间而变 化的状态。
2、M = dw+3卬及的= Gd7 + /xk 二式均可适用「任何工质、任何过程。
3、不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焰差。
4、混合气体中容积成份较大的组分，那么其摩尔成分也较大。
5、孤立系统的燃与能量都是守恒的。
6、不可逆绝热稳态流动系统中，系统的炳的变化47、任何不可逆过程工质的端总是熠加的，而任何可逆过程工质的端总是不变的。
8、绝热节流前后其焙不变，所以温度也不变。
9、未饱和湿空气的干球温度大于湿球温度，湿球温度大于露点温度。
4分，共20分）I 、闭口系2、定容比热共4页，第I 页3、端产4、饱和水5、相对湿度三、简答题（共5题，每题6分，共30分）•• ( ) ( )( )( )( )( )( )( )( )( )?有何联系？2、理想气体状态方程有哪些常见形式？方程中的常数项与物件是否有关？3、将理想气体卡诺循环在p-y图和，s图上表示出来，并写出其热效率的表达式。
4、写出三种热力学第二定律的数学表达式，并说明适用的对象。
5、在几种压缩过程中（绝热、定温、多变），试分析哪一种过程消耗的功最少？共4页，第2页得分阅卷人四、分析作图题(共2题，每题10分，共20分)1、循环A (1-2-3)和循环B的图如下，其中1一2、1，一2,过程为定容过程,1-3, 1，-3过程为定压过程，2—3过程为定温过程，2，一3过程为定熄过程，两循环的循环净功相等，即WA=HB°在/一5图上画出A、B循环，比拟其热效率的大小并简述理由。
2、在7-S图上表示出可逆绝热过程的技术功，并说明理由。
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。
《工程热力学与传热学》试题及答案《工程热力学与传热学》一、填空题（每题2分，计20分）1.如果热力系统与外界之间没有任何形式的能量交换，那么这个热力系统一定是( ）2.理想气体的比热容只与( ）参数有关。
3.若组成热力系统的各部分之间没有热量传递，热力系统将处于热平衡状态。
此时热力系统内部一定不存在( ）。
4.若组成热力系统的各部分之间没有相对位移，热力系统将处于力平衡状态。
此时热力系统内部一定不存在( ）。
5.干饱和蒸汽被定熵压缩，将变为：( ）。
6.湿空气压力一定时，其中水蒸气的分压力取决于( ）。
7. 再热循环的目的是( ）。
8. 回热循环的主要目的是( ）。
9.热辐射可以不依靠( ），在真空中传播。
10. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与( ）的过程无关。
二. 判断题（每题1分，计20分）1.孤立系统的热力状态不能发生变化；（）2.孤立系统就是绝热闭口系统；（）3.气体吸热后热力学能一定升高；（）4.只有加热，才能使气体的温度升高；（）5.气体被压缩时一定消耗外功；（）6.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；（）7.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；（）8.在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。
（）9.理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。
（）10.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。
（）11.一切可逆热机的热效率均相同；（）12.不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率；（）13.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程的熵变等于可逆过程的熵变；（）14.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵变；（）15.不可逆过程的熵变无法计算；（）16.工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（）17.封闭热力系统发生放热过程，系统的熵必然减少。
工程热力学（机械2005级）试题参考答案 2007 -- 2008 学年 上 学期 时间120分钟 工程热力学 课程 32 学时 2 学分 考试形式： 开 卷 专业年级： 机械05级 总分100分，占总评成绩 70 %一、 填空（每空2分，总计20分）1、基本热力学状态参数有：（压力）、（温度 ）、（体积）。
2、理想气体的热力学能是温度的（单值）函数。
3、热力平衡的充要条件是：（系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零）。
4、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（熵产）。
5、卡诺循环由（两个可逆定温和两个可逆绝热）热力学过程组成。
6、熵增原理指出了热力过程进行的（方向）、（限度）、（条件）。
二、 简答题（20分）1、（5分）如图1，某种理想气体有两任意过程a-b 和a-c ，已知b ，c 在同一可逆绝热线上，试问：Δu ab 和Δu ac 哪个大解：（方法一）过b 、c 分别作等温线，因为c b T T >，故c b u u >ab b a ac c a u u u u u u ∆=->∆=-即 （方法二）考虑过程b -cc b q u w u u w =∆+=-+0c bq v v w =>>c b u u >，ac ab u u ∆>∆图1方法二图22、（5分）某理想气体经历4个过程，如图2所示。
（1）将各过程画在p-v 图上，并说明作图过程； （2）指出过程加热或放热，膨胀或压缩。
解： 因为：w u q +∆=1-3：131n k -<<，且313S T T >1及<S 则有： >0,<0u q ∆ 所以<0w 边压缩边放热1-2：122121T <T S <S k n -<<∞且及，则 <0,<0u q ∆()12g 1g21211d 111n n R T R p w p v T T n p n -⎡⎤⎛⎫⎢⎥===-=- ⎪⎢⎥--⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎰L所以有>0w 边膨胀边放热 1-4： 1441410n T T S S ->>-∞>>且及>0,>0u q ∆ ()14>01g R w T T n =-- 边膨胀边吸热1-5：151n k -<<5151且T <T 及S >S<0,>0,>0u q w ∆ 边膨胀边吸热边降温方法一3、（6分）某循环在700K 的热源及400K 的冷源之间工作，如图3所示。
《工程热力学》试卷（B卷）-答案及评分标准《工程热力学》试卷（B卷）一、单项选择题（每题1分，共10分）1．下列热力过程，除了哪个对任何一种热能动力装置都是共同的（C ）A、吸热B、膨胀做功C、冷凝D、排热2．准静态过程，系统经过的所有状态都接近于（C ）A、初始状态B、环境状态C、平衡状态D、邻近状态3．若已知工质的绝对压力P=0.18Mpa，环境压力Pa =0.28Mpa，则测得的压差为（A ）。
A、真空Pv=0.1MpaB、表压力Pe=0.1MpaC、真空Pv=0.46MpaD、表压力Pe=0.46Mpa4．某封闭容器内的气体从热源吸收了100KJ的热量，同时内能增加了120KJ，则（A ）。
A、此过程为压缩过程，外界对气体压缩做功为20KJB、此过程为膨胀过程，气体对外界膨胀做功为20KJC、此过程为膨胀过程，气体对外界膨胀做功为220KJD、此过程为压缩过程，外界对气体压缩做功为220KJ5．下列哪个过程为非自发过程（A ）.A、热转换为功B、热量由高温物体向低温物体传递C、流体组分的自由混合D、气体的膨胀6．理想气体的可逆定温过程中（C ）。
A、q=0B、h=0C、△u=0D、W=07．下面关于可逆定温过程、可逆定压过程和可逆定容过程中，多变指数描述正确的是（B ）。
A、∞、1、0B、1、0、∞C、0、1、∞D、∞、0、18、pv k=常数，其中k=C p/C v，请问该方程适用于（D ）A、一切热力过程都适用B、理想气体的绝热过程C、任何气体的可逆绝热过程D、理想气体的可逆绝热过程9、q=△h+ωt方程（A ）A、可用于开口系稳定流B、只能用于可逆过程C、只能用于不可逆过程D、不能用于闭口系10、湿饱和蒸汽经定温膨胀过程后，其内能变化为_______；经定压膨胀过程后，其内能变化为________。
（ A ）A、定温膨胀：△u>0；定压膨胀：△u>0B、定温膨胀：△u>0；定压膨胀：△u<0C、定温膨胀：△u<0；定压膨胀：△u>0D、定温膨胀：△u<0；定压膨胀：△u<0二、判断题（正确的，在题后括号内画“√”，错误画“×”，每题2分，共10 分）1. 逆卡诺循环的热效率只能小于1，决不能等于1。
（完整版）⼯程热⼒学试卷⼀、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 1T 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 1T 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 net5、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。
《工程热力学》参考试题及答案 3一．选择题（10 分）1. dq=dh-vdp 适用于系统，过程，工质。
[C] A．任意，任意，任意 B. 闭口，任意，理想气体C. 开口，可逆，任意D. 闭口，可逆，任意2. 理想气体经绝热节流后，温度。
[D]A．可能升高也可能降低 B. 升高C．降低 D. 不变3. 如图所示，以铜棒为系统进行分析：铜棒处于状态。
[B]A．平衡 B. 稳定但不平衡C．不稳定 D. 平衡且稳定4. 范德瓦尔状态方程a(P )(V m b) RT2Vm中，a 表示修正系数。
[B]A．气体分子体积修正系数 B. 内压力修正系数C．分子之间作用力修正系数D．分子之间斥力修正系数5. 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<x<1 时，其熵为s，则。
[A]A．'' 's s s B．'' ' s s sC．' ''s s s D．' '' s s s二．判断题（10 分）1. 机械能可完全转化为热能，而热能却不能完全转化为机械能。
（×）2. 系统经历不可逆过程后，熵一定增大。
（×）3. 热机的热效率一定小于1。
（√）4. 水在湿蒸汽区发生定压吸热过程，温度升高。
（×）5. 若工质从同一初态，分别经可逆和不可逆过程，到达同一终态且两过程热源相同，那么传热量也相同。
（×）三．简答或画图分析题（30 分）6. （7 分）一闭口系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，试分析此过程中热量的变化。
解：①闭口系统无质量交换；②不可逆过程：S g 0 ；③S S g S f 0 ；所以S f 0，即，此过程为一放热过程。
7. （8 分）在T-s 图上定性标出n=1.2 理想气体的压缩过程，并在图上用面积表示W 和W t 。
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【】
A.容积保持不变的比热。
B.物量单位为一立方米时气体的比热。
C.物量单位为一摩尔容积气体的比热。
D.物量单位为一标准立方米时气体的比热。
13、抽气回热循环改善了朗肯循环，其根本原因在于【】
A.每公斤水蒸汽的作功量增加了
B.排气的热能得到了充分利用
C.水蒸汽的平均吸热温度提高了
D.水蒸汽的放热温度降低了
14、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
15、热机从热源取热1000 KJ，对外作功1000 KJ，其结果是【】
A.违反第一定律
B.违反第二定律
C.违反第一及第二定律
D.不违反第一及第二定律
第二部分非选择题（共85分）
二、判断题(本大题共10小题，每题1分,共 10 分,答A表示说法正确.答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改)
16、孤立系统的熵与能量都是守恒的。
（）
17、实际气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体。
（）
18、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。
（）
19、在T—S图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。
（）
20、再热循环的主要目的是提高汽轮机尾部排汽干度。
（）
21、任一热力循环的热效率都可用η= 1－q
2/q
1
= 1－T
2
/T
1
计之。
（）
22、孤立系统达到平衡时总熵达极大值。
（）
23、一桶具有环境温度的河水与一杯沸水，前者的可用能大于后者。
（）
24、凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。
（）
25、卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度，而与工质的性质无
关。
（）
三、填空题(本大题共5小题，每空1分,共12分。
)
26、混合气体由N 2和CO 2组成，已知N 2的质量成分为0.72，则混合气体的平均气体常数R g,eq = ，平均摩尔质量Me eq = 。
(N 2的摩尔质量为0.028kg/mol ，CO 2为0.044 kg/mol)
27、冬季取暖，若不采取任何其他措施，室内温度 ，室内相对湿度 。
（填增大，减少或不变）。
28、湿蒸汽的干度定义为 。
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＿＿＿＿kg 。
29、氧气的平均比定压热容008000.914/(.)c p
c
c kJ kg K =，0019500.933/(.)c p
c
c kJ kg K =，
则0019580c
p
c
c = ， 0019580c v
c
c = 。
30、范德瓦尔方程式的表达式为： ，其中常数a
是对 的修正。
常数b 是对 的修正。
四、名词解释(本大题共4小题，每题 4分,共16分。
)
31、干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽和过热蒸汽—
32、热容的定义和单位—
33、湿空气的露点—
34、控制质量—
五、简答题(本大题共3小题，每题 4分,共12分。
)
35、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？
36、简述蒸汽参数对朗肯循环效率的影响。
37、准平衡过程与可逆过程有何共同处?有何区别?有何联系?
六、计算题（本大题共4小题，共35分。
)
38、某蒸汽动力厂按一级抽汽回热（混合式）理想循环工作，如图所示，已知新蒸汽参数p
1
=4.0MPa，
t 1=4200C，汽轮机排汽压力p
2
=0.007MPa，抽汽压力p
A
=0.4MPa，忽略泵功。
试求：
（1）定性画出循环的T-s图；（2）抽汽系数α；
（3）循环吸热量q
1，放热量q
2
及输出净功ω
net
；
（4）循环热效率；（15分）
39、一闭口系从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热量为47.5kJ，而系统对外作功为30kJ，如图所示。
（1）若沿1-4-3途径变化时，系统对外作功15kJ，求过程中系统与外界传递的热量。
（2）若系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1，外界对系统作功6kJ，求该过程中系统与外界传递的热量。
（3）若U
2=175kJ,U
3
=87.5kJ，求过程2-3传递的热量及状态1的热力学能。
（7分）
40、m=2.26kg理想气体的气体常数R
g =430J/(kg.k)，比热比κ=1.35。
初温T
1
=477K，经可逆定
容过程后终温T
2
=591K。
求Q、ΔU、W、ΔS。
（7分）
41、空气可逆绝热流过一喷管，入口压力p
1=0.7MPa，温度t
1
=800℃，出口压力p
2
=0.15MPa，此
喷管是什么外型的喷管?入口空气流速忽略不计，比热容和比热比取定值，分别为
c p =1.004kJ/(kg·K)，κ=1.4，R
g
=287J/(kg.k)。
求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。
（7分）。
