工程热力学复习资料
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一、选择题:1、在p —v 图上,经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值 ( B )A.大B.小C.相等D.可能大,也可能小2、不可逆热机与可逆热机相比,其热效率 ( C )A.一定高B.相等C.一定低D.可能高,可能低,也可能相等3、p v Mc Mc 的数值是( D )A.与状态有关B.与气体性质有关C.与过程有关D.常数4、某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作,其制冷量为1000kJ ,消耗功为250kJ,此制冷机是( C )A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D.可逆或不可逆的5、水蒸汽的汽化潜热随压力升高而( C )A.增加B.不变C.减小D.先增后减6、理想气体绝热流经节流阀,节流后稳定截面处的温度 ( B )A.升高B.降低C.不变D.无法确定7、渐缩喷管中,气流的马赫数( A )A.只能小于1B.只能小于1或等于1C.只能大于1D.只能大于或等于18、已知燃气轮机理想定压加热循环中,压气机进、出口空气的温度为T 1、T 2;燃气轮机进、出口燃气的温度为T 3、T 4,则其循环热效率为( D ) A.431T T - B.211T T - C.32411T T T T --- D.41321T T T T --- 9、绝对压力p ,表压力p g 、环境压力p a 间的关系为( C )A. p + p g – p b = 0B. p + p b - p g = 0C. p - p g - p b = 0D. p b + p g + p = 0 10、活塞式压气机的余隙比是指余隙容积与( C )之比。
A.滞胀容积B.有效容积C.活塞排量D.气缸总容积11. t w dh dq δ+=只适用于 (B)A.理想气体可逆过程B.任何工质任何过程C.理想气体任何过程D.任何工质可逆过程12. 水的液体热随压力升高而 (A)A.增加;B.不变;C.减小D.先增后减13.喷管出口流速公式c=适用于(A) A.任何气体的定熵流动 B.理想气体一切流动C.理想气体绝热流动 D.理想气体可逆绝热流动15. 热泵的供热系数等于5,则该热泵作为制冷机用时,其制冷系数等于(C).5 C15. 理想气体某一过程的技术功w t等于吸热量q,该过程是(C)A.定压过程B.定容过程C.定温过程D.绝热过程16. 绝热节流过程是(A)A.定焓过程B.不可逆过程C.准平衡过程D.定熵过程17. 采用定压加热循环方式的燃气轮机装置压气机中的实际过程可简化为(B)A.定温压缩过程B.绝热压缩过程C.多变压缩过程D.加热压缩过程18. 一定质量的工质稳定流过一开口系统,其进系统的推动功比出系统的推动功小50kJ,所完成的技术功为100kJ,则其体积功为(C)A.-150kJB.-50kJ19.某容器中气体的表压力为, 当地大气压为MPa, 则该气体的绝对压力为(C)A MPaBC MPa D20.气体在某一过程中吸入300kJ的热量,同时热力学能增加了150kJ,该过程是(A)A 膨胀过程,B 压缩过程C 定容过程D 定压过程21.一绝热刚体容器用隔板分成两部分,左边盛有高压理想气体,右边为真空,抽去隔板后,容器内的气体温度将( C )A 升高B 降低C 不变D 不确定22.某理想气体经历了一个热力学能不变的热力过程,则该过程中工质的焓变( B )A 大于零,B 等于零C 小于零D 不确定23.某一封闭热力系,经历了一个可逆过程,热力系对外做功20kJ, 外界对热力系加热5kJ,热力系的熵变为(A)A 大于零B 等于零C 小于零D 不确定24.有一卡诺热机,当它被作为制冷机使用时,两热源的温差越大则制冷系数(B)A 越大B 越小C 不变D 不定25.某容器中气体的表压力为, 当地大气压为,则该气体的绝对压力为(B)A B C D26.卡诺循环的热效率,只与(A )有关。
⼯程热⼒学复习提纲⼯程热⼒学复习提纲第⼀章1、热⼒系、边界和外界的关系。
特别是边界是可以真实的、虚拟的、固定的或移动的。
2、闭⼝系和开⼝系的定义。
闭⼝系是热⼒系与外界通过边界没有质量交换,但可以有能量交换;开⼝系是热⼒系与外界通过边界有质量和能量交换。
3、绝热系和孤⽴系的定义绝热系是热⼒系与外界通过边界没有热量交换,但可以有质量交换。
孤⽴系是⽆能量交换和质量交换。
4、简单可压缩系的定—由可压缩物质组成,与外界除了热量交换外,只交换容积变化功的有限物质系统。
5、状态参数,,,,,p V T U H S与过程⽆关⽽与初终态有关。
对于简单可压缩系,只需要两个彼此独⽴的状态参数就可以确定其状态。
6、平衡态的定义—⽆外界影响的系统保持状态参数不随时间⽽改变的状态。
在边界上与外界⽆能量交换。
系统与外界不存在任何势差:温度差、压⼒差等。
7、理想⽓体状态⽅程8、热⼒过程—处于平衡状态的热⼒系,如果在边界上受到势差的影响,平衡状态就被破坏,随之产⽣⼀系列变化直⾄新的⼀个平衡状态建⽴为⽌,这⼀系列变化组成的就是热⼒过程。
不平衡过程(有限势差)—只有初态和终态是平衡状态,中间经历的状态都是不平衡状态。
在参数坐标图上只能⽤虚线表⽰。
准平衡过程(⽆限⼩势差)9、可逆过程—如果热⼒系完成⼀个过程后,在按原路径逆向进⾏时,使热⼒系和外界都返回原状态⽽不留下任何变化的过程,称为可逆过程。
实现条件:(1)准平衡过程;(2)不存在任何形式的能量耗散,如摩擦、电阻等使功变为热的现象。
10、功和热微元过程不能表⽰成d W ,d Q 。
只能表⽰成δW,δQ。
有限过程,不能表⽰成△W,△Q ,只能表⽰成W,Q。
循环过程,∮W≠0,∮Q ≠0。
系统对外作功为“+外界对系统作功为“-”条件:可逆过程系统对外放热为“-”11、热⼒循环—热⼒系从⼀初态出发,经历⼀系列状态变化后,⼜回到初态的状态变化过程,称作循环。
特性:⼀切状态参数恢复原值,即∮0。
1.热力学第二定律表述方法(二种最基本的表述方法)克劳修斯说法:热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。
开尔文-普朗克说法:不可能制造出从单一热源吸热,使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。
如果把单一热源下作功的动力机称为第二类永动机。
即:第二类永动机是不存在的。
2.功不是状态参数,是过程量3.过程热量是热力系统和外界之间仅仅由于温度不同而通过边界传递的能量4.气体吸热后一定膨胀,热力学能一定增加。
不正确5.气体膨胀时一定对外作功。
不正确6.气体压缩时一定消耗外功。
正确7.熵是状态参数,从初态到终态,熵的变化与过程性质无关;8.孤立系统的熵可以增大(不可逆时),理想上也可保持不变(可逆时),但决不能减小;9.孤立系统熵增原理可以判断过程进行的方向,凡孤立系统熵增大的过程,才能发生,凡孤立系统熵减小的任何过程,都不可能发生;10.孤立系统的熵增大,表示系统内发生了不可逆变化,即系统内发生了机械能的损失。
11.流速小于当地音速时,称为亚音速;流速大于当地音速时,称为超音速。
1工质-—实现热能和机械能相互转化的媒介物质。
2.高温热源(热源) -—工质从其中吸取热能的物体。
3.低温热源(冷源) -—接受工质排出热能的物体。
4.热力系统-—人为分割出来作为热力学分析的对象。
5.孤立系统—热力系统和外界既无能量交换又无物质交换的系统。
6.绝热系统—热力系统和外界的作用仅限于无热量交换的系统。
7.热力状态—工质在热力变化过程中某一瞬间所呈现的宏观物理状况,简称状态。
8.状态参数—用来描述工质所处状态的宏观物理量(如p,T等)。
物质的状态变化必然由参数的变化表示。
即: 状态参数一旦确定, 工质的状态也就确定9.平衡状态:一个热力系统,如果在不受外界影响条件下,系统的状态能够始终保持不变,则系统的这种状态称为平衡状态。
10.热力状态坐标图:由热力系状态参数所组成的坐标图。
常用的有压容(p-v)图和温熵(T-s)图等。
第一章 基本概念及定义工质——实现热能和机械能相互转化的媒介物质。
作为工质的要求:1)膨胀性 2)流动性 3)热容量 4)稳定性,安全性 5)对环境友善 6)价廉,易大量获取热源——工质从中吸取或向之排出热能的物质系统。
(前者为高温热源,后者为低温热源)闭口系(控制质量CM )—没有质量越过边界 开口系(控制体积CV )—通过边界与外界有质量交换 绝热系——与外界无热量交换;孤立系——与外界无任何形式的质能交换注:孤立系必定是绝热系,但绝热系不一定是孤立系简单可压缩系——由可压缩物质组成,无化学反应、与外界有交换容积变化功的有限物质系统状态参数(与过程无关): P, V , T, U, H, S广延量——与系统质量成正比,具有可加性,如 体积V , 热力学能U, 焓H, 熵S强度量——与系统质量无关,如(绝对)压力P ,温度T注:广延量的比参数具有强度量的性质,不具可加性系统两个状态相同的充要条件:所有状态参数一一对应相等 简单可压缩系两状态相同的充要条件:两个独立的状态参数对应相等T=t +273.15K当绝对压力大于大气压力时, 二者的差值称为表压力;当绝对压力小于大气压力时, 二者的差值称为真空度x平衡不一定均匀,但单相平衡一定均匀;稳定不一定平衡,但平衡一定稳定。
理想气体状态方程其中,R=M Rg准静态过程——偏离平衡态无穷小,随时恢复平衡的状态变化过程b e b ()p p p p p =+>b v b ()p p p p p =-<63252N 1P a 11M P a 110P a 1kP a 110P am1bar 110P a1atm 101325P a 760m m H g1m m H g 133.32P a 1m m H O 9.80665P a=⇒=⨯=⨯=⨯====mV v =m Vρ=ρ1=v g pv R T =g pV m R T=nRTpV =23Pa N/m m /kg Kp v T ⎡⎤⎡⎤---⎣⎦⎣⎦8.3145J/(mol K)R =⋅可逆过程——系统可经原途径返回原来状态而在外界不留下任何变化的过程。
熵:一、任意过程熵与热量的关系系统的熵变是可以用可逆吸热计算的,当实际过程不可逆时,可以采用假设可逆过程的方法。
按假设可逆过程计算熵变,即用热温比计算,其中的热量度其实是包括两部分:实际传入的热量和耗散热量(可逆功-实际功)——总热量一个关系:(假设)可逆传热-(假设)可逆功=传热-功(实际)=系统内能变化(因为内能是状态参量,是只与前后状态有关的,与过程是否可逆无关)即:系统在某一温度下的熵变是系统在该温度下所得到的总热量除以该系统的温度,与可逆与否无关。
Tr Q W WQ ds T T T δδδδ-==+,注意用的是系统温度而不是热源温度,因为熵本身就是系统的状态量。
——第一熵方程二、微观解释系统微观粒子热运动能量增量与热运动强度之比(运动有序程度的度量)反应了系统宏观状态对应的微观状态数。
注:任何不可逆过程都将一定功化为等量热。
——效果与功生热一样。
——则任一不可逆过程都可能通过加功消除变化。
三、熵流与熵产熵产是真正的不可逆程度的度量,是不可逆的本质,是熵的根本来源。
闭系,熵变=熵流+熵产,任意系统熵变可正可负,熵流可正可负,但熵产必然是大于或等于0的,孤立系统,没有熵流,则熵变就是熵产,所以有孤立系熵增原理。
总方程:()r r r W W QQ Q ds T T T T δδδδδ-=+-+——第二熵方程熵流熵产:两部分组成——有有限温差温差的传热和系统内部功的耗散如果计算熵流用的是系统温度Q Tδ,则熵产中就只有耗散项,而不包括温差传热项。
两者熵产项不相等,是因为考虑的过程不同,所选择的系统也不同。
用热源温度计算熵流时,计算的是从热源流出的熵流,而熵变是系统的熵变,则系统的熵变 理应包括温差传热带来的熵产。
而用系统温度计算熵流时,计算的是流入系统的熵流,而流 入系统的熵流已经包括温差传热的熵产了。
——温差传热的熵产是最终到受热方的,是流入 的熵流的一部分。
开口系多用Q T δ计算熵流而不用rQ T δ,因为工质系统一般是研究对象,简单清楚。