工程热力学简答题汇总

工程热力学复习题答案1. 什么是热力学第一定律？它在能量守恒方面有何意义？答：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，只能从一种形式转换为另一种形式。

在热力学系统中，能量的总和保持不变，即系统吸收的热量等于系统所做的功和内能的增加之和。

这一定律强调了能量转换过程中的守恒性，是热力学分析的基础。

2. 描述卡诺循环的四个过程，并解释其在热力学中的重要性。

答：卡诺循环由四个过程组成：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。

这一循环展示了在两个温度之间运行的理想热机的最大效率，即卡诺效率。

卡诺循环的重要性在于它为热机效率设定了一个理论上限，表明了实际热机效率不可能超过卡诺效率。

3. 什么是比热容？如何区分定容比热容和定压比热容？答：比热容是指单位质量的物质在单位温度变化时吸收或释放的热量。

定容比热容是指在恒定体积下，物质单位质量的温度变化所需吸收或释放的热量；而定压比热容是指在恒定压力下，物质单位质量的温度变化所需吸收或释放的热量。

两者的区别在于进行热量交换时系统体积是否保持不变。

4. 熵的概念是什么？熵增原理在热力学中有何应用？答：熵是热力学中描述系统无序程度的物理量。

熵增原理表明，在自然过程中，孤立系统的总熵不会减少，即系统的无序程度总是趋向于增加。

这一原理在热力学中用于分析系统的自发过程，判断过程是否可逆，以及在热力学第二定律中的应用。

5. 什么是临界点？它在物质状态变化中有何意义？答：临界点是指在特定压力和温度下，物质的液态和气态没有明显区别的点。

在这个点上，物质的液相和气相的物理性质（如密度、体积等）变得相同。

临界点的意义在于它标志着物质状态变化的界限，超过临界点后，物质将不再有液气两相共存的状态，而是以超临界流体的形式存在。

6. 热力学第二定律有哪些表述方式？它们之间有何联系？答：热力学第二定律有多种表述方式，包括开尔文表述、克劳修斯表述和熵表述。

开尔文表述强调了不可能从单一热源吸热并完全转化为功而不产生其他效果；克劳修斯表述指出热量不能自发地从低温物体传递到高温物体；熵表述则表明在自然过程中，孤立系统的总熵不会减少。

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。

工程热力学简答题题库
1. 什么是热力学？
热力学是研究能量转化和能量传递的科学，包括热能、热力、功和热量等的研究。

2. 什么是热力学第一定律？
热力学第一定律是能量守恒定律的表述，即能量在系统中不会被创造或消失，只会以其他形式转化或传递。

3. 什么是热力学第二定律？
热力学第二定律是自然过程发生方向性的规律，表明热量只能从高温物体传递到低温物体，不会自发地从低温物体传递到高温物体。

4. 什么是热容？
热容是物体吸收热量时温度升高的程度，可以通过单位质量或单位体积的物质吸收的热量与温度升高之间的比值来表示。

5. 什么是焓？
焓是物体在恒压下吸收或释放热量时的能力，可以用内能和物体对外界所做的功的和来表示。

6. 什么是热力学循环？
热力学循环是热力学系统在一系列状态变化后返回初始状态的
过程，常用于热能转化和能量传递的工程系统。

7. 什么是理想气体？
理想气体是指在一定温度和压力下，其分子之间没有相互作用力，分子体积可以忽略不计的气体。

8. 什么是绝热过程？
绝热过程是指在没有与外界热交换的情况下，气体发生的压力、体积和温度的变化过程。

9. 什么是功？
功是系统对外界做的能量转移，通常定义为力乘以位移的乘积。

10. 什么是热量？
热量是能量传递的方式之一，是由于温度差而引起的能量传递。

1．平均系统和单相系统的差别？答：假如热力系统内部个部分化学成分和物理性质都平均一致，则该系统成为平均系统。

假如热力系统由单相物质构成，则该系统称为单相系统。

可见，平均系统必定是单相系统，反之则否则。

2．试说明稳固、均衡和平均的差别与联系？答：稳固状态是指状态参数不随时间变化，但这类不变可能是靠外界影响来保持的。

均衡状态是指不受外界影响时状态参数不随时间变化。

平均状态是指不受外界影响时不只状态参数不随时间变化，并且状态参数不随空间变化。

平均→均衡→稳固3．实现可逆过程的充足条件。

答：（1）过程是准静态过程，即过程所波及的有互相作用的各物体之间的不均衡势差为无穷小。

（2）过程中不纯在耗散效应，即不存在用于摩擦、非弹性变形、电流流经电阻等使功不行逆地转变为热的现象。

4．膨胀功、流动功、技术功、轴功有何差别与联系。

答：气体膨胀时对外界所做的功称为膨胀功。

流动功是推进工质进行宏观位移所做的功。

技术功是膨胀功与流动功的差值。

系统经过机械轴与外界所传达的机械功称为轴功。

5．焓的物理意义是什么，静止工质能否也有焓这个参数？答：焓的物理意义为，当1kg 工质流进系统时，带进系统与热力状态相关的能量有内能u 和流动功pv，而焓正是这两种能量的总和。

所以焓能够理解为工质流动时与外界传达的与其热力状态有关的总能量。

但当工质不流动时，pv 不再是流动功，但焓作为状态参数仍旧存在。

6．机械能向热能的转变过程、传热过程、气体自由膨胀过程、混淆过程、焚烧反响过程都是自觉的、不行逆的。

热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不行能自动地、无偿地从低温物体传至高温物体。

7．循环热效率公式q1q2和T1T2能否完整同样？q1T1答：前者用于任何热机，后者只用于可逆热机。

8．若系统从同一始态出发，分别经历可逆过程和不行逆过程到达同一终态，两个过程的熵变同样吗？答：对系统来说，熵是状态参数，只需始态和终态同样，过程的熵变就相等。

所谓“可逆过程的熵变必定小于不行逆过程的熵变”中的熵变是指过程的总熵变，它应当包含系统的熵变和环境的熵变两部分。

1热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。

开口系统：热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。

闭口系统：热力系统和外界只有能量交换而无物质交换。

孤立系统：热力系统和外界即无能量交换又无物质交换。

2平衡状态：一个热力系统如果在受外界影响的条件下系统的状态能够始终保持不变，则系统的这种状态叫平衡状态。

准平衡过程：若过程进行的相对缓慢，工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时间，即所谓弛豫时间又很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做准平衡过程。

可逆过程：当完成了某一过程之后，如果有可能使工质沿相同的路径逆行而回复到原来状态，并且相互作用中所涉及到的外界亦回复到原来状态而不留下任何改变。

3汽化潜热：即温度不变时，单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。

4比热的定义和单位：1kg物质温度升高1k所需热量称为质量热容，又称比热容，单位为J/(kg·K)，用c表示，其定义式为c=δq/dT或c=δq/dt。

5湿空气的露点：露点是在一定的pv下（指不与水或湿物料相接触的情况），未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即将结出露珠时的温度，可用湿度计或露点仪测量，测的td相当于测定了pv。

6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答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。

7卡诺定理：定理一：在相同温度的高温热源和相同温度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，与采用哪一种工质也无关。

定理二：在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。

推论一：在两个热源间工作的一切可逆循环，他们的热效率都相同，与工质的性质无关，只决定于热源和冷源的温度，热效率都可以表示为ηc=1—T2/T1推论二：温度界限相同，但具有两个以上热源的可逆循环，其热效率低于卡诺循环推论三：不可逆循环的热效率必定小于同样条件下的可逆循环8气体在喷管中流动，欲加速处于超音速区域的气流，应采取什么形式的喷管，为什么：因为Ma>1超声速流动，加速dA>0气流截面扩张，喷管截面形状与气流截面形状相符合，才能保证气流在喷管中充分膨胀，达到理想加速度过程，采用渐扩喷管。

1热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。

开口系统：热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。

闭口系统：热力系统和外界只有能量交换而无物质交换。

孤立系统：热力系统和外界即无能量交换又无物质交换。

2平衡状态：一个热力系统如果在受外界影响的条件下系统的状态能够始终保持不变，则系统的这种状态叫平衡状态。

准平衡过程：若过程进行的相对缓慢，工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时间，即所谓弛豫时间又很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做准平衡过程。

可逆过程：当完成了某一过程之后，如果有可能使工质沿相同的路径逆行而回复到原来状态，并且相互作用中所涉及到的外界亦回复到原来状态而不留下任何改变。

3汽化潜热：即温度不变时，单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。

4比热的定义和单位：1kg物质温度升高1k所需热量称为质量热容，又称比热容，单位为J/(kg·K)，用c表示，其定义式为c=δq/dT或c=δq/dt。

5湿空气的露点：露点是在一定的pv下（指不与水或湿物料相接触的情况），未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即将结出露珠时的温度，可用湿度计或露点仪测量，测的td相当于测定了pv。

6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?答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。

7卡诺定理：定理一：在相同温度的高温热源和相同温度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，与采用哪一种工质也无关。

定理二：在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。

推论一：在两个热源间工作的一切可逆循环，他们的热效率都相同，与工质的性质无关，只决定于热源和冷源的温度，热效率都可以表示为ηc=1—T2/T1推论二：温度界限相同，但具有两个以上热源的可逆循环，其热效率低于卡诺循环推论三：不可逆循环的热效率必定小于同样条件下的可逆循环8气体在喷管中流动，欲加速处于超音速区域的气流，应采取什么形式的喷管，为什么：因为Ma>1超声速流动，加速dA>0气流截面扩张，喷管截面形状与气流截面形状相符合，才能保证气流在喷管中充分膨胀，达到理想加速度过程，采用渐扩喷管。

（完整版）工程热力学简答题电子版工程热力学习题A一、简要问答题1.工程热力学的研究对象主要是什么？答：工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别是热能转化为机械能的规律和方法，以及提高转化效率的途径，以提高能源利用的经济性。

2.热能的利用有哪两种基本的利用形式，并举例说明？答：一种是热能的直接利用，如冶金，化工，食品等工业和生活上的应用，另一种是热能的间接利用，如把热能转化成机械能或电能为人们提供动力。

3.何为工质？如何采用气体而不采用液体或固体作为热机的工质？答：工质是指在热机中工作的借以实现将热能转化成机械能的媒介物质，因气体的膨胀性与压缩性远比液体、固体要好，所以热机中的工质是采用气体，而不采用液体，更不能采用固体。

4.功量与热量有何不同和相同之处？答：相同之处：（1）都是过程量，而不是状态参数；（2）都是工质与外界交换的能量；（3）可逆过程都可图示。

不同之处：（1）功量是有序能（机械能）即功量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转化，而热量是无序能（热能）即热量是大量微粒子热运动的能量传递，传热过程中不出现能量形态的转化。

（2）有功转换的动力是压差，而有热交换的动力是温差，（3）功量与热量的计算表达式不同。

（4）功量可在p-vt图上图示，而热量是在T-s图上图示。

5.写出热力系统第一定律的文字表达？答：热力学第一定律的文字表述：热可以变为功，功也可以变为热，一定量的热消失时，必产生相应量的功，消耗一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热。

6.写出1Kg工质的焓的符号与定义式及其能量含义，并指出焓是过程量还是状态参数。

答：焓的符号是h，其定义式是h=u+pv，其能量含义是系统中因引进1kg工质而获得的总能量是热力学能u与推动功pv之和，焓是状态参数，而不是过程量。

7.何为理想气体，并举例指出什么气体可视为理想气体？什么气体不能视为理想气体？答：理想气体是指其分子是具有弹性的，而不具有体积的质点，分子间没有相互作用力的假想气体。

校内本科班工程热力学复习题答案整理（判断题和简答题部分）一、判断正误，并解说原由（ 5 题， 4 分每题）1、热力系统处于均衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳固均匀的。

答：错误。

因为均匀是相关于均衡状态下单相物系而言的。

详见P162、理想气体的分子是没有大小和质量的，且其互相间的碰撞是弹性的。

答：错误。

理想气体是些弹性的、不详细积的质点，存在质量。

3、从微观上讲，只需分子之间的作使劲和分子自己体积能够忽视，则这类气体就能够视为理想气体。

高空大气层内气体十分稀疏，知足上述要求，故能够视为理想气体，可用经典热力学知识办理相关问题。

答：正确。

详见 P61-P624、理想气体发生的随意可逆热力过程都能够用“pv n=常数”来描绘其过程特色。

答：错误。

只有当pv n中的n为常数时才能够用来描绘。

正确。

当观察的过程时微元过程时。

5、假如从同一初始状态到同一终态有可逆和不行逆两个过程，则可逆过程的熵变小于不行逆过程的熵变。

答：错误。

因为熵是状态函数，关于同一初始状态和同一终态的两个过程，其熵变相同。

6、依据热力学第二定律，自然界不行能有熵产为负的过程发生，所有自觉过程都会导致能量质量的降低。

答：正确。

所有自觉过程都是不行逆过程，而不行逆过程会致使作功能力损失，使能量的质量降低。

7、水在定压汽化过程中温度保持不变，则此过程中的吸热量等于其对外所做的膨胀功。

答：错误。

此过程汲取的热量等于蒸汽分子内位能增添和对外所做的膨胀功。

详见P80 8、水蒸汽图表中参数的零点选定为三相状态下的液态水的参数。

答：正确。

详见 P829、水处于三相状态时的压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

答：错误。

处在三相状态下的水因为存在着汽化潜热，则高升相同的温度所需热量更多，即比热容要大于临界状态下的相应值。

正确。

关于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

10、关于任一现成喷管，不论其形式怎样，只需气体在喷管内部等熵流动，其流量都将跟着背压的降低而增大，直至无量大。

工程热力学试题及答案一、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 = H - TS2. 理想气体的内能仅与下列哪一项有关？A. 温度B. 压力C. 体积D. 质量3. 根据热力学第二定律，下列哪一项是正确的？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. 热量可以自发地从高温物体传向低温物体，但必须引起其他变化D. 热量可以在不引起其他变化的情况下从低温物体传向高温物体4. 卡诺循环的效率与下列哪一项无关？A. 工作介质B. 高温热源温度C. 低温热源温度D. 循环的路径5. 什么是熵？A. 热力学系统的一个状态参数B. 热力学系统的一个过程量C. 表示热力学系统混乱程度的物理量D. 表示热力学系统能量转换效率的物理量6. 以下哪种情况下，气体的熵会增加？A. 气体在绝热条件下膨胀B. 气体在等温条件下压缩C. 气体在等压条件下膨胀D. 气体在等容条件下加热7. 热力学第三定律的实质是什么？A. 绝对零度不可能达到B. 绝对零度时所有物质的熵为零C. 绝对零度时所有物质的熵为常数D. 绝对零度时所有物质的熵为负无穷8. 什么是临界点？A. 液体和气体的界面消失的点B. 液体和固体的界面消失的点C. 气体和固体的界面消失的点D. 液体和气体的界面出现波动的点9. 什么是热机效率？A. 热机输出功与输入热量的比值B. 热机输入热量与输出功的比值C. 热机输出功率与输入功率的比值D. 热机输入热量与输出功率的比值10. 什么是湿蒸汽的干度？A. 湿蒸汽中液态水分的质量分数B. 湿蒸汽中气态水分的质量分数C. 湿蒸汽中液态水分的体积分数D. 湿蒸汽中气态水分的体积分数二、简答题（每题5分，共20分）1. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。

2. 解释什么是理想气体，并简述其状态方程。