西南交大机械类热工基础问题详解

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第2学期西南交大《热工基础》主观题

答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ58.水在绝热混合器中与水蒸汽混合而被加热，水流入的压力为200kPa，温度为20℃，比焓为84kJ/kg，质量流量为100kg/min；水蒸汽流入的压力为200kPa，温度为300℃，比焓为3072kJ/kg，混合物流出的压力为200kPa，温度为100℃，比焓为419kJ/kg。

问每分钟需要多少水蒸汽。

答：此绝热混合器所围空间为一稳流系，根据能量方程：59.有5g氩气，经历一热力学能不变的状态变化过程，初始状态p1=6.0?05 Pa，T1=600K，膨胀终了的容积V2=3V1，氩气可作为理想气体。

已知氩气的Rg=0.208 kJ/(kg·K)，c p=0.523 kJ/(kg稫)，求：（1）终了状态的温度T2、压力p2；（2）过程中系统热力学能、焓和熵的变化量。

答：由题意：△U = 0 →T2 = T1 = 600 K由理想气体气体状态方程，有：60.试求在定压过程中加给理想气体的热量中有多少用来作功？有多少用来改变工质的热力学能（比热容取定值）？答：∵定压过程总加热量为：q =c p△T其中用来改变热力学能的部分为：△u= c V△T而c p = c V+R g∴定压过程用来作功的部分为：w =R g△T61. 2kg某种理想气体按n=1.2可逆多变过程膨胀到原有体积的3倍，稳定地从300℃降低到60℃，膨胀过程中作功418.68kJ，吸热83.736kJ，求：气体的c p和c V。

答：由闭口系能量方程：62. 3 kg温度为80℃的热水在绝热容器中与5 kg温度为20℃的冷水等压混合，水的比热为4.187kJ/(kg·K)，求此混合过程的熵变，并根据熵变的计算结果说明为什么混合过程是不可逆过程？（提示：先由热力学第一定律求混合后水的状态）答：思路：利用孤立（绝热）系熵增原理进行判断。

取该绝热容器为闭口系，设热水用角标H表示，冷水用角标C表示，并注意液体c p = c V = c由闭口系能量方程：第二次作业三、主观题(共6道小题)33.压力p1=0.3MPa、温度t1=24℃的空气，经喷管射入压力为0.1 MPa的大气中，问应采用何种喷管？34.在lg p—h图上画出蒸气压缩制冷的理论循环图，并用线段分别标出单位质量制冷剂的制冷量q2和压缩机的耗功量w0。

西南交通大学《热工基础》-在线作业二

西南交《热工基础》在线作业二
同种流体中,有物态变化时换热与无物态变化时换热相比较
A:有物态变化时换热强烈
B:无物态变化时换强烈
C:只要流体相同,有无物态变化与换热强弱无关
D:都不对
参考选项：A
某可逆过程中物体对外做了功,而熵没变,则此过程
A:工质吸收了热
B:工质放出了热
C:工质既设吸热又没放热
D:不一定
参考选项：C
锅炉过热器的传热过程中,烟气对过热器管外壁的传热是通过以下传共同作用实现的
A:对流换热与导热
B:对流换热与辐射
C:辐射与导热
D:只辐射
参考选项：B
表明物体吸收辐射能能力的量是
A:反射率
B:穿透率
C:黑度
D:都不是
参考选项：C
迈耶公式表明理想气体的比定压热容（）比定容热容
A:大于
B:小于
C:无关
D:不一定
参考选项：A
热熵流的计算式dS f =δQ/T适用于_____.
A:理想气体任意过程
B:理想气体可逆过程
C:任何工质任意过程
D:任何工质可逆过程
1。

西南交大远程与教育学院-热工基础第5次作业主观题

一、单项选择题(只有一个选项正确，共7道小题)1. 渐缩喷管在设计工况下工作，如果喷管进口截面参数及背压保持不变，那么将此喷管截掉一段，其出口流速和流量将按＿＿变化。

(A) 流速减小，流量增加(B) 流速、流量都减小(C) 流速不变，流量增加(D) 流速减小，流量不变你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：C解答参考：2. 空气流在定熵滞止后＿＿。

(A) 温度升高、压力降低(B) 温度降低、压力升高(C) 温度、压力均升高(D) 温度、压力均降低你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：C解答参考：3. 理想气体经过绝热节流后, 其温度＿＿。

(A) 升高(B) 降低(C) 不变(D) 可能升高、降低或不变你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：C解答参考：4. 活塞式压气机压缩比较高时，采用多级压缩级间冷却的好处是＿＿。

(A) 减少耗功量，降低出口温度，降低容积效率(B) 增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率(C) 减少耗功量，降低出口温度，增大容积效率(D) 增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：C解答参考：5. 响为＿＿。

(A) 理论耗功量增加，产气量减小(B) 理论耗功量减小，产气量减小(C) 理论耗功量减小，产气量不变(D) 理论耗功量不变，产气量减小正确答案：D解答参考：6. 柴油机混合加热循环，若要提高其热效率，应在一定范围内适当采用措施＿＿。

(A) 增加压缩比，减小升压比和预胀比(B) 增加压缩比和升压比，减小预胀比(C) 增加升压比，减小压缩比和预胀比(D) 增加压缩比和预胀比，减小升压比正确答案：B解答参考：7. 对压缩蒸气制冷循环，如果提高蒸发温度、降低冷凝温度，其＿＿。

(A) 耗功量增加、制冷系数降低(B) 耗功量减小、制冷系数增大(C) 耗功量和制冷系数均降低(D) 耗功量和制冷系数均增大正确答案：B解答参考：二、判断题(判断正误，共14道小题)8.气体流经渐缩喷管，其出口截面的压力一定等于背压。

热工基础与应用1-6章习题解答

热工基础与应用1-6章习题解答习题参考答案第一章1-1解：状态量：压力，温度，动能，位能，密度;过程量: 热能，热量，功量。

1-2解：强度量：比体积，高度，压力，温度。

1-3解：根据压力单位换算得：22b H O Hg b H O Hg 735133.32297.992 kPa 2009.80665 1.961 kPa 800133.322106.658 kPa97.992 1.961106.658206.61 kPa p p p p p p p =?==?==?==++=++=1-4解：由分析知：设所求烟气的绝对为p ，压力计中煤油段压力为p v ，所以有：b v p p p =+,其中sin v p gL ρα=，所以784.8Pa v p =，由此得(0.10.000784)0.099216 MPa v b p p p =-=-=1-5解：设左气缸压力为p 1，右气缸压力为p 2，则有1b C 21B A2b 97kPa 110kPa 207 kPa 207kPa 45kPa 252 kPa 252kPa 97kPa 155 kPap p p p p p P p p =+=+=??=+=+=??=-=-=? p A 即为所求，155kPa.1-6 解：（1）选择水为系统，则外界向系统传热，但是无功量的交换；（2）选择电阻丝，容器，水为系统，则外界向系统做电功；（3）选取图中的虚线框为系统，则该系统为孤立系统，与外界无能量交换。

1-7解：汽轮机进口处的绝对压力：113.4020.09813.5 MPa g b p p p =+=+= 冷凝器内蒸汽的绝对压力：2706133.322Pa 0.0941 MPa, 0.0980.09410.0039 MPa v b v p p p p =?==-=-=图1-9习题1-3图1-8解：容器内的绝对压力60.098550133.322100.0247MPa b v p p p -=-=-??=，真空表读数：''0.1020.02470.0773MPa 579.799mmHg v b p p p =-=-==。

西南交大远程与教育学院-热工基础第1次作业主观题

一、单项选择题(只有一个选项正确，共8道小题)1. 开口系统是指（）的热力系统(A) 具有活动边界(B) 与外界有功量交换(C) 与外界有热量交换(D) 与外界有物质交换正确答案：D解答参考：2. 绝热系统是指（）的热力系统(A) 状态参数不变(B) 热力学能不变(C) 与外界没有热量交换(D) 与外界没有功量和热量交换正确答案：C解答参考：3. 孤立系统是（）的热力系统(A) 与外界无热量交换(B) 与外界无功量交换(C) 与外界无质量交换(D) 与外界无任何相互作用正确答案：D解答参考：4. 下列说法中正确的是（）(A) 平衡状态一定是稳定状态(B) 稳定状态一定是平衡状态(C) 均匀状态一定是平衡状态(D) 平衡状态是不存在内部势差的状态正确答案：A解答参考：5. 系统中工质的真实压力是指（）(A) p g(B) p b(C) p v(D) p b+p g或p b-p v正确答案：D解答参考：6. 在p－v图上，（）所包围的面积代表单位质量的工质完成一个循环时与外界交换的净功量。

(A) 任意循环(B) 可逆循环(C) 正向循环(D) 逆向循环正确答案：B解答参考：7. 公式q = c V△T + w适用于闭口系中（）(A) 理想气体的可逆过程(B) 实际气体的任意过程(C) 理想气体的任意过程(D) 任何工质的可逆过程正确答案：C解答参考：8. 气体吸热后热力学能（）(A) 一定增加(B) 一定减少(C) 不变(D) 可能增加、减少或不变正确答案：D解答参考：二、判断题(判断正误，共17道小题)9.热力学中的开口系只能有一个进口和一个出口。

正确答案：说法错误解答参考：10.简单可压缩系与外界交换的功只有容积功。

正确答案：说法正确解答参考：11.热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。

正确答案：说法正确解答参考：12.状态参数与工质变化过程的路径有关。

正确答案：说法错误解答参考：13.表压力和真空度都不能作为状态参数。

热工基础试题讲解及答案

热工基础试题讲解及答案1. 热力学第一定律的数学表达式是什么？热力学第一定律的数学表达式为：\(\Delta U = Q - W\)，其中\(\Delta U\)表示内能的变化，\(Q\)表示系统吸收的热量，\(W\)表示系统对外做的功。

2. 什么是热机效率，其计算公式是什么？热机效率是指热机将热能转换为机械能的效率，其计算公式为：\(\eta = \frac{W}{Q_{\text{in}}}\)，其中\(W\)表示输出的机械功，\(Q_{\text{in}}\)表示输入的热量。

3. 理想气体状态方程是什么？理想气体状态方程为：\(PV = nRT\)，其中\(P\)表示气体的压强，\(V\)表示气体的体积，\(n\)表示气体的摩尔数，\(R\)表示理想气体常数，\(T\)表示气体的温度（单位为开尔文）。

4. 什么是熵，熵变的计算公式是什么？熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，其计算公式为：\(\DeltaS = \int \frac{\delta Q}{T}\)，其中\(\Delta S\)表示熵变，\(\delta Q\)表示系统吸收或释放的热量，\(T\)表示绝对温度。

5. 热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式，请分别解释这三种方式。

热传导是指热量通过物体内部分子振动和碰撞传递的过程，通常在固体中进行。

热对流是指热量通过流体（如气体或液体）的宏观运动传递的过程，常见于流体内部或流体与固体表面之间。

热辐射是指物体通过电磁波（如红外线）传递热量的过程，不需要介质，可以在真空中进行。

6. 什么是临界压力和临界温度？临界压力是指在临界温度下，物质的液相和气相可以共存的压力。

临界温度是指在该温度下，物质的液相和气相可以共存的最高温度。

7. 什么是卡诺循环，其效率如何计算？卡诺循环是一种理想化的热机循环，由两个等温过程和两个绝热过程组成。

其效率计算公式为：\(\eta_{\text{Carnot}} = 1 -\frac{T_{\text{cold}}}{T_{\text{hot}}}\)，其中\(T_{\text{cold}}\)和\(T_{\text{hot}}\)分别表示冷热源的绝对温度。

热工基础课后问题详解超详细版(张学学)

第一章思考题1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。

而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。

可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。

热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。

2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。

若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。

3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。

4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。

5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？答：不正确。

不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。

6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。

而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。

7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。

习题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. kPa 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。

热工基础习题和答案

一、填空题1．实现热能和机械能相互转化的工作物质就叫做工质。

2．热能动力装置的工作过程，概括起来就是工质从高温热源吸取热能，将其中一部分转化为机械能，并把余下的一部分传给低温热源的过程。

3．热力系统与外界间的相互作用一般说有三种，即系统与外界间的物质交换、热量交换和功交换。

4．按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为闭口系统和开口系统两类。

5．状态参数的变化量等于初、终两状态下，该物理量的差值，而与工质的状态变化途径无关。

6．决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需两个。

7．1mmHg=133.3Pa；1mmH2O=9.81Pa。

8．一个可逆过程必须是准平衡过程，而且在过程中没有任何形式的能量耗散。

9．只有平衡状态才能用参数坐标图上的点表示，只有准平衡过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。

10．热量和功都是系统与外界能量传递的度量，它们不是状态参数而是过程量。

11．工质作膨胀功时w<0，工质受到压缩时w>0，功的大小决定于工质的初、终状态以及过程的变化途径。

1．系统的总储存能包括内部储存能和外部储存能的总和。

2．热力学能是物体因分子热运动而具有的能量，包括内动能和内位能两部分，前者是温度的函数，后者是比体积的函数，所以热力学能是状态参数。

3．空气经一热力过程后热力学能增加67kJ，并消耗外功1257kJ，则此过程为放热过程。

（填吸热或放热）4．一元稳定流动的能量方程式适用于一元稳定流动的任何过程。

5．焓的定义式物理意义是工质在流动状态下所具有的总能量中与热力过程有关的那部分能量。

6．推动功只有在工质流动时才有意义。

技术功等于膨胀功和推动功的代数和，所以技术功只对开口系统才有意义。

1．对于1kg理想气体其状态方程式为：pv=RgT，对于mkg理想气体其状态方程式为：pV=mRgT。

2．空气的通用气体常数R=8314J/(kmol·K),气体常数Rg=287J/（kg·K），标态下的千摩尔体积Vm0=22.4m3/Kmol。

考研热工基础真题答案解析

考研热工基础真题答案解析热工基础作为考研的一门科目，对于热能与动力工程专业的考生来说，是重要的参考标准。

掌握热工基础的理论知识和解题技巧，对于考研的成功至关重要。

本文将对热工基础的真题进行答案解析，帮助考生更好地掌握这门科目的考试技巧。

第一题：热功与功率题目：一个热力机械按正压循环进行工作，其净功输出为20 kW，热功输入为30 kW，求瞬时循环效率。

答案解析：循环效率可以通过热功输出与热功输入的比值来计算。

循环效率 = 热功输出 / 热功输入 = 20 kW / 30 kW = 2/3 = 66.67%。

第二题：热泵制冷系统题目：一个热泵制冷系统的制冷量为5000 J，制冷机的制冷功率为800 W，求热泵的性能系数。

答案解析：热泵的性能系数可以通过制冷量与制冷机功率的比值来计算。

性能系数 = 制冷量 / 制冷机功率 = 5000 J / 800 W =6.25 J/W。

第三题：理想气体的状态方程题目：对于摩尔质量为M的理想气体，已知温度T和压力P满足理想气体的状态方程P = ρRT，其中R为气体常数，ρ为气体密度。

求气体的摩尔质量M。

答案解析：理想气体的状态方程可以表示为P = ρRT/M，其中M为气体摩尔质量。

根据题目已知条件，化简方程得到M = ρRT/P。

第四题：焓的计算题目：由300 K的空气经过等压加热到600 K，焓的变化为1200 J/mol，求空气的定压比热容。

答案解析：焓的变化可以表示为ΔH = C_pΔT，其中C_p为空气的定压比热容，ΔT为温度的变化。

根据题目已知条件，化简方程得到C_p = ΔH / ΔT = 1200 J/mol / (600 K - 300 K) = 6 J/(mol·K)。

第五题：热传导题目：一个热导率为λ、截面面积为A、长度为L的导热棒，两端温度分别为T1和T2，求导热棒的热流量。

答案解析：热传导的热流量可以表示为Q = λAΔT/L，其中λ为热导率，A为截面面积，ΔT为温度的差值，L为长度。

热工基础课后答案第七章

h1=495kJ/kgh2=540kJ/kg
h3=h4=240kJ/kg
流量：
功率：
7-14解：(1)室内温度20C
查表得到：
h1=500kJ/kgh2=525kJ/kg
h3=h4=225kJ/kg
(2)室内温度为30C：
查表得到：
h2=550kJ/kg
h3=h4=240kJ/kg
所以，应该保持室内温度为20C。
7-4解：如果采用一级压缩，则压气机的排气温度为：
所以必须采用多级压缩，中间冷却的方法。
如果采用二级压缩，最佳压缩比为：
所以中间压力为：
各级排气温度相同，等于：
二级压缩所需的技术功为：
7-5解：求多变指数n：
所以功率为：
7-6解：查表得到：
h1=1670kJ/kgP1=0.29MPa
h2=1789kJ/kgP2=1.5MPa
供热量：
7-10解：查表得到：
h3=h4=536kJ/kg
h1=1532kJ/kgh2=1703kJ/kg
流量：
制冷量：
7-11解：查表得到：
h1=1670kJ/kgh2=1820kJ/kg
h3=h4=512kJ/kg
由
得流量为：
m=
耗功：
供热系数：
电炉功率：
7-12解:供热系数：
耗功率：
7-13解：查表得到：
h4=h3=489kJ/kg
吸热量：
q2=h1h4=1181kJ/kg
流量：
耗功：
功率：
7-7解：(1)可逆绝热压缩
压气机所需的技术功为：
功率：
压气机出口温度：
(2)压气机的绝热效率为0.85

热工基础期末考试题库含答案详解

（√）
49. 活塞式压气机的余隙容积越大，产气量越少，但单位工质的理论耗功量不变。（ √ ）
50. 压气机的压力比越大，容积效率越低。
（√）
51. 当需要压气机压力比较大时，应采取多级压缩。
（√）
52. 多级压缩时，最佳分级压力（最佳压力比）是按照耗功最小的原则确定的。（ √ ）
53. 增大内燃机的压缩比和定容升压比都有利于提高循环的热效率。
（×）
66. 两物体的辐射换热量为零，就表示两物体没有辐射换热。
（×）
67. 辐射换热时，能量的形式会发生变化。
（√）
68. 黑体的吸收比（率）和反射比（率）都是最大的。
（×）
69. 一定温度下，黑体的辐射力最大。
（√）
70. 辐射表面的温度越高，辐射能量中可见光的份额越大。
（√）
71. 角系数是一个纯几何参数。
A、必定增加 B、必定减少 C、保持不变 D、可能增加、减少或不变
21、系统经历一个不可逆绝热过程后，其熵变化 A 。
A、必定增加 B、必定减少 C、保持不变 D、可能增加、减少或不变
22、在水蒸气的汽化过程中，其汽化潜热为 A 。
A、该阶段的焓增 C、该阶段的焓增和膨胀功之和
B、该阶段的膨胀功 D、该阶段的焓增和热力学能增量之和
30、对压缩蒸气制冷循环，如果提高蒸发温度、降低冷凝温度，其 B 。
A、耗功量增加、制冷系数降低
B、耗功量减小、制冷系数增大
C、耗功量和制冷系数均降低
D、耗功量和制冷系数均增大
31、导热系数是衡量物质导热能力的重要指标，其大小除与材料的成分、分子结构、密度
有关外，还与 B 。
A、物体的几何形状有关 C、物体的温度有关，但与含水率无关

热工基础习题答案

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A(习题课(1)--工热总复习)西南交大载运

6) 讨论
(1) 取两个系统的关键是找到二者的相互关系
(2) 上端如果改为定压、绝热等条件
(3) 有时取一个系统更方便
例 2：已知：如图所示，
A、B室内各盛有相同的某理想气体 10kg， t1＝ 27 oC，P1= 0.15 MPa,
Cp =1.2 kJ/kg.k，Rg = 0.4 kJ/kg.k，
B:
A:
qB = wB = RgT1ln(P1/P2) u
qA = Δu+ wA= Cv( TA2-TA1) - wB
①
②
4) 补充方程
2(RgT1/P1) = (RgTA2/P2) + (RgT1/P2) = Rg (TA2+ T! ) /P2
③
5) 计算
由 ①: qB = wB = 0.281×290ln(1/4) = -115.4 kJ/kg 由 ③: TA2= (2P2/P1- 1)T1 = 7T1 = 2030 K 由 ②: qA = 0.716(2030- 290) + 115.4 = 1361.24 kJ/kg
热力学第二定律
1. 热力学第二定律的实质：一切自发过程都是不可
逆的。 2. 热力学第二定律的两种经典表述（开尔文－普朗克说法和克劳修斯说法），注意热力学第二定律
在表述上的完整性（缺少任何一部分内容都不正
确）。
3. 卡诺循环的组成、热效率，卡诺定理的指导意义。 4. 熵的定义式，过程中引起熵变的原因，热熵流和
2) 湿空气绝对湿度、相对湿度、含湿量、焓、
露点温度、湿球温度；
湿空气的湿度图
3.湿空气的热力过程分析
第七章
气体与蒸汽的流动
1. 当地音速，截面方程，马赫数与喷管外形选择的关系。 2. 定熵滞止，滞止焓、滞止温度、滞止压力。

热工基础A第四章(热力学第二定律)西南交大载运.

二、作功能力损失与熵产
作功能力损失是指由于过程的不可逆性所造成的最大有用功（作功能力）减少的部分。
作功能力损失的计算： I= T0ΔSg
T0——环境温度。
三、能量贬值原理
表述：孤立系中发生的一切过程总是朝
着能质（作功能力）下降的方向进行的，极限条件（可逆）下保持不变。
热力学定律的新描述:
热力学第一定律火用 + 火无 = 恒量
对不可逆过程：克劳修斯积分式小于该过程的熵变。
对不可逆微元过程：
dS Q
T
或
ds q
T
。
结论：在不可逆过程中，熵的变化大于过程中工
质的吸热量除以热源温度所得的商。
熵方程定义：用dsg 表示δQ/T 与ds 之间的差值
ds = δQ/T + dsg = dsf + dsg
或
dS g

dS
q2 adcT ·ds（均取正值）
令 T1 ·s q1 ，T2 ·s q2
则
T1

abcT s
·ds
,
T2

adcT ·ds s
概括性卡诺循环
式中 T1 ——平均加热温度； T2 ——平均放热温度。
结论：
t 1
adcTds 1 T2
abcTds
T1
1）在两个变温热源间工作的可逆热机，
q T ·ds
q

du

pd

q dh dp
或
ds du pd
TБайду номын сангаас
ds dh dP
T
实用的计算式就是我们以前推出的三个公式。

西南交大机械类热工基础答案讲解

1.3题略3解：：.p = ■- g h h=-^=(93-78) 10"274.2 m Pg 1.2x9.811.5题略已知： 3 3『=0.8g/cm =800kg/m1 = 200 mm = 0.2 mh=lsin30 =0.2 0.5 = 0.1 m烟气的真空度为：P v =『g h =800 9.81 0.2sin 30 =784.8 PaT 1 mmH 2O = 9.80665 Pa：・ 1 Pa = 0.10197 mmH 2Op v =784.8 Pa =80.027 mmH 2O 烟气的绝对压力为：p 二 P b 一 a =745 133.3224 - 784.8 =98540.388 Pa =98.540 kPa1.10题略解：锅内表压力2.2填空缺数据（蓝色）：2.9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：过程中气体对外做功量解：由 D 1=0.4 m ， p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/mpg =36P g A 100 10 4 10m= 0.04077 kg =40.77 g'■ q "I 3dW 二 pdV 二 kD d (— D 3)kD 3dD6 2D2兀 3 兀44WkD 3dD k(D ；—D i 4) D 12 8= 2.27 kJ答：过程中气体对外做功量为 2.27 kJ2.12题略解：(1)确定空气的初始状态参数m^g "c 195 x 9.8 x 10’ “c * “ P i = P b ■ Pgi = P b 102 4 293.1kPaA 100^10 4 2 3 3V^AH =100 10 10 10 =10 m T^ (273 27) =300 K（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。

(完整版)热工基础课后题答案

解：汽车动能的损耗为
由题意可知，汽车动能的损耗将全部转换为刹车带和刹车鼓的热力学能：
所以有
1-15以压缩空气为工作介质的小型高速汽轮机进气参数400kPa、50℃，经绝热膨胀排出汽轮机时的参数为150kPa、-30℃，问为产生100W的功率所需的质量流量。已知空气的焓仅是温度的函数，h=cpT。
解：由题意可知，进出空气的焓差即为汽轮机的功率
解：假设50盏电灯所耗能量最终全部变成热能散发在车间内，则每小时电灯产生的热能为
工作机器产生的热能：
将车间看做是闭口系，则有
1-12水在101235Pa，100℃下定压汽化，比体积由0.001m3/kg增加到1.763m3/kg，若汽化潜能为2250kJ/kg。已知定压汽化过程汽化潜热即为焓差，试求1kg水在定压汽化过程中的热力学能变化量。
解：（1）由于过程中，空气的温度不变，热力学能只是温度的函数，所以
，由热力学第一定律，所以膨胀功为
（2）由于初终两态的温度相同，所以，
1-19水在绝热容器中与水蒸气混合而被加热，水流入时压力为200kPa，温度为20℃，比焓为84kJ/kg，质量流量为100kg/min。水蒸气流入时的压力为200kPa，温度为300℃，比焓为3072kJ/kg，混合物流出时的压力为200kPa，温度为100℃，比焓为419kJ/kg，问每分钟需要多少水蒸气？
1-17空气在压气机中被压缩，压缩前空气的参数是：。压缩后的参数是。设在压缩过程中1kg空气的热力学能增加146.5kJ，同时向外放出热量50kJ。压气机每分钟产生压缩空气1kg。求带动此压气机要用多大功率的电动机？
解：由题意可知，
压缩1kg空气电动机所做的技术功为
于是电动机的功率为
1-181kg空气由，膨胀到，过程中空气吸热506kJ，（1）求空气的热力学能变化量及膨胀功；（2）若在与上述相同的初态之间空气仅吸热39.1kJ，求空气在过程中的做功量。假定空气可作为理想气体，其热力学能只是温度的函数。

热工基础考试前辅导资料题库及答案西南交通大学

热工基础考试前辅导资料题库及答案西南交通大学孤立系统是（）的热力系统A.与外界无热量交换B.与外界无功量交换C.与外界无质量交换D.与外界无任何相互作用正确答案：D开口系统是指（）的热力系统A.具有活动边界B.与外界有功量交换C.与外界有热量交换D.与外界有物质交换正确答案：D气体吸热后热力学能（）A.一定增加B.一定减少C.不变D.可能增加、减少或不变正确答案：D绝热系统是指（）的热力系统A.状态参数不变B.热力学能不变C.与外界没有热量交换D.与外界没有功量和热量交换正确答案：C在相同的温度变化区间内，理想气体定容过程焓的变化量与定压过程相比（）A.较大 B.大小相等 C.较小 D.大或小不确定正确答案：B系统中工质的真实压力是指（）A.pgB.pbC.pvD.pb+pg或pb-pv正确答案：D理想气体的（）是两个相互独立的状态参数A.温度与热力学能B.温度与焓C.温度与熵D.热力学能与焓正确答案：C气体吸热后热力学能（）A.一定增加B.一定减少C.不变D.可能增加、减少或不变正确答案：D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.等于D.小于或等于正确答案：C热熵流的计算式dS f =δQ／T适用于（）A.理想气体任意过程B.理想气体可逆过程C.任何工质任意过程D.任何工质可正确答案：C理想气体经过绝热节流后, 其温度（）A.升高B.降低C.不变D.可能升高、降低或不变柴油机混合加热循环，若要提高其热效率，应在一定范围内适当采用措施（）A.增加压缩比，减小升压比和预胀比B.增加压缩比和升压比，减小预胀比C.增加升压比，减小压缩比和预胀比D.增加压缩比和预胀比，减小升压比正确答案：B为强化传热采用的错误措施是（）A.提高流体的流速B.在对流换热系数较小的一侧壁面加肋C.改良流体的物性D.在对流换热系数较大的一侧壁面加肋正确答案：D削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，遮热板的表面发射率（黑度）越大，削弱辐射换热的效果（）A.越好B.越差C.没有影响D.视遮热板的表面温度而定正确答案：B容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变正确答案：错误可逆过程必定是准静态过程，而准静态过程并不一定是可逆过程正确答案：正确只有可逆过程p-v图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功正确答案：正确系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换正确答案：错误对可逆与不可逆绝热过程，都有w =－△u和wt =－△h，说明可逆和不可逆绝热。

能源与动力工程面试问答必备——热工基础部分

热工基础部分1.何谓火电厂？答：用燃料生产电能的工厂。

2.什么叫绝对压力、表压力和真空？答：工质本身的实际压力称为绝对压力，用P表示。

当地的大气压力用P amb表示。

当绝对压力大于大气压力时，压力表指示的数值，称为表压力，用P e表示。

即P=P e+P amb。

当工质的绝对压力低于大气压力时，压力表指示的数值，称为真空，用P V表示，即P V=P amb-P.3.压力表上的读数是什么压力？答：是相对压力。

4.标准状态：t=? P=?答：标准状态：t=0o C p=1.01325× 105Pa5.热力学第一定律的含义是什么？答：热力学第一定律表达为：“热可以变为功，功也可以变为热。

一定量的热消失时，必产生数量与之相当的功；消耗一定量的功时，也必将产生相应数量的热”。

热力学第一定义是能量守恒与转化定律在热力学上的应用，阐明了“没有一种机器可以不消耗任何能量而作出功来”的这一概念，也就是说“第一类永动机”是不可能实现的。

6.热力学第二定律的含义是什么？答：热力学第二定律是指“热不可能自发地，不付出代价地从低温物体传至高温物体”。

即热不可能自发地从低温物体传至高温物体。

要实现热变为功，必须有两个以上的热源——高温热源和低温热源，也就是温差。

7.卡诺循环由哪些热力过程组成？答：卡诺循环由：可逆的定温膨胀过程、可逆的绝热压缩过程、可逆的定温压缩过程和可逆的绝热压缩过程四个热力过程组成。

8.郎肯循环由那几个热力过程组成？这些热力过程分别在哪些热力设备中完成？答:郎肯循环的热力过程包括：水在锅炉中的等压过程，从未饱和水加热成过热蒸汽；过热蒸汽在汽轮机内绝热膨胀做功过程；湿蒸汽在凝汽器内的等压、等温放热过程；凝结水在给水泵中的压缩过程。

9.已知工质总质量及设备进出口焓值，如何求工质在锅炉内、给水在加热器中的吸热量及汽轮机的做功大小？答：q=h2-h110.水蒸汽定压形成时有哪五种状态?答：未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态。

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1.3 题略解： m 2.127481.92.110)7893(3=⨯⨯-=⋅∆=⋅⋅=∆g p h h g p ρρ1.5 题略m 1.05.02.030sin m2.0200kg/m 800/8.033=⨯======l h mm l cm g ρ已知：烟气的真空度为：Pa 8.78430sin 2.081.9800=⨯⨯=⋅⋅=h g p v ρ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2OO mmH 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 p 1.10 题略解：锅内表压力g 40.77kg 04077.081.91041010063==⨯⨯⨯=⋅=⋅=-g A p m Agm p g g2.2填空缺数据（蓝色）：2.9 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：过程中气体对外做功量解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/mkJ27.2)(822)6(414233321=-===⋅==⎰D D k dD kD W dDkD D d kD pdV dW D D ππππ答：过程中气体对外做功量为2.27 kJ 2.12 题略解：（1）确定空气的初始状态参数K300)27273(m 10101010100kPa1.29310100108.919510213324143111=+==⨯⨯⨯===⨯⨯⨯+=+=+=-----T AH V A g 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。

则33-321121243222m 101.50231.1951.29310K 300kPa1.19510100108.9)100195(102⨯=⨯=====⨯⨯⨯-+=+=+=---p p V V T T A g m p p p p b g b 活塞上升距离cm 023.5m 05023.01010010)15023.1()(4312==⨯⨯-=-=∆--A V V H对外做功量J 999.9710)15023.1(101.195332=⨯-⨯⨯=∆=-V p W由闭口系能量方程，Q =△U+W ，因T 2 = T 1，故△U = 0。

所以求得气体与外界的换热量为Q =W=97.999 J讨论：（1）本题活塞上升过程为不可逆过程，其功不能用pdV W ⎰=21计算，本题是一种特殊情况，即已知外界压力，故可用外界参数计算功（多数情况下外界参数未予描述，因而难以计算）。

（2）系统对外做功97.999 J ，用于提升重物的功量为V p g ∆2（有用功），另一部分V p b ∆是克服大气压力所做的功。

3.3 题略解：（1）泄漏的气体量为kmol541.0kg 81.23)27327(44/3.83143103.0)27347(44/3.83143108.0662*******==+⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯=-=-=∆T R V p T R V p m m m g g （2）泄漏的气体在1bar 及17℃时占有的容积为35m 05.1310)27317(443.831481.23=+⨯⨯==pT mR V g 3.6 题略解：由题意：△U = 0 → T 2 = T 1 = 600 K 由理想气体气体状态方程，有：MPa 2.0Pa 100.2313512112222111=⨯====p p T V p T V p T V p △U =△H = 0J/K1426.1kJ/K 101426.13ln 208.0005.0ln ln31212=⨯=⨯⨯=-==∆=∆-p pmR V V mR s m S g g3.7 题略解：（1）混合后的质量分数：ωCO 2 = 5.6 %， ωO 2 =16.32 %， ωH 2O =2 %， ωN 2 =76.08 % （2）折合摩尔质量： M eq = 28.856 kg/kmol （3）折合气体常数： R eq = 288.124 J/（kg ·K ）（4）体积分数：φCO 2= 3.67 %， φO 2=14.72 %， φH 2O =3.21 %， φN 2=78.42 %（5）各组分气体分压力：p CO 2 = 0.01101 MPa ， p O 2 =0.04416 MPa ， p H 2O =0.00963 MPa ， p N 2 =0.2353 MPa3.8题略解：由题意，H 2的摩尔成分1%52%12%35%12H =---=x由教材公式（3.35），求混合气体的当量摩尔质量kg/kmol10.54251%282% 2812% 1635% 222244H H N N CO CO CH CH =⨯+⨯+⨯+⨯=+++==∑M x M x M x M x M x M i i eq混合气体的当量气体常数为)/(8.78854.103.8314eqg,K kg J M R R eq ⋅=== 由理想气体状态方程，求得罐内所允许的最高温度为℃.544K 317.58.78846032106.36,max max==⨯⨯⨯==eq g mR V p T 3.10题略解：（1）多变指数n由多变过程的过程方程：nnv p v p 2211=903.010ln 8ln )/ln()/ln(ln ln ln ln 12211221===--=v v p p v v p p n由闭口系能量方程：kJ/kg 696.33174.887.41=-=∆-=u q w nkJ/kg 427.30==w n w t3.13 题略解：（1）略（2）每一过程中工质热力学能、焓、熵的变化以及与外界交换的膨胀功求热力学能、焓、熵的变化，关键是利用理想气体的状态方程和过程方程求出各点的状态参数。

013=-W （2）略3.15 题略解：（1）三种过程熵的变化量（a ）定温过程：K)kJ/(kg 462.051ln 287.0ln 12⋅=⨯-=-=∆p p R s g （b ）定熵过程：0=∆s（c ）对n =1.2的多变过程，可利用两状态间状态参数之间的关系式：nn nn p T pT 122111----=得：K 48.323)273150(152.112.111212=+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=----T p p T nnK)kJ/(kg 1923.04619.02696.051ln 287.042348.323ln 005.1ln ln1212⋅=+-=-=-=∆p p R T T c s g p4.3 题略%60100040011%25.6113608331210=-=-====T T q w tc t ηη解：ηt ＞ηtc 违背了卡诺定理结论：该循环根本不可能实现。

（也可用克劳修斯积分不等式或孤立系熵增原理求解） 4.6 题略解：（1）（2） 1→2 为定熵过程，由过程方程和理想气体状态方程，得：MPa T T p p k k 95.2730015001.014.14.112121=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅=----（3）双原子气体，可近似取）（定压摩尔比热：）（定容摩尔比热：K kmol kJ R C K kmol kJ R C mpmV ⋅=⨯==⋅=⨯==/10075.293145.82727/78625.203145.82525%76.599.349203.208703.208706.140509.349206.140501.095.27ln 3145.83001ln 9.34920)3001500(10075.2911303213023223213====-=-==⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=∆⋅==-⨯⨯=∆=-----Q W kJ Q Q W kJ p p R nT S nT Q kJT nC Q t mp η热效率：循环功：循环放热量：循环吸热量：如果把双原子气体看作空气，并按单位质量工质的循环功和热量计算热效率，其结果相同，说明不同双原子气体工质进行同样循环时热效率差别不大。

%78.591206721/7214851206/4851.095.27ln 287.0300ln /1206)3001500(005.11303213023223213====-=-==⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=∆⋅==-⨯=∆=-----q w kg kJ q q w kg kJ p p R T s T q kgkJ T c q t g p η热效率：循环功：循环放热量：循环吸热量：注意: 非卡诺循环的热效率与工质性质有关。

如果工质的原子数相同，则相差不大。

也可以利用1-=k kR c g p 的关系，将R g 作为变量带入，最后在计算热效率时分子分母刚好约掉。

%76.5942001.25101.25109.16891.095.27ln 300ln 4200)3001500(11303213023223213====-===⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=∆⋅==--=∆=-----gg t g g g g ggp R R q w R q q w R R p p R T s T q R k kR T c q η热效率：循环功：循环放热量：循环吸热量：4-4 题略解：∵ 定压过程总加热量为： q =c p △T其中用来改变热力学能的部分为：△u= c v △T 而 c p = c v +R g∴ 定压过程用来作功的部分为：w =R g △T4.10 题略思路：利用孤立（绝热）系熵增原理进行判断。

解：取该绝热容器为闭口系，设热水用角标H 表示，冷水用角标C 表示，并注意液体c p = c v = c 由闭口系能量方程：Km m T m T m T T T c m T T c m U U U W Q W U Q C H C C H H C v C H v H C H 5.31553293535330000,01121212=+⨯+⨯=++==-+-=∆+∆=∆∴==+∆=）（）（即固体或液体熵变的计算可根据熵的定义式：dS =δQ/T其中 δQ=dU + pdV∵ 固体和液体的dV ≈0 ∴δQ = dU = mcdT （c p = c v = c ）121221212121ln ln C C H H C CC H H H CCH H C H iso CCH H C H iso T T m c T T m c T cdT m T cdT m T dQ T dQ S S S T dQ T dQ dS dS dS +=+=+=∆+∆=∆+=+=⎰⎰⎰⎰K kJ /1249.02933.315ln 53535.315ln 3187.4=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=该闭口绝热系的熵增相当于孤立系熵增，0>∆iso S ，故该混合过程为不可逆过程。