哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

工程热力学1一、选择题1、孤立系统是指（）的热力系统。

A）具有活动边界；B）与外界没有功量交换；C）与外界没热量交换；D）与外界没有物质交换和能量交换2、在p—v图上，过程曲线与横坐标所围成的面积代表（）。

A）功的大小；B）热量大小；C）循环净功；D）循环净热量3、（）的焓和热力学能是温度的单值函数。

A）水蒸汽；B）所有气体；C）理想气体；D）湿空气4、公式q＝Δu＋w适用于闭口系中的（）。

A）理想气体的可逆过程；B）实际气体的任意过程；C）任何工质的任意过程；D）任何工质的可逆过程5、在两恒温热源之间工作的可逆热机，热效率高低取决于（）。

A）热力循环包围的面积大小；B）高温热源温度；C）低温热源温度； D）高温热源及低温热源温度6、工质完成一个不可逆循环后，其熵变化（）。

A）增加；B）减少；C）为零；D）可能增加、减少或为零7、在相同的温度变化区间内，理想气体经历一个定容过程时，其热力学能变化量比经历一个定压过程时（）。

A）大；B）大小相等；C）小；D）大或小不确定8、能够引起开口系统熵变化的机理不包括（）。

A）作功；B）传热；C）质量交换；D）不可逆性9、当含湿量不变时，温度升高相对湿度会（）A）增大；B）减小；C）不变；D）无法判断10、闭口系统经历不可逆绝热过程后，系统的熵会( ).A）减小B）不变C）增大D）可能增加，也可能减小二、填空题1、露点温度是湿空气在一定条件下冷却开始结出露珠时候的温度。

2、在稳定流动的开口系统中，技术功的计算式是_____________________________________。

3、提高郎肯循环热效率的措施有________________、_________________和________________。

4、压缩蒸汽制冷理想循环是由等熵压缩，，和定压吸热四个过程依次组成。

5、提高定容加热理想循环热效率的措施是______________________________。

第1章 基本概念1．1 本章基本要求深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。

1．2 本章难点1．热力系统概念，它与环境的相互作用，三种分类方法及其特点，以及它们之间的相互关系。

2．引入准静态过程和可逆过程的必要性，以及它们在实际应用时的条件。

3．系统的选择取决于研究目的与任务，随边界而定，具有随意性。

选取不当将不便于分析。

选定系统后需要精心确定系统与外界之间的各种相互作用以及系统本身能量的变化,否则很难获得正确的结论。

4．稳定状态与平衡状态的区分：稳定状态时状态参数虽然不随时间改变，但是靠外界影响来的。

平衡状态是系统不受外界影响时，参数不随时间变化的状态。

二者既有所区别，又有联系。

平衡必稳定,稳定未必平衡。

5．注意状态参数的特性及状态参数与过程参数的区别。

1．3 例题例1：绝热刚性容器内的气体通过阀门向气缸充气。

开始时气缸内没有气体,如图1.1所示。

气缸充气后,气体推动气缸内的活塞向上移动,如图1.2所示。

设管道阀门以及气缸均可认为是绝热的。

若分别选取开口系统与闭口系统,试说明它们的边界应该如何划定?这些系统与外界交换的功量与热量又如何?解：(1)若以容器内原有的气体作为分析对象，属于闭口系统。

容器放气前，边界如图1.1中的虚线所示。

放气后边界如图1.2中的虚线所示。

气体对活塞作的功W 是闭口系统与外界交换的功量。

气体通过活塞与外界交换的热量Q 是此闭口系统的传热量。

图1.1 图1.2 图1.3 图1.4（2）若以容器放气后残留在容器内的气体作为分析对象，同样也是闭口系统。

这时放气前的边界如图1.3中的虚线所示。

放气后的边界如图1.4的虚线表示。

残留气体对离开容器的那部分放逸气体所作的功，是本闭口系统与外界交换的功，残留气体与放逸气体之间交换的热量是本系统的传热量。

（3） 类似地若以放逸气体为分析对象，同样也是闭口系统。

之前课件需要讲解的题：P3、P4（1-11）；P6（6）。

一．填空题1．能源按使用程度和技术可分为 常规 能源和 新 能源。

2．孤立系是与外界无任何 能量 和 物质 交换的热力系。

3．单位质量的广延量参数具有 强度量 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 54kpa 。

5．只有 准平衡 过程且过程中无任何 耗散 效应的过程是可逆过程。

6．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 等于零 为可逆循环，小于零 为不可逆循环。

7．熵流是由 与外界热交换 引起的。

8．多原子理想气体的定值比热容V c =（g 72R ） ，双原子理想气体的定值比热容p c =（ 72g R ） 。

9．能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。

10．绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。

11．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 两 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。

12．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 173a KP 。

13．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使系统和外界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。

14．卡诺循环是由两个 定温 和两个 绝热可逆 过程所构成。

15．熵产是由 不可逆因素 引起的。

16．基本热力学状态参数有：（ 压力）、（温度 ）、（体积）。

17．理想气体的热力学能是温度的（单值 ）函数。

18．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 ）。

19．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）。

20．熵增原理指出了热力过程进行的（方向 ）、（限度）、（条件）。

21．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_孤立系_。

22．在国际单位制中温度的单位是_开尔文_。

工程热力学考试题集锦1一.是非题（正确的填“√”，错误的填“×”）1、系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下宏观热力性质不随时间而变化的状态。

（ ）2、热量是储存于系统中的能量，温度越高，热量越多。

（）注：热量是过程量，与初末状态及过程有关W U Q +∆=，其中U ∆与初末状态有关，W 与过程有关。

3、稳定流动能量方程不适应于有摩擦的情况。

（）注：稳定流动方程适用于一切稳定流动过程。

4、由于热量Q 和功W 均是过程量，所以Q-W 之差值也是过程量。

（）5、凡是符合热力学第一定律的过程就一定能实现。

（ ）。

6、由于绝热压缩过程不向外界散热，在相同的进口条件和压力比条件下，绝热压缩过程消耗的功最小。

（ ）7、循环的热效率越高循环的净功越大，因此，循环的净功越大热效率也越大。

（）注:净功和效率没有必然联系8、系统吸热其熵一定增加，系统放热其熵不一定减少。

（）注：对于不同系统来说是不同的 9、对于即可以制冷又可以供热的同一套装置来说，其制冷系数越大，则其供热系数也越大。

（）注：对于制冷W q c =ε，对于供热1'+=+=εεW q W c10、在渐扩喷管中，截面积增大，则气流速度只能减小。

（）二、选择题1、pv=RT 描写了（ C ）的变化规律。

A 系统的初终状态B 理想气体的任意热力状态C 理想气体热力平衡状态D 任何气体任意热力状态2系统在可逆过程中与外界交换的热量，其大小决定于（ C ）。

A 系统的初终状态B 系统所经历的路程C 系统的初终态及所经历的路程D 系统熵的变化3 i f f W z z g c c h q +-+-+∆=)()(5.0122122适用于( D )。

A 开口系统的一切热力过程 B 稳定流动的可逆过程C 理想气体的稳定流动过程D 稳定流动的可逆与不可逆过程4、在稳定流动过程中，系统与外界交换的轴功i W 等于（ D ）。

A 膨胀功加流动功B 技术功C ⎰-VdpD )()(5.0122122z z g c c W f f t ----5、多变过程中工质的比热为负值，说明多变指数n 的范围是（ B ）。

8-1 温度=t 20℃，压力=p 0.1MPa ，相对湿度=j 70％的湿空气2.5m 3。

求该湿空气的含湿量、水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量、湿空气气体常数。

如该湿空气在压力不变的情况下，被冷却为10℃的饱和空气，求析出的水量。

解：（1）水蒸气分压力：根据=t 20℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为0023368.0=s p MPa =´==0023368.07.0s v p p j 0.00163576 MPa 含湿量：s s v vp B p p B p d j j -=-=622622＝10.34)(/a kg g 露点：查水蒸气表，当=vp 0.00163576 MPa 时，饱和温度即露点=t 14.35℃0381=v kg m /3水蒸气密度：01234.01==vr 3/m kg 干空气质量：=´´-==2932875.2)76.163510(5TR V p m a a a 2.92㎏求湿空气质量=+=)001.01(d m m a 2.95㎏湿空气气体常数：=-=510378.01287vp R 288.8)/(K kg J ·查在=t 10℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为=s p 1.228 kPa sv p p =含湿量：vv p B p d -=6222＝7.73)(/a kg g 析出水量：)2(d d m m aw -=＝7.62g 8-2 温度=t 25℃，压力=p 0.1MPa ，相对湿度=j 50％的湿空气10000kg 。

求该湿空气的露点、绝对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿空气容积。

解：水蒸气分压力：根据=t 25℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为=sp 3.169kPa ==svp p j 0.5×3.169=1.58kPa 露点：查水蒸气表，当=v p 1.58kPa 时，饱和温度即露点时，饱和温度即露点=t13.8℃ =t 25℃,''s v ＝43.36kg m /3绝对湿度：''/s s v v j jr r ==＝0.01153/m kg 含湿量：ss v v p B p p B p d j j -=-=622622＝9.985)(/a kg g 湿空气密度：)985.9001606.01(10298287)001606.01(5´+´=+=d p T R v a ＝0.867kg m /3=+=v d001.01r 1.163/m kg 干空气密度：===v v a a 11r 1.153/m kg 湿空气容积：=+==v dm v m V a 001.018600 m 38-3查表题查表题 8－4 压力B 为101325Pa 的湿空气，在温度t 1＝5℃，相对湿度j 1＝60％的状态下进入加热器，在t 2＝20℃离开加热器。

第5章 热力学第二定律5-1 当某一夏日室温为30℃时，冰箱冷藏室要维持在-20℃。

冷藏室和周围环境有温差，因此有热量导入，为了使冷藏室内温度维持在-20℃，需要以1350J/s 的速度从中取走热量。

冰箱最大的制冷系数是多少？供给冰箱的最小功率是多少？ 解： 制冷系数：22253 5.0650Q T W T T ε====−5-4 有一卡诺机工作于500℃和30℃的两个热源之间，该卡诺热机每分钟从高温热源V吸收1000kJ ，求：（1）卡诺机的热效率；（2）卡诺机的功率（kW ）。

解：1211500304700.608273500733T T W Q T η−−=====+110000.60810.1360W Q η=⋅=×= kw5-5 利用一逆向卡诺机作热泵来给房间供暖，室外温度（即低温热源）为-5℃，为使室内（即高温热源）经常保持20℃，每小时需供给30000kJ 热量，试求：（1）逆向卡110000100006894.413105.59C W Q =−=−=kJ热泵侧：'C10C C Q W T T T =− '103333105.5922981.3745C C C T Q W T T =⋅=×=− 暖气得到的热量：'1C16894.4122981.3729875.78C Q Q Q =+=+=总kJ5-7 有人声称设计出了一热机，工作于T 1=400K 和T 2=250K 之间，当工质从高温热源吸收了104750kJ 热量，对外作功20kW.h ，这种热机可能吗？解： max 12114002501500.375400400C W T T Q T η−−===== max 11047500.37510.913600C W Q η×=⋅==kW h ⋅＜20kW h ⋅∴ 这种热机不可能5-8 有一台换热器，热水由200℃降温到120℃，流量15kg/s ；冷水进口温度35℃，11p 烟气熵变为：22111213731.46 6.41800T T p p n n T T Q T dTS c m c mL L T T T∆====××=−∫∫kJ /K 热机熵变为02．环境熵变为：图5-13 习题5-92210Q S S T ∆==−∆ ∴201()293 6.411877.98Q T S =⋅−∆=×=kJ 3.热机输出的最大功为：0123586.81877.981708.8W Q Q =−=−=kJ5-10 将100kg 、15℃的水与200kg 、60℃的水在绝热容器中混合，假定容器内壁与水之间也是绝热的，求混合后水的温度以及系统的熵变。

习题提示与答案 第七章 气体的流动7-1 设输气管内甲烷气流的压力为4.5 MPa 、温度为15 ℃、流速为30 m/s ，管道的内径为0.5 m ，试求每小时输送的甲烷为多少m 3。

提示：管内的甲烷可看做理想气体。

答案：V 0=893 220 m 3/h 。

7-2 一股空气流的流速为380 m/s 、温度为20 ℃，另一股空气流的流速为550 m/s 、温度为750 ℃。

已知750 ℃时κ=1.335，20 ℃时κ=1.400，试求这两股气流各属于亚声速还是超声速，其马赫数各为多少？提示：音速T R c g κ=，马赫数cc Ma f =。

答案：Ma 1=1.107，Ma 2=0.878。

7-3 在压缩空气输气管上接有一渐缩形喷管，喷管前空气的压力可通过阀门调节，而空气的温度为27 ℃，喷管出口的背压为0.1 MPa 。

试求喷管进口的压力为0.15 MPa 及0.25 MPa 时，喷管出口截面的流速和压力。

提示：视喷管入口处速度近似为零，临界压力()1-1cr κκ⎪⎭⎫ ⎝⎛-κ=12p p ；渐缩形喷管，p cr <p B 时，出口截面压力p 2等于背压p B ，出口流速小于当地声速；p cr >p B 时，出口截面压力p 2等于临界压力p cr ，出口截面流速等于当地声速。

答案：（1）p 2=0.1 MPa ，c f2错误!未找到引用源。

=256.8 m/s ；（2）p 2=0.132 MPa ，c f 2=317 m/s 。

7-4 按上题条件，求两种情况下出口截面气流的马赫数。

提示：等熵流动过程, 音速T R c g κ=，马赫数cc Ma f =。

答案：(1) Ma =0.783 6；(2) Ma =1。

7-5 设进入喷管的氦气的压力为0.4 MPa 、温度为227 ℃，而出口背压为0.15 MPa ，试选用喷管形状并计算出口截面气体的压力、速度及马赫数。

提示：视喷管入口处速度近似为零，临界压力()1-1cr 1-2κκ⎪⎭⎫ ⎝⎛κ=p p ，若p cr <p B ，则选用渐缩形喷管，若p cr >p B ，则选用缩放形喷管。

江苏科技大学《工程热力学》练习题参考答案第一单元一、判断正误并说明理由：1。

给理想气体加热，其热力学能总是增加的.错。

理想气体的热力学能是温度的单值函数，如果理想气体是定温吸热，那么其热力学能不变.1.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变化。

错。

压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。

所以压力表读数发生变化可以是气体的发生了变化,也可以是大气压力发生了变化.2.在开口系统中，当进、出口截面状态参数不变时,而单位时间内流入与流出的质量相等，单位时间内交换的热量与功量不变，则该系统处在平衡状态. 错。

系统处在稳定状态，而平衡状态要求在没有外界影响的前提下,系统在长时间内不发生任何变化.3.热力系统经过任意可逆过程后，终态B的比容为v B大于初态A的比容v A，外界一定获得了技术功。

错。

外界获得的技术功可以是正,、零或负。

4.在朗肯循环基础上实行再热，可以提高循环热效率。

错。

在郎肯循环基础上实行再热的主要好处是可以提高乏汽的干度，如果中间压力选的过低，会使热效率降低。

6．水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。

错。

因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数，所以水蒸汽的定温过程中，加入的热量并不是全部用与膨胀做功，还使水蒸汽的热力学能增加。

7．余隙容积是必需的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。

对。

余隙容积的存在降低了容积效率,避免了活塞和气门缸头的碰撞，保证了设备正常运转,设计压气机的时候应尽可能降低余容比。

8．内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高。

错。

在循环增压比相同吸热量相同的情况下，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高；但是在循环最高压力和最高温度相同时，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率低。

9．不可逆过程工质的熵总是增加的,而可逆过程工质的熵总是不变的.错。

熵是状态参数,工质熵的变化量仅与初始和终了状态相关,而与过程可逆不可逆无关。

第五章 热力学第二定律5-1 利用逆向卡诺机作为热泵向房间供热，设室外温度为5C −D ，室内温度为保持20C D 。

要求每小时向室内供热42.510kJ ×，试问：（1）每小时从室外吸多少热量？（2）此循环的供暖系数多大？（3）热泵由电机驱动，设电机效率为95%，求电机功率多大？（4）如果直接用电炉取暖，问每小时耗电几度（kW h ⋅）？解：1(20273)K 293K T =+=、2(5273)K 268K T =−+=、142.510kJ/h Q q =×（1）逆向卡诺循环1212Q Q q q T T =214421268K 2.510kJ/h 2.28710kJ/h293KQ Q T q q T ==××=×（2）循环的供暖系数112293K 11.72293K 268KT T T ε′===−−（3）每小时耗电能1244w (2.5 2.287)10kJ/h 0.21310kJ/hQ Q q q q =−=−×=×电机效率为95%，因而电机功率为40.21310kJ/h 0.623kW3600s/h 0.95P ×==×（4）若直接用电炉取暖，则42.510kJ/h ×的热能全部由电能供给442.5102.510kJ/h kJ/s 6.94kW3600P ×=×==即每小时耗电6.94度。

5-2 一种固体蓄热器利用太阳能加热岩石块蓄热，岩石块的温度可达400K 。

现有体积为32m 的岩石床，其中的岩石密度为32750kg/m ρ=，比热容0.89kJ/(kg K)c =⋅，求岩石块降温到环境温度290K 时其释放的热量转换成功的最大值。

解：岩石块从290K 被加热到400K 蓄积的热量212133()()2750kg/m 2m 0.89kJ/(kg K)(400290)K 538450kJQ mc T T Vc T T ρ=−=−=××⋅×−=岩石块的平均温度21m 21()400K 290K342.1K 400Kln ln290Kmc T T Q T T Smc T −−====Δ在T m 和T 0之间运行的热机最高热效率0t,max m290K 110.152342.1KT T η=−=−=所以，可以得到的最大功max t ,max 10.152538450kJ 81946.0kJW Q η==×=5-3 设有一由两个定温过程和两个定压过程组成的热力循环，如图5-1所示。

第六章 气体动力循环思 考 题1. 内燃机循环从状态f 到状态g （参看图6-1）实际上是排气过程而不是定容冷却过程。

试在p -v 图和T -s 图中将这一过程进行时气缸中气体的实际状态变化情况表示出来。

答：f 到g 是一排气过程，这是排气阀门打开，气缸中的气体由于压力高于大气压力而迅速膨胀，大部分气体很快排出气缸。

气体的这一快速膨胀过程接近于绝热膨胀过程，如不考虑摩擦则为定熵过程（下图中过程1-2），如考虑膨胀时的内部摩擦，则气缸中气体的比熵略有增加（下图中过程1-2’）。

2. 活塞式内燃机循环中，如果绝热膨胀过程不是在状态5结束 ( 图6-26 )，而是继续膨胀到状态6 (p 6 = p 1 ) ,那么循环的热效率是否会提高？试用温熵图加以分析。

答：按图2-26’所示的循环，其热效率为''221111t t q q qq q ηη-=->-=可见，如果继续膨胀到状态b 时，循环的热效率比原来膨胀5要高一些。

3. 试证明：对于燃气轮机装置的定压加热循环和活塞式内燃机的定容加热循环，如果燃烧前气体被压缩的程度相同，那么它们将具有相同的理论热效率。

[证明] 燃气轮机装置的定压加热循环表示在T-S 图中如图a)所示活塞式内燃机的定容加热循环表示在T-S 图b)图6-26’T燃气轮机定压加热循环理论热效率可由(6-13)式求得00,111t p κκηπ-=-a)内燃机定容加热循环理论热效率可由(6-5)式求得0,111t v κηε-=-b)因为12V V ε=，而对空气等熵压缩过程来说111221V P V P κκπ⎛⎫== ⎪⎝⎭，将它代入(b),因而10,,1211111t v t p P P κηηπ=-=-=⎛⎫ ⎪⎝⎭4. 在燃气轮机装置的循环中，如果空气的压缩过程采用定温压缩（而不是定熵压缩），那么压气过程消耗的功就可以减少，因而能增加循环的净功（w 0）。

在不采用回热的情况下，这种定温压缩的循环比起定熵压缩的循环来，热效率是提高了还是降低了？为什么？答：采用定温压缩是可以增加循环的净功（w 0）（因为压气机耗功少了）但是如果不同时采用回热的话，将会使循环吸热量增加（1q ↑），这是因为定温压缩终了的空气温度低，因而要把压缩终了的空气的温度加热到指定的温度话，定温压缩后的吸热量要比定熵压缩后的吸热量多。

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_______。

工程热力学习题集及答案一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为 常规 能源和 新 能源。

2．孤立系是与外界无任何 能量 和 物质 交换的热力系。

3．单位质量的广延量参数具有 强度量 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 54kpa 。

5．只有 准平衡 过程且过程中无任何 耗散 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、 干饱和蒸汽 和 过热蒸汽 。

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 高 、水蒸气含量越 多 ，湿空气越潮湿。

（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 等于零 为可逆循环。

9．熵流是由 与外界热交换 引起的。

10．多原子理想气体的定值比热容V c = g 72R 。

11．能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。

12．绝热系是与外界无 热量 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 两 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 173a KP 。

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，能使系统和外界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 定温 和两个 绝热可逆 过程所构成。

17．相对湿度越 小 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 大 。

（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 小于零 为不可逆循环。

19．熵产是由 不可逆因素 引起的。

20．双原子理想气体的定值比热容p c = 72g R 。

21．基本热力学状态参数有：（ 压力）、（温度 ）、（体积）。

22．理想气体的热力学能是温度的（单值 ）函数。

第四章4-11kg 空气在可逆多变过程中吸热40kJ ，其容积增大为1102v v =，压力降低为8/12p p =，设比热为定值，求过程中内能的变化、膨胀功、轴功以及焓和熵的变化。

解：热力系是1kg 空气 过程特征：多变过程)10/1ln()8/1ln()2/1ln()1/2ln(==v v p p n ＝0.9 因为T c q n ∆=内能变化为R c v 25=＝717.5)/(K kg J ∙ v p c R c 5727==＝1004.5)/(K kg J ∙=n c ==--v vc n kn c 51＝3587.5)/(K kg J ∙ n v v c qc T c u /=∆=∆＝8×103J膨胀功：u q w ∆-=＝32 ×103J 轴功：==nw w s 28.8 ×103J焓变：u k T c h p ∆=∆=∆＝1.4×8＝11.2 ×103J熵变：12ln 12ln p p c v v c s v p +=∆＝0.82×103)/(K kg J ∙ 4－2有1kg 空气、初始状态为MPa p 5.01=，1501=t ℃，进行下列过程：（1）可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=；（2）不可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=，K T 3002=； （3）可逆等温膨胀到MPa p 1.02=；（4）可逆多变膨胀到MPa p 1.02=，多变指数2=n ；试求上述各过程中的膨胀功及熵的变化，并将各过程的相对位置画在同一张v p -图和s T -图上解：热力系1kg 空气（1） 膨胀功：])12(1[111kk p p k RT w ---=＝111.9×103J熵变为0（2）)21(T T c u w v -=∆-=＝88.3×103J12ln12lnp p R T T c s p -=∆＝116.8)/(K kg J ∙ （3）21ln1p p RT w =＝195.4×103)/(K kg J ∙ 21lnp p R s =∆＝0.462×103)/(K kg J ∙ （4）])12(1[111nn p p n RT w ---=＝67.1×103Jnn p p T T 1)12(12-=＝189.2K12ln 12lnp p R T T c s p -=∆＝－346.4)/(K kg J ∙4-3 具有1kmol 空气的闭口系统，其初始容积为1m 3，终态容积为10 m 3，当初态和终态温度均100℃时，试计算该闭口系统对外所作的功及熵的变化。

沈维道、将智敏、童钧耕《工程热力学》课后思考题答案工程热力学思考题及答案第 四 章 理想气体的热力过程1. 分析气体的热力过程要解决哪些问题？用什么方法解决？试以理想气体的定温过程为例说明之。

答：主要解决的问题及方法：(1) 根据过程特点（及状态方程）⎯⎯→⎯确定过程方程 (2) 根据过程方程⎯⎯→⎯确定始、终状态参数之间的关系 (3) 由热力学第一定律等⎯⎯→⎯计算s h u q t ΔΔΔ,,,,,ωω (4) 分析能量转换关系（用P—V 图及T—S 图）（根据需要可以定性也可以定量）例：1)过程方程式：常数=T （特征） 常数=PV （方程）2)始、终状态参数之间的关系：22111221V P V P V V P P ==或3)计算各量：1212ln ln0P P R V V R s h u −==Δ=Δ=Δ12121212lnlnln ln V V RT q V V RT V V RT V V PV VdVPV PdV t t =========∫∫ωωωωω4) 图图，S T V P −−上工质状态参数的变化规律及能量转换情况00>>=Δq u ω闭口系：1—2过程 ω=⇒q开口系：1—2过程00>>=Δt q h ω t q ω=⇒2. 对于理想气体的任何一种过程，下列两组公式是否都适用：⎩⎨⎧−=Δ−=Δ)()(1212t t c h t t c u p v ，⎩⎨⎧−=Δ=−=Δ=)()(1212t t c h q t t c u q p v答：不是都适用。

第一组公式适用于任何一种过程。

第二组公式)(12t t c u q v −=Δ=适于定容过程，)(12t t c h q p −=Δ=适用于定压过程。

3.在定容过程和定压过程中，气体的热量可根据过程中气体的比热容乘以温差来计算。

定温过程气体的温度不变，在定温过程中是否需对气体加入热量？如果加入的话应如何计算？ 答：定温过程对气体应加入的热量12121212lnlnln ln V V RT q V V RT V V RT V V PV V dVPV PdV t t =========∫∫ωωωωω4. 过程热量q 和过程功w 都是过程量，都和过程的途径有关。