《西安交通大学工程热力学2006-2012年考研真题及答案解析》

西安交通大学2012—2013 学年第 1 学期《工程热力学》期末考试试题与答案一、选择题【-1】（西安交通大学2012—2013 学年第 1 学期期末考试试题）如图所示，1-2 及1-3 为两个任意过程，而2-3 为一多变指数n为0.9 的多变过程。

下面正确的关系是（）。

A．u1,2 u1,3B．u1,2u1,3C．u1,2u1,3D．u1,2 u1,3E．u1,2u1,3答案：A【-1】（西安交通大学2012—2013 学年第 1 学期期末考试试题）压力升高，水的汽化潜热（）。

A．增加B．减小C．不变D．无法确定答案：B【-1】（西安交通大学2012—2013 学年第 1 学期期末考试试题）下面说法中正确的是（）。

A．某蒸汽的温度若高于临界温度，则不可能通过改变压力使蒸汽液化B．某蒸汽的温度若高于临界温度，则可以通过改变压力使蒸汽液化C．某蒸汽的温度若低于临界温度，则不可能通过改变压力使蒸汽液化答案：A【-1】（西安交通大学2012—2013 学年第 1 学期期末考试试题）末饱和湿空气的干球温度t、湿球温度tW 和露点温度td之间应满足关系（）。

DA．tD tdtWB．tDtWtdC．tWtDtdD．tWtDtd【-1】（西安交通大学2012—2013 学年第 1 学期期末考试试题）制冷循环的工作好坏是以（）来区分的。

A．制冷系数的大小B．制冷能力的大小C．耗功量的大小D．A 和B 答案：D【-1】（西安交通大学2012—2013 学年第 1 学期期末考试试题）可逆过程与准静态过程的主要区别是（）。

A．可逆过程比准静态过程进行得陕得多B．准静态过程是进行得无限慢的过程C．可逆过程不但是内部平衡，而且与外界平衡D．可逆过程中工质可以恢复为初态答案：C【-1】（西安交通大学2012—2013 学年第 1 学期期末考试试题）在T s 图上，任意一个逆向循环其（）。

A．吸热大于放热B．吸热等于放热C．吸热小于放热D．吸热与放热二者关系不定答案：C【-1】（西安交通大学2012—2013 学年第 1 学期期末考试试题）理想气体的比热容是（）。

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=，那么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=，那么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展时，能使都返回原来状态而不留下任何变化，那么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，湿空气越枯燥，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、根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展的〔〕、〔〕、〔〕。

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_______。

课后思考题及习题答案思考题1-2： 否，闭口是说没有物质交换绝热是说没有热量交换没有排除做功的可能，所以不是孤立系统。

思考题1-7：否，稳定但不平衡，平衡的概念是内外同时建立热和力的平衡，显然铁棒上各点的温度并不相同，即存在热的不平衡习题1-3：212111111262111ln ln 0.50.5100.172ln138.374kJ 0.1v vv pp v p v v p p v w pdv dv v ==⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-4：sin B P gl ρα=+6310sin 0.1100.89.80720010sin30?=99215.44 Pa P B gl ρα-=-=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯３习题1-5：21w pdv =⎰1) p=定值：210.0560.020.71021kJ v v p w dv dv ⨯===⎰⎰；2) pV=定值：216211121110.05ln 0.7100.02ln 12.8kJ 0.02v vvp v v p v w pdv dv v =⨯⨯⨯====⎰⎰　习题1-7：需由热泵向室内提供的热量为：31700001024010019264.43600Q ⨯=-⨯-= w120Q w ε=10219264.4==3.8535Q w ε=kw 习题1-9：1) 512010==3.9773600Q w ε=⨯2) 5210=107360074800Q Q w =--⨯= kJ/h 3) 127.783600Q w == kw思考题2-5：甲与乙的看法都是错误的。

首先依题意可知，如果瓶内氧气压力要减少一半，相应的质量也会减少一半。

对于甲的看法：虽然每次抽出的氧气体积不变，但是由于每抽气一次均会导致气瓶中的压力会有所有下降，每次抽出来的氧气质量也是不同的，甲的错误就在于认为每次抽出的来氧气质量会相同。

而对于乙的看法：乙则认为气瓶内氧气体积增大一倍，压力就会减半，但是在抽气过程中，瓶内氧气的质量是在改变的，因此其结论也是错误的。

《工程热力学》（第四版）习题提示及答案12章习题提示与答案习题提示与答案第十二章制冷循环12-1 设有一制冷装置按逆向卡诺循环工作，冷库温度为-5 ℃，环境温度为20 ℃，求制冷系数的数值。

又若利用该机器作为热泵，由－5 ℃的环境取热而向20 ℃的室内供热，求其供热系数。

提示：略。

答案：10.72=ε，11.72=ζ。

12-2 有一台空气压缩制冷装置，冷藏库温度为-10 ℃，空气冷却器中冷却水的温度为15 ℃，空气的最高压力为0.5 MPa 、最低压力为0.1 MPa ，试求制冷系数、单位质量工质的制冷量及装置消耗的净功。

提示：空气压缩制冷循环，循环中各过程可逆，制冷系数111)(12-???? ??=-κκp p ε，制冷量q 2=c p 0ΔT ，循环净功εq w 20=。

答案：ε=1.71；q 2=81.49 kJ/kg ；w 0=-47.6 kJ/kg 。

12-3 有一台空气压缩制冷装置，冷藏库温度为-10 ℃，冷却器中冷却水温度为20 ℃，空气的最高压力为0.4 MPa 、最低压力为0.1 MPa 。

若装置的制冷量为150 kW ，试求带动制冷装置所需的功率、冷却水带走的热量、装置中空气的流量以及膨胀机和压气机的功率。

提示：空气压缩制冷循环，制冷系数1)(11)(12-=-κκp p ε，装置所耗功率εQ P 2 =，制冷量q 2=c p 0ΔT ，冷却水带走的热量P Q Q +=21 ，工质流量22q Q q m =，膨胀机功率P T =q m w s =q m c p 0ΔT ，压气机功率P c =q m (w c )s =q m c p 0ΔT 。

答案： P =72.9 8 kW ；=1Q 2 222.89 kW ，q m =8 159 kg/h ，P T =290.84 kW ，P T =218 kW ，P c =290.84 kW 。

12-4 按上题所述条件，若压气机绝热效率为0.8，膨胀机效率为0.85，试求装置消耗的功率及制冷系数。

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=，则容器的绝对压力为。

5．只有过程且过程中无任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_______。

32.在国际单位制中温度的单位是_______。

工程热力学》试卷及标准答案评分标准《工程热力学》试卷及标准答案第一部分选择题（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10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar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T1=300K，及冷源T2=250K之间工作，其制冷量为1000J,消耗功为250KJ，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.UB.U?pV2C.U?mc2f/2?mgzD.U?pV?mcf/2?mgz4、熵变计算式？s?cpIn（T2/T1）?RgIn（p2/p1）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《工程热力学》试题第1页（共8页）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,AU>0,W>0B.Q=0,AU>0,W>0C.Q>0,AU>0,W=0D.Q=O,△U=0，W=08、未饱和空气具有下列关系【】A.t>tw>tdB.t>td>tw.C.t=td=twD.t=tw>td9、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。

习题提示与答案 第四章 理想气体的热力过程4-1 设气缸中有0.1 kg 二氧化碳，其压力为0.1 MPa 、温度为27 ℃。

如进行一个定压过程，气体对外作功3kJ 。

设比热容为定值，试求过程中气体热力学能和熵的变化以及气体吸收的热量。

提示：理想气体；Q =ΔU +W ；ΔU =mc V 0ΔT ；12120ln lnp pR T T c s p g Δ-=。

答案：ΔU ＝10.5 kJ ，ΔS ＝0.036 11 kJ/K ，Q ＝13.5 kJ 。

4-2 有一气缸，其中氮气的压力为0.15 MPa 、温度为300 K 。

如果按两种不同的过程变化：(1)在定压下温度变化到450 K ；(2)在定温下压力下降到0.1 MPa 。

然后在定容下变化到0.15 MPa 及450 K 。

设比热容为定值，试求两种过程中热力学能和熵的变化以及从外界吸收的热量。

提示：略。

答案：(1)u Δ＝111.15 kJ/kg ，s Δ＝0.421 kJ/(kg ·K)，q 1-2＝155.7 kJ/kg 。

(2)u Δ＝111.15 kJ/kg ，s ∆＝0.421kJ/(kg ·K)，q 1-3-2＝147.25 kJ/kg 。

4-3 设气缸中空气的压力为0.5 MPa 、温度为600 K ，若经绝热过程膨胀到0.1 MPa ，试求膨胀终了的温度及比体积：(1)按定值比热容计算；(2)按空气的热力性质表进行计算。

提示：(2) 1200ln 12p p R S S g T T +=；依02T S ,由热力性质表确定T 2 及v r2。

答案：(1) T 2＝378.8 K ，v 2＝1.089 m 3/kg ；(2) T 2＝382.6 K ，v 2＝1.10 m 3/kg 。

4-4 柴油机吸气终了时气缸中空气的温度为60 ℃、压力为0.1 MPa 。

为使压缩终了时空气温度超过柴油的自燃温度以使其着火，故要求压缩终了的温度至少为720 ℃。

工程热力学考试和答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式为：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q + WC. ΔG = Q + WD. ΔS = Q/T + W/T答案：A2. 理想气体的内能仅与下列哪个因素有关？A. 体积B. 压力C. 温度D. 质量答案：C3. 在绝热过程中，下列哪项是恒定的？A. 焓B. 熵C. 内能D. 温度答案：B4. 卡诺循环的效率与下列哪个因素有关？A. 工作介质B. 循环类型C. 热源温度D. 热汇温度答案：C5. 理想气体的比热容在下列哪种情况下是恒定的？A. 等压过程B. 等容过程C. 绝热过程D. 等熵过程答案：D6. 根据热力学第二定律，下列哪项是正确的？A. 热量不能自发地从低温物体传向高温物体B. 熵总是减少的C. 热机的效率可以超过100%D. 任何过程都是可逆的答案：A7. 理想气体的绝热指数γ与下列哪个比值有关？A. Cp/CvC. R/CvD. R/Cp答案：A8. 理想气体的节流过程是：A. 等温过程B. 等压过程C. 等熵过程D. 等容过程答案：C9. 理想气体的混合过程中，下列哪项是守恒的？A. 内能B. 焓C. 熵答案：D10. 根据热力学第三定律，下列哪项是正确的？A. 绝对零度是可以达到的B. 绝对零度时，所有完美晶体的熵为零C. 绝对零度时，所有物质的内能为零D. 绝对零度时，所有物质的熵为零答案：B二、填空题（每题2分，共20分）11. 理想气体的比热容Cp和Cv之间的关系为：Cp = Cv + _______。

答案：R12. 理想气体的绝热指数γ定义为：γ = _______ / Cv。

答案：Cp13. 卡诺循环的效率η_Carnot = 1 - T_Cold / _______。

答案：T_Hot14. 理想气体的熵变ΔS可以通过公式ΔS = _______ / T计算。

答案：Q_Rev15. 理想气体的节流过程是 _______ 过程。