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高等工程热力学总复习题

一、简答题

1. 与外界只有一种功量交换的单相简单系统的状态参数都可以由两个独立的状态参数确定是否正确？

答：不正确，对简单可压缩系统的物理变化过程，确定系统平衡状态的独立状态参数只需两个。但是对于化学反应的物系，不仅存在热与力两种不平衡势差，而且存在驱动化学反应的化学势差，并使参与反应的物质成分或者浓度发生变化，故确定其平衡状态往往需要两个以上的独立参数。

2. 阐述膨胀功、技术功、轴功与推动功之间的联系与区别？

答：膨胀功：由气体容积变化所引起的能量的变化；

技术功：工程中可以直接利用的那部分能量，包括动能、势能和轴功。

轴功：通过进出口截面以外的边界（一般为机器的轴）所传递的功；

推进功：在进出口截面上，为推动工质出入系统所传递的功量；

稳定流动中，工质受热膨胀而得到的膨胀功一部分用于补偿系统输出的净推动功，一部分用于增加流动工质的流动动能及重力势能，其余部分作为开口系统的轴功输出。即：膨胀功=技术功+推动功，技术功=轴功+动能+势能。

3. 刚性容器绝热放气，试证明过程中容器内发生的是可逆绝热过程。整个放气过程是可逆的吗？这过程中容器内总熵在减少但可逆，和熵增原理违背吗？

答：（1）证明：

消去dm/m 得：

k k P

P T T 1^1212-⎪⎭

⎫ ⎝⎛=Td c mdT c Tdm c V V p +=

4. 稳定气流对刚性容器绝热充气是可逆过程吗？若不是不可逆损失如何计算？

答：不是可逆过程。存在不可逆损失，熵产ΔSg>0。取此刚性绝热容器为系统，绝热过程，所以熵流ΔSf=0，故ΔS=ΔSf+ΔSg=ΔSg ，所以ΔSg=∫12Cv ·dT/T + R ·lnV 2/V 1，又V1=V2，

所以ΔSg=Cv ·lnT2/T1。

对于开口系稳流熵方程为dScv = dSf + dSg + ∑n

i=1δM in S in - ∑n i=1δM out S out 。

稳定流动时，dScv=0，δM out =0，δM in =δmdi ，不可逆绝热过程dSf=0，所以dSg+δM in S in =0，因此Sg=-∫12S in δmdi=（m1-m2）S in 。

5. 冷量㶲如何定义与表述？公式推导？请阐明与热量㶲的关系与不同？

答：冷量㶲：当系统的温度比环境温度低的时候，储存在系统中的可以对外做功的那部分能量。或者说当系统温度比环境温度低时，肯定要对该系统做功才能达到温度比环境低，那么这个过程所做的功就是冷量㶲储存在冷量中。

与热量㶲相同点：都是反映系统通过边界以传热的形式传递的能量。

与热量㶲不同点：热量㶲与热量的正负相同，系统放出热量的同时也放出热量㶲；反之亦然；冷量㶲与热量正负相反，系统吸热放出冷量㶲，利用它对外做功。热量㶲始终小于热量Q ，而冷量㶲可等于、可大于、可小于冷量Q 0

2Q 02

Ex T S Q =∆-

6. 燃料的化学㶲是如何定义的？他与扩散㶲、反应㶲的区别在哪？

答：化学㶲：当系统在物理死态时，经可逆的物理（扩散）或化学（反应）过程达到与环境化学平衡（成分相同）时，所能提供的那部分最大有用功。

区别：化学㶲分为两类，一类是浓度变化引起的称为扩散㶲，另一类由化学反应引起的，称为反应㶲，因此，扩散㶲和反应㶲都是化学㶲的一种。

7. 什么是反应热？生成热？反应热效应？反应热与反应热效应的区别是什么？什么是定容热效应？什么是定压热效应？什么情况下定压热效应与定容热效应近似相等？什么是标准定压热效应？工程中有何用途？

答：反应热：化学反应中物系与外界交换的热量；

生成热：由一些单质或稳定元素化合成1kmol 化合物时的热效应称该化合物的生成热；反应热效应：当系统经历一个化学反应过程，只作容积变化功若所得生成物的温度与反应物温度相等，这时1kmol 主要反应物或生成物所吸收或放出的热量；

区别：反应热是过程量，与反应过程有关；热效应是定温反应过程中不作有用功时的反

应热，是状态量；

定容热效应：在定温和定容状态下的反应热效应称为定容热效应Qv=Up-UR ；定压热效应：在定温和定压状态下的反应热效应称为定压热效应Qp=Hp-HR ；

当反应物是固体和液体燃料、反应前后物质的量变化量等于零和燃烧反应分子数变化不

大的情况下，定压热效应和定容热效应近似相等；

标准定压热效应：规定在标准状态25℃和一个大气压的状态下，定压热效应的值定为标准定压热效应，用Qp0 表示。

8.赫斯定律说明了化学反应过程中的什么规律？在工程中有什么用途（简述其在反应热效应计算中的作用）？

答：1、当反应前后物质的种类给定时，化学反应的热效应，与中间过程无关，只与过程初始

和终了状态有关。

9. 什么是燃烧热？分解热？燃料的热值是怎么定义的？什么是高热值？什么是低热值？答：燃烧热：1mol燃料完全燃烧时的热效应称为燃料的燃烧热；

分解热：1mol化合物分解成单质时的热效应称为该化合物的分解热；

热值：1kmol燃料完全燃烧时热效应的绝对值；

高热值：当在含有H的燃料燃烧时，生成的水的状态为液态水时，这时的热值为高热值；

低热值：当在含有H的燃料燃烧时，生成的水的状态为气态时，这时的热值为低热值。

10. 什么是标准燃烧焓？什么是标准生成焓？他们的联系与区别？为什么引入标准生成焓？在工程中有什么用途？

答：标准燃烧焓：由有关单质在标准状态下发生化学反应1mol燃料完全燃烧时生成的热量称为该化合物的标准燃烧焓；

标准生成焓：由有关单质在标准状态下发生化学反应生成1kmol化合物所吸收的热量，称为该化合物的标准生成焓；

联系：都是发生化学反应产生的热效应；

区别：燃烧焓不一定是化合反应，一定是和氧气发生反应；而生成焓是单质化合反应的热效应，不一定是和氧气反应。

在化学反应系统中，由于有物质的消失和产生，分析各生成物和反应物焓等热力性质的计算要有统一的基准参考点。引入标准生成焓的概念，可以方便工质热力性质的计算。

用途：生成焓是一种热效应，是过程量，但是有了化学标准状态下的统一规定，可以认为化学标准状态下的生成焓是一个状态参数。

11. 什么是绝热燃烧温度？什么是理论燃烧温度？什么是平衡火焰温度？他们的联系和区别是什么？

绝热燃烧温度：如果系统内部经历一完全的燃烧反应过程，且燃烧反应是不与外界发生热量交换的条件下进行的，燃烧产物可达的最高温度；

理论燃烧温度：在不考虑动、位能的变化，又不对外作功的系统中，若燃料绝热完全燃烧，且为理论空气量时，燃烧产物可达的最高温度；

平衡火焰温度：

联系：只有在理论空气量的情况下，系统才可以达到理论燃烧温度；

区别：绝热燃烧温度点总是低于理论燃烧温度。

12. 什么是燃烧的理论空气量？过量空气系数？空燃比？

答：燃烧的理论空气量：燃料完全燃烧所需要氧气对应的空气量；

过量空气系数：实际空气量与理论空气量之比；

空燃比：混合气中空气与燃料之间质量的比例。

13.简述热力学第一定律在化学反应系统中的应用及重要结论

答：假设反应都能进行且都能进行到底，以热力学第一定律为基础，研究化学变化中的能量转换问题，计算化学变化中的热效应。

14.什么是化学反应过程的最大有用功？

答：稳定流动系统进行可逆等温过程，系统对外作的最大有用功等于系统吉布斯函数的减少。

15. 什么是标准生成吉布斯函数？什么是反应吉布斯自由能？

答：标准生成吉布斯函数：由有关单质在标准状态下生成1kmol化合物时的吉布斯函数的变化为该化合物的标准生成吉布斯函数。

反应吉布斯自由能：G

m 0=H

0-TS

0，是热力学中可能转化为有用功的能量。

16. 什么是化学平衡及平衡常数？什么是化学反应的平衡移动原理？阐述温度、总压对化学

平衡常数的影响。解释为什么在合成氨（N

2+3H

=2NH

）生产过程中要采用高压。平衡常数在

化学热力反应工程计算中有什么用途？

答：化学平衡：当化学反应中的正向和反向的反应速度相等时，达到化学平衡。

化学平衡常数：在一定温度下，某个可逆反应达到平衡时，产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方之比是一个常数，用k表示；

化学反应的平衡移动原理：当把平衡态的某一因素改变，平衡态总是向着削弱该因素影响的方向移动；

影响：

温度，升高温度，使平衡向吸热方向移动；降低温度使平衡向放热方向移动；

压力，当生成物的系数和小于反应物系数和时，压力变大，平衡系数变大，反应向正向进行；当生成物系数和大于反应物系数和时，压力变大，平衡系数减小，反应向反向进行；

在N

2+3H

=2NH

的化学反应中，生成物系数和=2大于反应物系数和=4（ⅴn=-2），由总压

对平衡常数的影响，当压力升高时，反应向正向进行。所以在制备氨时，加压可以促进反应向正向进行，合成更多的氨。

17.简述热力学第二定律在化学反应系统中的应用及重要结论？

答：热力学第二定律可以结合化学反应过程的特征分析过程进行的方向、条件及限度，以及化学平衡问题。结论：（1）可以作为反应过程的反向判据和平衡条件：ds≥&Q/T；（2）标准生成吉布斯函数；（3）化学平衡与平衡常数。

18.什么是热力学第三定律？简述其意义及作用。

答：热力学第三定律：0K时任何纯固体和纯液体的熵为零； / 不论如何理想化，也不管使用什么过程，都不能用有限的步骤使一个系统的温度降低到绝对0 K。

意义：借助第一、第二定律仅能建立在一些通用的微分方程，只能给出各状态量在给定过程中的变化量，而不能确定其绝对值。而热力学第三定律给出状态基态，且基态的状态数只有一个。也就是说，热力学第三定律决定了自然界中基态无简并。

作用：在统计物理学上，热力学第三定律反映了微观运动的量子化。在实际意义上，第三定律并不像第一、二定律那样明白地告诫人们放弃制造第一种永动机和第二种永动机的意图。而是鼓励人们想方设法尽可能接近绝对零度。

19.单元复相系平衡条件？物系中可能发生四种过程：热传递、功传递、相变和化学反应，相应于这些过程有哪四种平衡条件？分别对应哪几种势差？

答：平衡条件：热平衡条件、力平衡条件、相平衡条件和化学平衡条件；

势差：温差、压差、力差和化学势差。

20.什么是吉布斯方程？什么是相平衡与相律？吉布斯相律其作用是什么？

答：吉布斯方程:ΔG=ΔH－TΔS，热力学中计算自由能随温度变化的重要方程式，由此式可计算平衡常数随温度的变化；

相平衡:在一定的条件下，当一个多相系统中各相的性质和数量均不随时间变化时，称此系统处于相平衡；

相律:f=C－p + 2，适用于多相平衡的一种体系，说明了在特定相态下，系统的自由度跟其他变量的关系；

吉布斯相律作用：说明了在特定相态下，系统的自由度跟其他变量的关系。

21.单相多组分系统中偏摩尔参数与化学势的定义与区别？阐述化学势及偏摩尔参数的物理意义及作用。

答：偏摩尔参数：在温度、压力及除了某一组分i以外其余组分的物质的量均不变的条件下，广延量Y随着组分i的物质的量n的变化率，称为组分i的偏摩尔参数；

偏摩尔参数物理意义及作用：作用是解决体系组成的变化对体系状态的影响问题。几种物质混合组成多元系统时，由于分子（或原子）间的作用力的影响，这些物质在多元系统中的性质与单独存在所表现的性质不同。可以用偏摩尔参数研究多组分体系溶体理论。

化学势：吉布斯自由能对成分的偏微分，化学势又称为偏摩尔势能；

化学势物理意义及作用：化学势是决定物质传递方向和限度的强度因素，是驱使物质改变的势，是溶液中组成的热力性质。在相变过程中，由于物质在不同组元间的转移是在恒温恒压下进行的，故可以通过比较两相中物质化学势的大小来判断物质在各组元间转移的方向和限度，即物质总是从化学势较高的相转移到化学势较低的相。当物质在两相中的化学势相等时，则相变过程停止，系统达到平衡态；

区别：都是广延参数对摩尔数的偏导数，但偏摩尔参数的限制条件是恒温恒压，化学势不受此限制；

22.阐述混合物的逸度与逸度系数，其物理意义是什么？

答：逸度：它代表了体系在所处的状态下，分子逃逸的趋势，也就是物质迁移时的推动力或逸散能力。是一个假想的校正压力，具有压力的量纲。但只能用于自由焓G或化学势m表达式中，不能随便用于状态方程中；

逸度系数：表征实际气体相对于理想气体的偏离程度。

物理意义：逸度的概念主要用在多组分系统中，混合物中某组分的逸度可认为是其假想的分压力。定义表明：当总压力趋近于零时，任何气体都变成理想气体。注意是p→0，因为如果混合物的总压不趋近于零，那么尽管混合物中一种气体与其余气体相比是稀薄的，其性质也与理想气体混合物不同。

23.阐述克劳修斯-克拉伯龙方程的物理意义及用途，并推导之

答：克劳修斯-克拉伯龙方程是普遍适用的微分方程式，它将两相平衡时的斜率、相变潜热和比体积三者相互联系起来。因此可以从其中的任意两个数据求取第三个。

24.用克劳修斯-克拉伯龙方程解释一般物质的汽化线、升华线和融解线的斜率为正，而冰-水融解线的斜率为负？

答：相变潜热y总是正值，对一般物质的气化过程，升华过程和溶解过程来说，终态比容均大于初态比容，因此式中分母比容差为正，使得其过程线斜率为正，而冰-水溶解过程中由于冰的比容大于水的比容，因此冰-水的溶解线的斜率为负。

25.蒸发与沸腾现象有何异同？

答：相同点：蒸发与沸腾都是汽化现象,都需要吸热

不同点：

A、发生地点不同：蒸发是只在液体表面发生的汽化现象,而沸腾是在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象；

B、温度条件不同：蒸发在任何温度下都能发生,而沸腾是在一定温度下发生的；

C、温度变化可能不同：液体蒸发时需吸收热量,温度可能降低；而沸腾过程中吸收热量,但温度保持不变；

D、剧烈程度不同：蒸发比较缓和,而沸腾十分剧烈.

E、影响因素不同：蒸发快慢与液体的温度,表面积,表面的空气流动速度有关,沸腾沸点与大气压的高低有关。

26.我国北方冬天雪后，常在路面上洒些工业用盐，其作用是什么？为什么？

答：盐溶于水形成溶液的凝固点比水的低，从而使得冰雪在较低的温度下也可以融化。

27. 热力学一般关系式在研究工质热力性质时有何用途？

答：1、按照基本热力学关系，可以用可测的状态参数和热系数来表达不能通过实验直接得出的偏微商，从而将个常用状态函数表达出来，为在实验测定基础上得出工质的状态函数开辟道路；

2、应用热力学一般关系式可以减少研究中的实验工作量，同时减小由于有限的实验精度带来的误差；

3、利用热力学一般关系式可以推导得出工程中所需的各种函数关系式。

28.对书中常见的实际气体状态方程，归纳各方程的优缺点及选用原则

答：范.德瓦尔斯方程：范围广，精度差；范围窄，精度高；定量计算不准确；

维里型状态方程式：物理意义明确，实验曲线拟合容易。

29.计算工程中实际气体的热力性质时，如何判断该物质所处状态是否远离饱和区或液相区，如何决定是取用理想气体状态方程还是实际气体状态方程？

答：

30.在计算实际气体热力性质时有哪两种方法？各自特点是什么？

答：偏差函数法和余函数法；

偏差函数=实际状态值-理想气体状态值；

a、理想状态值可以真实存在；

b、需要给出一个压力值；

余函数=理想气体状态值-实际状态值；

a、可能不存在的假设状态；

b、不需要假定一个压力值。

31.“通过计算理想气体的有关值，然后再加上实际气体与理想气体的偏差而得到实际气体的热力性质”这种方法有哪两种表示方法，请举一例加以说明与分析

答：偏差函数法和余函数法；

偏差函数=实际状态值-理想气体状态值；

a、理想状态值可以真实存在；

b、需要给出一个压力值P0。

32.对于一种新工质，请分析如何用最少量的方程来构造其热力性质计算公式（即对一种新工质建立其热力性质计算模型需几个方程？各是什么方程？如何建立？）

答：1、收集广泛范围内的数据，构造状态方程的函数形式，回归出一个能精确拟合p、v、t 数据、且便于对其进行微分的状态方程，并检验状态方程的准确性。

2、利用余函数、偏差函数与状态方程，Cp与T之间的函数关系，导出定压比热方程及其他物理性质方程式，确定两状态间热力性质的变化。

3、由实验数据精确拟合出饱和蒸汽压方程和饱和液体密度方程，以确定饱和蒸汽，饱和液相以及两相区的物理性质。

4、必要时拟合出液相区的状态方程。

33.若空气温度与流速已知，为达到加速目的，如何选择喷管的形状？

答：Ma=V/√KRT dV/V=Ma2 dC

f /C

dA/A=(Ma2 -1)dC

Ma<1 亚音速渐缩喷管/拉瓦尔喷管

Ma>1 超音速渐扩喷管

34.某横截面逐渐减小的管道中有空气流过，已知入口流速和温度，如何判断管型及内部流动状态？

答：dA/A=(Ma2 -1)dC

f /C

该式指出了管道截面的变化规律取决于Ma，并说明了促使一维定熵流的速度变化所需要的几何条件。根据马赫数的大小分为三种情况分析：

1、Ma<1时，亚音速流动，dA与dC

异号，说明速度变化与气流截面的变化方向相反。

（1）加速减压，其截面沿流动方向逐渐收缩。

（2）减速增压，其截面沿流动方向逐渐扩张。

2、Ma>1时，超音速流动，dA与dC

同号，说明速度变化与气流截面的变化方向相同。

（1）加速减压，其截面沿流动方向逐渐扩张。

（2）减速增压，其截面沿流动方向逐渐收缩。

3、Ma=1时，音速流动，dA=0，联系上面的讨论可知定熵管流中，音速只可能出现在变截面的最小截面处，该截面称为“临界截面”，此时气流状态为“临界状态”，其参数称为“临界参数”并在右上角标以*号辨认。

若要实现气流从亚音速加速至超音速，需采用缩放喷管，喉部截面处Ma=1，为临界截面。

35.若等截面绝热管道中两截面处安装有压力表和温度计，如何判断管内工质的流动方向？答：等截面管内绝热流动必须在某一条范诺线上经过，Ma=1时熵值最大，且根据第二定律的性质，过程进行必须是熵增。因此亚音速时，摩擦效应必使得速度加大，Ma增大，焓值和压力减小。超声速时，过程的性质正好相反。因此，通过已知的两截面1、2处的温度求得当地声速，判断流动是处于亚音速流还是超音速流，然后看截面1、2处压力，即可判断处流动的方向。如：判断管内是亚音速流，且截面1处压力大于截面2处的压力，则流动方向是1-2。

36.试就变工况下背压扰动对拉伐尔喷管内气流的流动特性影响进行分析

=Pb ，气流在管内实现完全膨胀.

答：当喷管在设计工况下工作时，P2=P2

设

(即Pb 下降)，这时出口压力大于背压 P2>Pb,由于出口截面上是超音速气流，当Pb< P2

设

由背压降低产生的扰动波以音速传播，不能“逆流而上”影响管内流动状态，所以出口压力、流速及流量都与设计工况相同。但气流在管内并未完全膨胀，称为膨胀不足，气流由喷管射出后，在管外尚要发生自由膨胀，这种膨胀不足与渐缩喷管相似，它们都没有充分利用喷管上、下游压差最大限度地将热能转换为动能。

当Pb>P2

（即Pb上升），这时，由于Pb的变化引起的扰动，将使管内流动状况十分复设

杂。由实验结果说明如下：

a当Pb 稍大于P2

时，气流在管内膨胀过头，但气流出口仍是超音速流体，仅压力略低

设

于背压（即P2

b当Pb升高到一定数值时，Pb变化产生扰动，使扩张段内超音速流体在某截面产生激波，使气流从超音速突降为亚音速气流，然后沿扩张管道进行压缩，使出口压力升高到背压Pb并以亚音速喷出。随着Pb升高，激波产生的截面位置逐渐向喉部截面移动，直至位于喉部，此时最小截面上仍为音速，收缩段气流减压增速，而整个扩张段为亚音速减速扩压。

c当Pb继续升高，喉部将不再是临界状态整个管内为亚音速流动，Pb变化影响全场，此时，缩放管的收缩段相当于喷管，但流速在最小截面达不到音速，扩张段则充当扩压管（亚音速）。

37.试绘制喷管设计计算与校核计算流程图

38.试写出描述等截面短管一维定熵流动的数学方程组

答：1管道较短，摩擦效应小，绝热： h+(C

/2)2=0

2不计粘性和传热效应，无激波存在： dh=-d(C

f /2)2=-C

3管内流动特征不随时间变化： Tds=dh-dP/ρ4各截面参数均匀且一致： dh=dP/ρ

5面积的相对变化率小： dP=-ρC

f dC

6管径曲率半径变化大： d(ln(ρA C

))=0

39.什么是激波现象？试描述其主要特性

答：激波现象:如果压力波通过时，气体参数在压力波的波阵面上发生突然的急剧变化；

正激波：波面与气流方向垂直的平面激波；

斜激波：波面与气流方向不垂直的平面激波；

曲面激波：波形弯曲的激波；

主要特征：激波发生过程伴随着气体参数的突变，是典型的不可逆过程。

40.什么是范诺流？什么是瑞利流？

答：范诺线表征流体等截面通道内作有摩擦的绝热流动时参数连续变化的关系。

瑞利线表征流体可逆地流经等截面通道且与外界有热交换时，参数连续变化的关系。

41.试针对伍里斯方程就不同管内流动进行简化分析，分析各种管内流动特性与参数变化规律，并就该方程针对等截面管摩擦和热交换的影响讨论其及与变截面短管内管截面变化的影响之间的联系与区别。

答：等截面管有摩擦的绝热流：假设是一维稳态稳流，与外界没有热交换，也无轴功，高度不同引起的影响与摩擦效应相比可以忽略不计。由于等截面管有摩擦的绝热流必须在一条范诺线上经过，Ma=1时熵值最大，且根据第二定律，流动过程必须是熵增，因此，亚音速时，摩擦效应必使速度加大，Ma数增加，焓值和压力减小。超音速时，过程的性质正好相反。

等截面管有摩擦的等温流：当管内工质缓慢流动时，流体得以和外界充分换热，所以除了管入口段外，其余流动可视为等温流。等温流的Ma总是趋近于√1/k，正像Ma=1代表连续绝热流的极限一样，Ma=√1/k代表了连续的等温流的极限。在等温流中，气体与外界有热交换，因此有熵流；系统内有摩擦，因而有熵产。熵产不为负，熵流则和外界热交换的方向与关，可正可负，所以气体的熵是增是减就取决于熵流与熵产之和的正负。

等截面管无摩擦有热交换流动：由于无摩擦为可逆过程，气流沿瑞利线变化，这表明无摩擦、无轴功、有传热的等截面换热管流即为瑞利流。对于整个瑞利流，吸热都将使马赫数

趋近于1，放热都将使马赫数远离于1。

联系与区别：等截面管流动无能量效应，壁面摩擦是引起流体流动属性变化的主要因素；变截面管流动摩擦效应和阻力相对都很小，可以略去不计，作为可逆绝热处理，即定常等熵流动，截面积的变化是引起流体流动属性变化的主要因素。

42.等截面管道内若已知某截面p

1、T

，另一截面的p

，在给定的管内质量流率时，如何求另

一截面流速？

答：利用Ma=1状态为参考状态，导出瑞利流的对比参数公式，由于推导公式都是马赫数的函数，因此以马赫数为序，制成对比参数表供实际计算时查用。

43.试阐述动力循环分析的一般热力学方法及评价动力循环工作效果（可逆与不可逆）的一般分析方法

答：一般热力学方法：

（1）绘出工质的工作流程简图，然后根据每一设备或者每一阶段（一般基于示功图）的工作特点，将其实际工作过程近似的用某一典型过程代替。

（2）在此基础上将实际循环简化为理想可逆循环，暂时排除循环中不可逆因素来分析可逆理想循环的热功转换效果及影响因素。

（3）在上述可逆循环分析的基础上，明了循环中各过程的不可逆损失，以抓住主要环节，采取措施减少其不可逆损失，提高循环能量利用的效率。

一般分析方法：

（1)可逆循环：热效率法和平均温度法；

（2)不可逆循环：效率法、熵产分析法和㶲分析法（㶲平衡分析法）

44.试总结动力循环工作过程的一般规律

答：任何动力循环都是以消耗热能为代价，以做功为目的。但是为了达到这个目的，首先必须以升压造成压力差为前提。否则，消耗的热能再多，倘若没有必要的压差条件，仍是无法利用膨胀转变为动力的。由此可见，压差的存在与否，是把热能转换为机械能的先决条件，它也为拉开平均吸、放热温度创造条件。其次还必须以放热为基础，否则将违背热力学第二定律。总之，升压是前提，加热是手段，做功是目的，放热是基础。一切将热能转换为机械能或能的动力循环，都必须遵循这些一般规律。当然，在具体动力循环中，有些过程如定容加热过程可以同时兼有升压与加热两种作用。如定温放热过程同时兼有升压与放热两种作用，有的兼有膨胀与放热的作用，因而有些动力循环可以由3个过程组成。

45.能应用平均温度法对不同循环的热效率进行定性的对比分析

答：应用平均温度法分析，重点要分清，什么条件的变化，引起什么的变化，然后导致平均T2还是平均T1怎么变化

46.换热器在顺、逆流下存在传热、流阻时的㶲损分析与定性比较

答：

s q T ∆=

22s q T ∆=1

47.非平衡态（不可逆过程）热力学与有限时间热力学与经典平衡态热力学比较进步体现在

什么地方？

答：有限时间热力学考虑吸放热所需的时间及热阻（温差）更贴近于实际情况，而经典平衡热力学实际意义不大。

48.平时课堂上布置的思考题

二、计算分析题

1. 能对典型充、放气过程进行计算分析

2. 能基于热力学第二定律对工程中的装置、过程等判断其是否可行，并能计算其极限值

3. 能应用化学平衡常数求算化学工程中典型两类应用

4. 换热器中两种流体进行换热，在给定各自进出口压力、温度的条件下能用㶲分析法进行

换热器的㶲损及㶲效率计算

5. 典型过程/循环的熵产分析/㶲损分析。

6. 给定已知条件能应用热力学一般关系式求取工质状态方程或推证某能量参数的性质或求

过程方程式

7. 能用基本方程对管内绝热流动进行计算

8. 平时布置的作业

《工程热力学》期末复习题库及答案

《工程热力学》期末复习题库及答案第一章 1．把热量转化为功的媒介物称为D A．功源 B．热源 C．质源 D．工质 4．工质必须具有良好的膨胀性和流动性，常用工质有A A．燃气 B．润滑油 C．水 D．天然气 5．工质必须具有良好的膨胀性和流动性，常用工质有 A A．氟里昂气 B．润滑油 C．水 D．天然气 7．下列哪一项不是与系统发生作用的外界 A．功源 B．热源 C．质源 D．工质 8．封闭系统是指的系统 A．与外界没有物质交换 B．与外界没有热量交换 C．与外界既没有物质交换也没有热量交换 D．与外界没有功交换 9．开口系统是指的系统· A．与外界有物质交换 B．与外界有热量交换 C．与外界有物质交换没有热量交换 D．与外界有功交换 10．孤立系统是指的系统 A．与外界没有物质交换 B．与外界没有热量交换C．与外界没有功交换D．A+B+C 13．蒸气压缩制冷系统是 A．绝热系统 B．孤立系统C．封闭系统 D．开口系统 16．强度量与系统的质量，可加性 A．有关／不具有 B．无关／不具有 C．有关／具有 D．无关/具有 20．从绝对真空算起的压力为 A．表压力B．绝对压力 C．真空度 D．标准压力 24．工质的热力状态参数中，可直接测量的参数是 A．压力 B．内能 C．焓 D．熵 29．如某阀门后的表压力为0.5个大气压，则该处的绝对压力应为 A．5 B．1．5 C．0．4 D．0．5 30．若真空度为0．2个大气压，则该处的绝对压力应为个大气压 A．2 B．1．2 C．0．8 D．0．2 31．若真空度为0．2个大气压，则该处的表压力应为个大气压 A．2 B．1．2 C．-0．8 D．-0．2

工程热力学复习题答案整理-判断题和简答题

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，并解释原因（5 题，4 分每题） 1、热力系统处于平衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳定均匀的。答：错误。因为均匀是相对于平衡状态下单相物系而言的。详见P16 2、理想气体的分子是没有大小和质量的，且其相互间的碰撞是弹性的。答：错误。理想气体是些弹性的、不具体积的质点，存在质量。 3、从微观上讲，只要分子之间的作用力和分子自身体积可以忽略，则这种气体就可以视为理想气体。高空大气层内气体十分稀薄，满足上述要求，故可以视为理想气体，可用经典热力学知识处理有关问题。答：正确。详见P61-P62 4、理想气体发生的任意可逆热力过程都能够用“n pv=常数”来描述其过程特点。答：错误。只有当n pv中的n为常数时才可以用来描述。正确。当考察的过程时微元过程时。

容要大于临界状态下的相应值。正确。对于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。 10、对于任一现成喷管，无论其形式如何，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。答：错误。当背压下降至临界压力 P时，流量达 cr 最大。若背压再下降，则流量保持不变。 11、如果气体能够在活塞式压气机的气缸内实现定温压缩，则没必要采用分级压缩了。答：错误。分级压缩主要是为了减小余隙容积对产气量的影响；可以通过中间冷却的方式实现降温。所以仍需要分级压缩。详见P274 12、气体压缩时采用分级压缩后对压缩气体的生产量没有影响。答：错误。因为分级压缩可以提高容积效率，即可以提高压缩气体的生产量。 13、压缩蒸汽制冷循环中，由于制冷剂流过节流阀后其焓和熵都会增大，所以会使制冷系数和制冷能力下降，因此最好用膨胀机代替之。答：错误。制冷剂流过节流阀后其焓保持不变。

工程热力学复习重点及简答题

工程热力学复习重点2 0 1 2 . 3 绪论 [1] 理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法 [2] 理解热能利用的两种主要方式及其特点 [3] 了解常用的热能动力转换装置的工作过程1．什么是工程热力学从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。 2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题 3. 热能及其利用 [1] 热能：能量的一种形式 [2] 来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。 [3] 利用形式：直接利用：将热能利用来直接加热物体。如烘干、采暖、熔炼（能源消耗比例大）间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能， 4．.热能动力转换装置的工作过程5．热能利用的方向性及能量的两种属性 [1] 过程的方向性：如：由高温传向低温 [2] 能量属性：数量属性、,质量属性（即做功能力） [3] 数量守衡、质量不守衡 [4] 提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。第1 章基本概念及定义 1. 1 热力系统一、热力系统系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。外界：与系统相互作用的环境。界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。依据：系统与外界的关系系统与外界的作用：热交换、功交换、质交换。二、闭口系统和开口系统闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。三、绝热系统与孤立系统绝热系统：系统内外无热量交换（系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热）孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换 =系统+相关外界=各相互作用的子系统之和=一切热力系统连同相互作用的外界四、根据系统内部状况划分可压缩系统：由可压缩流体组成的系统。简单可压缩系统：与外界只有热量及准静态容积变化均匀系统：内部各部分化学成分和物理”性质都均匀一致的系统，是由单相组成的。

工程热力学复习题

山东理工大学成人高等教育工程热力学复习题一、判断题（）1、热力系是指所有参与热力过程的物体群。（）2、状态方程是描述状态参数之间关系的方程。（）3、通用气体常数对实际气体和理想气体都是不变的常数。（）4、理想气体的热力学能、火气和熵都仅仅是温度的单值函数。（）5、φ=1时，干球温度与温球温度不相等。（）6、平衡状态是指热力系在没有外力外界作用的情况下微观性质不随时间变化的状态。（）7、夏季将门窗关闭，冰箱门打开有利于降低室内温度。（）8、气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加。（）9、自发过程是不可逆过程，非自发过程是可逆过程。（）10、在深度冷冻的情况下，制冷系数通常都小于1，在冷库温度不很低的情况下，制冷系数往往大于1. （）11、物体的重心可能不在物体之内。（）12、平面任意力系简化后，其主矢量与简化中心有关，主矩与简化中心无关。（）13、力系的合力一定比各分力大。（）14、作用于刚体上的力，均可平移到刚体的任一点，但必须同时增加一个附加力偶。（）15、压杆的临界力应该由欧拉公式计算。二、选择题 1、绝热系与外界没有交换 A、热量 B、物质 C、功 2、功损来自于 A、不等温传热 B、物质交换 C、运动摩擦 3、干度X的取值可以是 A、X=1 B、X＞1 C、X＜1 4、不可逆循环的熵产必然 A、等于0 B、大于0 C、小于0 5、制冷系数可以是 A、Σ＞1 B、Σ=1 C、Σ＜1 三、填空 1、熵增原理就是指绝热闭口体系或孤立系的熵只会。 2、提高热机循环热效率的根本途径是和。

3、燃气论装置主要包括、和。 4、按定压加热循环工作的燃气轮机装置的理论热效率仅仅取决于，而和无关。 5、制冷系数是制冷剂从与的比值。 6、自锁现象指的是：。 7、平面任意力系平衡方程的三矩式是其附加条件是_________________ 8、杆件在外力作用下的四种基本变形分别是：、、、。 9、已知某点的运动方程t y t x 2 2sin 3,cos 4==，则其轨迹方程为。 10、用积分法求梁的变形时根据条件和条件确定积分常数。四、指出下列各对概念的主要区别 1、理想气体与实际气体 2、可逆过程与不可逆过程 3、饱和湿蒸汽与饱和湿空气五、简答 1、对热力系来说，“平衡”和“过程”的关系。 2、实际气体和理想气体的区别。 3、怎样预测一些比较复杂的化学反应进行的方向。六、简单分析蒸汽动力循环中，蒸汽轮机排气压力P 2是否越低越好？降低P 2有哪此限制？七、计算题 1、某热机在某个循环中从T 1=600K 的高温热源吸收Q 1=419KT 的热量后向T 2=300K 的低温热源假设分别排出（1）Q 2=209.5KT （2）Q 2=314.25KT （3）Q 2=104.75KT 热量，请用孤立系统熵增原理证明这三种情况哪个逆，哪个不可逆，哪个不可能，并对不可逆过程计算出损失T 0=300K. 2、知新蒸汽流入汽轮机时的焓h 1=3233KJ/kg ，C f1=50m/s ，乏汽流出汽轮机时的焓h 2=2302KT/kg ，C f2=120m/s,散热损失及位能差忽略不计，试求1kg 蒸汽流经汽轮机对外界所作的功，若蒸汽机流量为10t/h ，求该汽轮机的功率。 3、某热电厂测得新蒸汽的表压力为100at ，凝汽器的真空度(P v /P b )为94%，送风机表压为145mmHg ，当时气压计读数为755mmHg 。试将它们换算成以Pa 和Mpa 为单位的绝对压力。 4、已知空气的体积分数为?N2=78.026%，?CO2=0.030%，?O2=21.000%，?H2=0.014%，?Ar =0.930%，试计算其平均摩尔质量，气体常数和各组成气体的分压力。

工程热力学复习资料

欢迎共阅一、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 . 4、A.5A.6 A.7A.8A.1- C.1-9A. C. 10 A. C.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 = (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) A.6 B.5 C.4 D.3 15. 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. 18. ，所 A 19(C) 20） 21 22 235kJ，24 25 26 循27 D A 和B 28. __(C)__ 过程是可逆过程。 A 可以从终态回复到初态的 B 没有摩擦的 C 没有摩擦和传热温差的内平衡 D 没有温差的 29．工质完成一个不可逆循环后，其熵变化?(C) ??????A 增加????? B 减少??? C 为零??? D 可能增加、减少或为零 30．系统中工质的真实压力是指 (D) ?????? A P g；????????B P b；?????? C P v；????D P b＋P g或P b－P v； 31. 可逆过程一定是（）。

高等工程热力学总复习题

高等工程热力学总复习题一、简答题 1. 与外界只有一种功量交换的单相简单系统的状态参数都可以由两个独立的状态参数确定是否正确？答：不正确，对简单可压缩系统的物理变化过程，确定系统平衡状态的独立状态参数只需两个。但是对于化学反应的物系，不仅存在热与力两种不平衡势差，而且存在驱动化学反应的化学势差，并使参与反应的物质成分或者浓度发生变化，故确定其平衡状态往往需要两个以上的独立参数。 2. 阐述膨胀功、技术功、轴功与推动功之间的联系与区别？答：膨胀功：由气体容积变化所引起的能量的变化；技术功：工程中可以直接利用的那部分能量，包括动能、势能和轴功。轴功：通过进出口截面以外的边界（一般为机器的轴）所传递的功；推进功：在进出口截面上，为推动工质出入系统所传递的功量；稳定流动中，工质受热膨胀而得到的膨胀功一部分用于补偿系统输出的净推动功，一部分用于增加流动工质的流动动能及重力势能，其余部分作为开口系统的轴功输出。即：膨胀功=技术功+推动功，技术功=轴功+动能+势能。 3. 刚性容器绝热放气，试证明过程中容器内发生的是可逆绝热过程。整个放气过程是可逆的吗？这过程中容器内总熵在减少但可逆，和熵增原理违背吗？答：（1）证明：消去dm/m 得： k k P P T T 1^1212-⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=Td c mdT c Tdm c V V p +=

（2）在这一放气过程中，可以假象成又一个活塞把剩余气体与放出的气体分割开来进行的，但并不表示容积的总熵不变，因为有质量的流出，不是孤立系统，所以容积内的总熵是减少的。如果把所有气体以及外界看做是一个系统，考虑放出的气体在容积外的不可逆膨胀过程，所以系统的总熵是增加的。如果把剩余气体和放出的气体看做是一个整体，则系统是孤立系统，又因为是可逆绝热过程，系统的总熵是不变的。所以这一过程与熵增原理不违背。 4. 稳定气流对刚性容器绝热充气是可逆过程吗？若不是不可逆损失如何计算？答：不是可逆过程。存在不可逆损失，熵产ΔSg>0。取此刚性绝热容器为系统，绝热过程，所以熵流ΔSf=0，故ΔS=ΔSf+ΔSg=ΔSg ，所以ΔSg=∫12Cv ·dT/T + R ·lnV 2/V 1，又V1=V2，所以ΔSg=Cv ·lnT2/T1。对于开口系稳流熵方程为dScv = dSf + dSg + ∑n i=1δM in S in - ∑n i=1δM out S out 。稳定流动时，dScv=0，δM out =0，δM in =δmdi ，不可逆绝热过程dSf=0，所以dSg+δM in S in =0，因此Sg=-∫12S in δmdi=（m1-m2）S in 。 5. 冷量㶲如何定义与表述？公式推导？请阐明与热量㶲的关系与不同？答：冷量㶲：当系统的温度比环境温度低的时候，储存在系统中的可以对外做功的那部分能量。或者说当系统温度比环境温度低时，肯定要对该系统做功才能达到温度比环境低，那么这个过程所做的功就是冷量㶲储存在冷量中。与热量㶲相同点：都是反映系统通过边界以传热的形式传递的能量。与热量㶲不同点：热量㶲与热量的正负相同，系统放出热量的同时也放出热量㶲；反之亦然；冷量㶲与热量正负相反，系统吸热放出冷量㶲，利用它对外做功。热量㶲始终小于热量Q ，而冷量㶲可等于、可大于、可小于冷量Q 0 2Q 02 Ex T S Q =∆-

工程热力学复习题答案判断题和简答题

不可逆过程的熵变。答：错误。因为熵是状态函数，对于同一初始状态和同一终态的两个过程，其熵变相同。 6、根据热力学第二定律，自然界不可能有熵产为负的过程发生，所有自发过程都会导致能量品质的降低。答：正确。所有自发过程都是不可逆过程，而不可逆过程会导致作功能力损失，使能量的品质降低。 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。此过程吸收的热量等于蒸汽分子内位能增加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P82 9、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由于存在着汽化潜热，则升高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。对于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。10、对于任一现成喷管，无论其形式如何，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。

工程热力学复习题

工程热力学复习题一、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，即系统与外界间的热量交换、功交换和物质交换。 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;1mmH20 9.81Pa。 8.气压计读数为750mmHg，绝对压力为2.5x105Pa的表压力为0.15MPa。 9.用U形管差压计测量凝汽器的压力，采用水银作测量液体，测得水银柱高为 720.6mm。已知当时当地大气压力Pb=750mmHg，则凝汽器内蒸汽的绝对压力为 0.19593MPa。 10.一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。 11.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。 12.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。 13.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路径 14.系统的总储存能包括热力学能、宏观动能和重力位能三部分。 15.热力学能包括内动能和内位能两部分，理想气体的热力学能是温度的单值函数。 16.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） 17.开口系统稳定流动的能量方程式是（1kg工质）q=（h2-h1）+1/2(c22-c12)+g(z2- z1)+ws，它适用于稳定流动的任何过程。 18.焓的定义式为h=u+pv，其物理意义是工质在流动状态下所具有的总能量中与热力状态有关的那部分能量。 19.推动功只有在工质流动时才有意义。 20.稳定流动能量方程式用于汽轮机时可简化为ws=h1-h2，应用于锅炉时可简化为q=h2- h1。

工程热力学复习题一

工程热力学复习题一工程热力学复习题一一、填空题 1. 实现____能和____能相互转化的工作物质就叫做____。 2. 热能动力装置的工作过程，概括起来就是从____吸取热能，将其中一部分转化为____，并把余下的一部分传给的过程。 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____交换、____交换和____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____和____两类。 5. 状态参数的变化量等于____两状态下，该物理量的差值，而与________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____个。 0____Pa。 7. 1mmHg=____Pa;1mmH 2 8. 气压计读数为750mmHg，绝对压力为2.5x105Pa的表压力为 ____MPa。 9. 用U形管差压计测量凝汽器的压力，采用水银作测量液体，测得水银柱高为720.6mm。已知当时当地大气压力Pb=750mmHg，则凝汽器内蒸汽的绝对压力为____MPa。 10. 一个可逆过程必须是____过程，而且在过程中没有________。 11. 只有____状态才能用参数坐标图上的点表示，只有____过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。 12. 热量和功都是系统与外界________的度量，它们不是________而是 ________量。 13. 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____________。

三、判断题 1. 物质的温度越高，则所具有的热量愈多。 2. 气体的压力越大，则所具有的功量愈大。 3. 比体积和密度不是两个相互独立的状态参数。 4. 绝对压力、表压力和真空都可以作为状态参数。 5. 经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。 6. 孤立系内工质的状态不会发生变化。 7. 可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。 8. 凝汽器的真空下降时，则其内蒸汽的绝对压力增大。 9. 若容器中气体的压力没有改变，则压力表上的读数就一定不会改变。四、选择题 1. 下列各量可作为工质状态参数的是：（1）表压力；（2）真空；（3）绝对压力。 2.水的三相点温度比冰点温度应：（1）相等；（2）略高些；（3）略低些 3.下列说法中正确的是：（1）可逆过程一定是准平衡过程；（2）准平衡过程一定是可逆过程；（3）有摩擦的热力过程不可能是准平衡过程。 4.下列过程中属可逆过程的是：（1）自由膨胀过程；（2）等温传热过程；（3）有摩擦的热力过程。 5.一台功率为600MW的汽轮发电机组连续工作一天的发电量为：（1）1.44x107kJ；（2）5.184x109kJ （3）1.44x107kWh. 6.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是因为：（1）有气体泄漏；（2）气体的热力状态发生变化；（3）大气压力发生变化；（4）以上三者均有可能。五、问答题

高等工程热力学复习资料

高等工程热力学第一讲热力学绪论工程热力学的研究内容与意义三个基本研究物理量：温度——研究热现象引进的物理量平衡态与可逆过程——经典热力学的研究前提。第二讲本科基本概念复习第三讲热力学定律简述四个热力学定律的内容，并说明各个定律对热力学研究发展的重要性。热力学第零定律1931年T 热力学第一定律1840~1850年E 热力学第二定律1854~1855年S 热力学第三定律1906年S基准 1、温度与热力学第零定律温度与热量的区别与联系分析几类温标，相互之间的联系 ∙热力学温标（绝对温标）Kelvin scale （Britisher, L. Kelvin, 1824-1907） ∙摄氏温标Celsius scale (Swedish, A. Celsius, 1701-1744） ∙华氏温标Fahrenheit scale (German, G. Fahrenheit, 1686-1736) ∙朗肯温标Rankine scale (W. Rankine, 1820-1872) 2、能量与热力学第一定律计算 3、熵与热力学第二定律孤立系统熵增原理计算火用的计算： 1) 热量火用、冷量火用、热力学能火用、焓火用 2) 封闭系统的火用平衡方程、稳定流动系统的火用平衡方程 4、熵的基准与热力学第三定律第四讲纯净流体的热力学性质 1、纯净流体的热力学曲面和相图； 2、纯净流体的状态方程式； 1）分析实际气体与理想气体之间的宏观与微观差别； 2）介绍几类实际气体状态方程以及其相应的适用条件； 3、纯净流体的热力学关系式；热力学一般关系式

1）4个热力学基本方程（吉布斯方程）意义：是重要的热力学基本方程式，将简单可压缩系在平衡状态发生微变化时各种参数的变化联系起来。 2）偏导数关系和麦克斯韦关系式 3）热力学微分关系式的推导方法（1）数学基础：（2）偏导数的一般推导过程和数学技巧： du Tds pdv dh Tds vdp df sdT pdv dg sdT vdp =-=+=--=-+热力学恒等式 ( )()()()()()v p s T v p s T u h T s s u f p v v f g s T T h g v p p ∂∂⎛⎫⎛⎫ == ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭∂∂==-∂∂∂∂==-∂∂∂∂==∂∂偏导数关系( )( )()()()()()()s v s p T v T p T p v s T v p s s p v T s v p T ∂∂=-∂∂∂∂=∂∂∂∂=∂∂∂∂=∂∂ 麦克斯韦关系式 ( )()1z z x y y x ∂∂=∂∂ 倒数式循环关系式 ( (()1z x y x y z y z x ∂∂∂=-∂∂∂链式关系式 ( )()()1w w w x y z y z x ∂∂∂=∂∂∂不同下标关系式 ( )((()z y w z x x x y w w y w ∂∂∂∂=+∂∂∂∂du Tds pdv dh Tds vdp df sdT pdv dg sdT vdp =-=+=--=-+热力学恒等式

工程热力学复习题

各位同学：以下为《工程热力学 B》复习题，如有问题，请到办公室答疑。 1.如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变。（错） 2.压力表读值发生变化，说明工质的热力状态也发生了变化。（错） 3.由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。错） 4.可逆过程一定是准静态过程，而准静态过程不一定是可逆过程。（对） 5.比体积v是广延状态参数。（对） 6.孤立系的热力状态不能发生变化。（错） 7.用压力表可以直接读出绝对压力值。（错） 8.处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（错） 9.热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。（对） 10.可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。（对） 11.经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。（错） 12.物质的温度越高，则所具有的热量越多。（错） 1.能源按其有无加工、转换可分为一次能源和二次能源。 2.在火力发电厂蒸汽动力装置中，把实现热能和机械能 ________ 能相互转化的工作物质就叫做工质。 3.按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为开口系和闭口系两大类。 4.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需_2 ___________ 个。 5.只有平衡状态才能用参数坐标图上的点表示，只有可逆过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。 6.绝热系是与外界无热量交换的热力系。 7.孤立系是指系统与外界既无能量交换也无质量交换的热力系。 8.测得容器的表压力P g 75KPa，大气压力P b 0.098MPa，容器内的绝对压力173 kPa。 6.热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种状态称为（平衡状态） 7.状态参数的变化量等于终态和初态下物理量的差值，与过

工程热力学复习题集

二、1.提高新蒸汽的温度、压力和降低乏汽压力理论上都可以提高郎肯循环热效率。（正确） 2。已知饱和湿蒸汽的温度和压力不能确定它的其他状态参数. （错误） 3.只要气体的比热容是常数，Cp—Cv=Rg。（错误） 4.准静态过程一定是可逆过程（错误） 5。喷管内稳定流动的气体在各截面上的流速不同，但各截面的流量相同（正确） 6。理想气体只有取定比热容时,才能满足迈耶公式Cp-Cv=R(错误) 7。稳定状态不一定是平衡状态(正确） 8.绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增（错误） 9。绝热节流后气体的温度可能升高。(错误) 10.饱和湿蒸汽的干球温度等于湿球温度等于露点温度（正确） 11。容器中气体的压力不变,则压力表的读数绝对不变（错误) 12。已知饱和湿蒸汽的温度和压力不能确定其他状态参数（正确） 13。水蒸气在等压汽化过程中温度不变（正确） 14.第二永动机违反了热力学第一和第二定律(错误） 15。处于平衡状态势力系统应具有均匀一致的温度和压力（正确） 16。郎肯循环基础上实现再热可提高循环热效率（正确) 17。理想气体的比热容随气体种类不同各异，但对某种理想气体而言,比热容为常数。(错误) 18。热力过程中，工质向外界放热，其温度不一定降低（正确） 19.不存在400的液态水。（正确） 20。余隙容积是必需的但又是有害的，所以我们在设计气机的时候应尽量降低余隙容积.(正确) 21。热量只适用于定温定熵过程。(错) 22。节流过程是一个等焓过程.(错误) 23.熵减的过程是可以发生的（错误） 24。工质的经一不可逆循环其熵一定增加（错误） 25。第一永动机违反了热力学第一定律（正确） 26。热力过程中，工质对外放热温度一定降低（错误） 27。工质绝热节流后焓不变,压力不变，温度不定,熵增大(错误） 28。某绝热蒸汽轮机相对内效率为0.91，蒸汽在该汽轮机中做功熵不变（错误） 29.理想气体的音速C=(正确) 30。不可逆过程可自发进行（正确） 31。内燃机理论循环中压缩比愈大，其理论效率越高(正确）闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时(如稳态稳流系统）,系统内的质量将保持恒定不变。开口系统中系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系.这种观点对不对，为什么？答:不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统.热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有"热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。试判断下列各种说法是否正确: (1）定容过程即无膨胀（或压缩)功的过程；（2）绝热过程即定熵过程；（3）多变过程即任意过程。答：①膨胀功(压缩功）都是容积（变化）功，定容过程是一种系统比体积不变，对控制质量或说系统容积不变的过程，因此说定容过程即无膨胀(或压缩）功的过程是正确的; ②绝热过程指的是系统不与外界交换热量的过程.系统在过程中不与外界交换热量，这仅表明过程中系统与外界间无伴随

热力学复习题

《工程热力学》复习题汇总一填空题 1 •热力系统：忽略家用电热水器的表面散热，取正在加热不在使用的电热水器为控制体，（不包括电加热器），这是_______ 系统，把电加热器包括在研究对象内，这是_____________ 系统，研究对象加入 ____________________ ，构成孤立系统。 2. _____________________________________ 热力系统：盛满热水的真空保温杯是________________________________________ 系统，内燃机在汽缸进气或排气阀门打开时，是______ 系统。 3 •过程判断：热力系统与外界在绝热但存在摩擦力的情况下，在无限小压差下缓慢的做功过程____ 准静态过程，_________ 可逆过程。 4 •过程判断：热量从温度为100 C的热源通过薄容器壁缓慢地传递给处于平衡状态下的冰水混合物，此过程 _准静态过程，可逆过程，理由_______________ 5. 通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程，此过程为 ______________________ : 理由为________________________________________________________。 6. 有一刚性容器，被分成两部分，一部分装有气体，一部分抽成真空，若真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板，让气体先恢复平衡再抽去下一块，问此过程为______________ ，理由为________________________________________________ C

统的热力学第一定律表达式为: ; 开口系统工质跟外界交换7 .闭口系统热力学第一定律表达式： __________________________ ，稳流开口系的技术功包括________________________________ ，可逆过程技术功的计算式为：_________________ ； 8闭口容器内的气体从热源吸收了100kJ的热量，并对外膨胀作功消耗了40kJ, 其中克服摩擦功5kJ，假设摩擦产生的耗散热全部用于增加工质的热力学能，根据闭口系统能量守恒方程式，系统热力学能增加量为_______________________________ 。 9 .理想气体是__________________________________________________________ ，工程上常用的空气、燃气和烟气_____ 理想气体，水蒸气_____ 理想气体。 10 •一种确定的理想气体，其C p-C v ____ 定值，C p/C v____ 定值，C p/C v随_______ 变化，其中C P-G的含义是_________________________________________ ；工程上常用的空气、燃气 ___ 理想气体，水蒸气_____ 理想气体。 11. 过冷水的定压汽化过程在p-v图上可表示出五种状态，分别为： ______________________________________________________ 。 12. 实际气体与理想气体的偏离可用压缩因子Z表示，理想气体的Z等于_______ ，实际气体的Z随压力的增高，呈现 _____________________ 的变化。 13•气体在管道内绝热流动，其滞止状态是指______________________ ，此时的焓h°= ___________ ;临界压力与__________________________________ 有关，

工程热力学期末复习题1答案

一、判断题： 1。平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c v d t适用理想气体的任何过程. 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变. 5．在T—S图上,任意二条可逆绝热过程线不能相交. 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。9。根据比热容的定义式，可知理想气体的为一过程量； 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道内作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降. 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大. 20．热力学恒等式du=Tds-pdv与过程可逆与否无关. 21．当热源和冷源温度一定,热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态,因为气化过程温度未变,所以焓的变化量Δh=c pΔT=0。 23．定压过程的换热量q p=∫c p dT仅适用于理想气体,不能用于实际气体。 24．在p－v图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率. 25. 压缩过程耗功是体积膨胀功，压气机耗功是技术功；

高等工程热力学14题全

1、简述温度的定义、物理意义及温度测量的工程应用意义。温度是表征物体冷热程度的物理量，是物质微粒热运动的宏观体现。根据热力学第零定律说明，物质具备某种宏观性质，当各物体的这一性质不同时，它们若相互接触，其间将有净能流传递；当这一性质相同时，它们之间达到热平衡。人们把这一宏观物理性质称为温度。物理意义：从微观上看，温度标志物质分子热运动的剧烈程度。温度和热平衡概念直接联系，两个物系只要温度相同，它们间就处于热平衡，而与其它状态参数如压力、体积等的数值是否相同无关，只有温度才是热平衡的判据。温度测量的工程应用意义：温度是用以判别它与其它物系是否处于热平衡状态的参数。被测物体与温度计处于热平衡，可以从温度计的读书确定被测物体的温度。 2简述热与功的联系与区别区别：功是系统与外界交换的一种有序能，有序能即有序运动的能量，如宏观物体（固体和流体）整体运动的动能，潜在宏观运动的位能，电子有序流动的电能，磁力能等。在热力学中，我们这样定义功：“功是物系间相互作用而传递的能量。当系统完成功时，其对外界的作用可用在外间举起重物的单一效果来代替。”一般来说，各种形式的功通常都可以看成是由两个参数，即强度参数和广延参数组成，功带有方向性。功的方向由系统与外界的强度量之差来决定，当系统对外界的作用力大于外界的抵抗力时，系统克服外界力而对外界做功。功的大小则由系统与外界两方的较小强度量的标值与广延量的变化量的乘积决定，而功的正号或负号就随广延量的变化量增大或减小而自然决定。热量是一种过程量，在温差作用下，系统以分子无规则运动的热力学能的形式与外界交换的能量，是一种无序热能，因此和功一样热量也可以看成是由两个参数，即强度参数和广延参数组成的量。传递热量的强度参数是温度，因此有温差的存在热量传递才可以进行。热量的大小也可以由系统的与外界两方的较小强度量的标量与广延量变化量的乘积决定。热量也有方向性。热量的方向由系统与外界的温度之差来决定，当外界的温度高于系统的温度时，外界对系统传热。热力学习惯把这种外界对系统的传热，即系统吸收外界的热量取为正值；反之，把系统对外界放热取为负值。热力学把与热量相关的广延参数取名为“熵”。联系： 1系统对外做功为正，外界对系统做功为负。系统吸收外界的热量取为正值，系统对外界放热取为负值。 2 热和功不是体系性质,也不是状态函数,而是系统与环境间能量传递过程中的物理量，热和功与过程有关,只有在过程进行中才有意义。 3 热和功都只对封闭系统发生的过程才有明确的意义。而对既有能量交换又有物质交换的敞开体系而言,热和功的含义就不明确了。 4功和热都可以看做两个参数决定，分别是强度参数和广延参数。 3刚性容器绝热或定温充放气的计算（包括充放气过程可用能损失的计算）以刚性容器中气体为研究对象,其能量方程的一般表达式为：

武汉大学工程热力学复习题资料

工程热力学复习题第一部分选择题 001.绝对压力为P ，表压力为P g 真空为P v ，大气压力为P b ，根据定义应有 A ．P ＝P b - P v B ．P ＝P b - P g C ．P ＝P v -P b D ．P ＝P g - P b 002.若过程中工质的状态随时都无限接近平衡状态，则此过程可属于 A ．平衡过程 B ．静态过程 C ．可逆过程 D ．准平衡过程 003.有一过程，如使热力系从其终态沿原路径反向进行恢复至其初态，且消除了正向过程给外界留下全部影响，则此过程属于 A ．平衡过程 B ．准静态过程 C ．可逆过程 D ．不可逆过程 004.物理量属于过程量。 A ．压力 B ．温度 C ．内能 D ．膨胀功 005.状态参数等同于 A ．表征物理性质的物理量 B ．循环积分为零的物理量 C ．只与工质状态有关的物理量 D ．变化量只与初终态有关的物理量 006.热能转变为功的根本途径是依靠 A ．工质的吸热 B ．工质的膨胀 C ．工质的放热 D ．工质的压缩 007.可逆循环在T －s 面上所围的面积表示 A ．循环的吸热量 B ．循环的放热量 C ．循环的净功量 D ．循环的净热量 008.热力系储存能包括有 A ．内能 B ．宏观动能 C ．重力位能 D ．推动功 009.只与温度有关的物质内部的微观能量是 A ．内能 B ．内热量 C ．内位能 D ．内动能 010.构成技术功的三项能量是宏观动能增量，重力位能增量和 A ．内功 B ．推动功 C ．膨胀功 D ．压缩功 011.如图所示，工质在可逆过程1～2中所完成的技术功可以可用面积 A ．e+d B ．a+b C ．a+e D ．b+d 012.技术功W t 与膨胀功W 的关系为 A ．w t ＝w+ p 1v 1- p 2v 2. B ．w t ＝w+ p 2v 2- p 1v 1- C ．w t ＝ w+ p 1v 1 D ．w t ＝ w+ p 2v 2 013.当比热不能当作定值时，理想气体的定压比热 A ．C p ＝p T u ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B ． C p ＝p T h ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C ．C p ＝dT du D ．C p ＝dT dh 014..理想气体的定容比热C v 与比热比κ，气体常量R 的关系为C v A ． 1+κR B ．1-κκR C ．1-κR D ．1 +κκR

哈尔滨工业大学高等工程热力学复习总结

1、例题例1：有一容积为23 m 的气罐（内有空气，参数为1bar ，20℃）与表压力为17bar 的20℃的压缩空气管道连接，缓慢充气达到平衡（定温）。求：1.此时罐中空气的质量 2.充气过程中气罐散出的热量 3.不可逆充气引起的熵产（大气压1bar ，20℃）解：充气前1p =1bar 1T =20℃ 质量1m ，充气后2p =0p =17bar 2T =1T =20℃ 质量2m ①2m =22RgT V P =1 2RgT V P ②热力学第一定律：Q=E ∆+ ⎰-) (12)(12 τm m d e d e +tot W E ∆=u ∆=2u -1u =22u m -11u m ； ⎰-) (12)(12 τm m d e d e =00dm u ⎰-τ =in m u 0=)(120m m u --； tot W =in m -00V p =)(1200m m P V --；得：Q=22u m -11u m )(120m m u --)(1200m m P V --=22u m -11u m )(120m m h -- 由缓慢充气知为定温过程，1u =2u =0V C 1T ； 0h =0P C 0T ； Q=)(12m m -0V C 1T -)(12m m -0P C 0T =)(12m m -0V C （1T -0γ0T ）=（2p -1p ）V ) 1(010 01--γγT T T ③S ∆=g f S S ++ ⎰-) (21)(21τ m m d S d S =2m 2S -1m 1S ； f S = T Q ； ⎰-) (21)(21τ m m d S d S =in S )(12m m -； g S =（2m 2S -1m 1S ）-in S )(12m m --0T Q =2m （2S -in S ）+1m （in S -1S ）-0 T Q ； S ∆=2S -1S =P C 12ln T T -g R 1 2ln p p ； g S =2m （P C in T T 2ln -g R in p p 2ln ）+1m （P C 1ln T T in -g R 1ln p p in ）-0 T Q ； g L S T E 0= 例2：1mol 理想气体2o ，在（T ，V ）状态下，1S ，1Ω，绝热自由膨胀后体积增加到2V ，此时2S ，2Ω。解：①2 1256ln .73/V V nR nRln J K S ===∆ (n=1mol)； S ∆=K 1 2ln ΩΩ=nRln2=Kln A nN 2； 1 2ΩΩ=A nN 2 =23 108.110 ⨯ ② 1Ω= A nN 2 1=23 108.110 ⨯-可以看出逆过程是可能的，但是概率很小，在宏观上仍表现为方向性，故过