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工程热力学习题课

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一、名词解释（共30分，每题6分）
1、真空度
2、技术功
3、热力学第二定律（克劳修斯说法）
4、背压
5、总能
二，概念题(7*10=70)
1，在不可逆绝热的喷管流动中温度和压力的变化，并在T-S图上表示出来。

2，在p-v图表示技术功，膨胀功和流动功的相互关系。

3、对热力学第二定律的两种表述，证明违反克劳休斯表述就违反开尔文表述。

4、有人提出一个循环1-2-3-1，其中1-2为可逆定温吸热过程，2-3为可逆绝热膨胀过程，3-1为不可逆绝热过程，1、2、3分别为三个平衡态，判断此循环能否实现？为什么？
5. 试画出压气机两级压缩中间冷却的p-V 图,并表示出与单级压缩相比少消耗的功量。

6. 试写出卡诺循环的组成和循环热效率计算公式。

通过此公式得出什么重要结论？
7. 在p-v图及T-s图上画出空气的n=1.2的膨胀过程1-2和n=1.6的压缩过程1-3，并确定过程1-2和1-3中功和热量的正负号及初终态热力学能的变化。

1. 已知当地大气压P b , 压力表读数为P e , 则绝对压力P 为（）。

（a ）P=P b -P e （b ）P=P e -P b （ c ）P=P b +P
2.准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程（）。

（a ）做功无压差（ b ）传热无温差（ c ）移动无摩擦
3. A 点是海平面某点，B 点是高原上一点，试问A 、B 处哪点沸水温度高（）
(a)A 点（ b ）B 点（c ）同样高
4.工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数（）
(a) 0<n <1 （ b ）0<n <k （ c ）n>k
5. 适用于（）
(a) 稳流开口系统(b) 闭口系统(c) 任意系统(d) 非稳流开口系统
6. 闭口系统工质经历不可逆变化过程，系统对外作功20kJ,与外界换热-20 kJ，则系统熵变为。

A、增加
B、减少
C、不变
D、不能确定
1.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。

（T ）
2.理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。

(F )
3.因为不可逆过程不可能T —s 图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。

(F )
4.水蒸汽绝热膨胀过程中的技术功。

(F )
5.循环的热效率越高，所得到的循环净功也越大。

(F )
6.任何可逆循环的热效率都相等。

(F )
7、理想气体只有取定比热容时，才能满足迈耶公式cp-cv=Rg (F )
8、工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增大。

( F)
9、活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。

（F）
10、缩放喷管的候部截面处气流已经达到临界状态，若进口截面上公质的参数不变，降低背压，则流经喷管的工质流量增大。

（F）
11、1kg饱和蒸汽等压冷凝放出的热量与同温下的汽化潜热相等。

（T）80页中间
12、理想气体的熵是温度的单值函数。

（F）
1.理想气体在一热力过程中，其热力学能增加50J ，同时外界对系统做功为100J 。

则该热力系统传给外界的热量为（）J 。

2.入口为亚声速气流，扩压管的形状是（）.
3. 摩尔气体常数与气体的种类（），与气体状态（）。

4. 某热机从Ｔ１＝937Ｋ的热源吸热2000kJ，向Ｔ２＝303Ｋ的冷源放热800kJ，此循环为
（）（可逆、不可逆、不可逆实现）。

5、活塞式压缩机吸气压力0.1MPa，温度298K，排气口表压力12.5MPa，若采用三级压缩，中间冷却，则耗功最小时三级缸的压力比π1= （）、π2=（）、π3=（）；若n=1.25，每缸的排气温度t1=（）℃、t2=（）℃、t3=（）℃。

6 当把一定量的气体自相同初态压缩到相同的终压时，经可逆绝热压缩过程的终态温度将比可逆定温压缩过程的终态温度( )
9.1填空题：
（1）活塞式压气机由于有（）存在，致使汽缸的有效吸气容积（）汽缸排量。

（2）（）与（）之比称为余隙容积比。

（3）在相同的余隙容积之下，如果增压比（），则有效进气容积（），达到某一极限时，则完全不能进气。

1）在空气的定压加热过程中，加热量的____转化为热力学能的增加量？（空气比热容比为1.4）
A）37% B）65% C）68.4% D）71.4%
对于理想气体一切同温限之间的过程Δu及Δh相同,且均可用
cV ΔT及cp ΔT计算;
理想气体经历任何过程，热力学能变化量等于定容过程换热量。

焓变量等于定压过程的换热量。

T-s图上定压线、定容线左右水平移动时，如何变化；
P-V图上定温线和定熵线左右移动时，如何变化；
2)n=1.6，k=1.4，多变膨胀
过程，在pv图和T-s图上如何表示？
熵的性质和计算
不可逆过程的熵变可以在给定的初、终态之间任选一可逆过程进行计算。

熵是状态参数，状态一定，熵有确定的值；熵的变化只与初、终态有关，与过程的路径无关熵是广延量熵产的物理意义孤立系统是否等于闭口绝热系统？。

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工程热力学 第五版 童钧耕 课后习题答案

工程热力学 第五版 童钧耕 课后习题答案

第一章 基本概念1-1 华氏温标规定在标准大气压（101325 Pa ）下纯水的冰点是32F ，汽点是212F （F 是华氏温标温度单位的符号）。

试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。

提示和答案：C F {}0{}32212321000t t ︒︒--=--， F C 9{}{}325t t ︒︒=+。

1-2 英制系统中的兰氏温标（兰氏温标与华氏温标的关系相当于热力学温标与摄氏温标的关系），其温度以符号R 表示。

兰氏温度与华氏温度的关系为{T }°R = {t }°F + 459.67。

已知开尔文温标及朗肯温标在纯水冰点的读数分别是273.15K 和491.67R ；汽点的读数分别是373.15K 和671.67R 。

（1）导出兰氏温度和开尔文温度的关系式；（2）开尔文温标上绝对零度在兰氏温标上是多少度？（3）画出摄氏温标、开尔文温标、华氏温标和兰氏温标之间的对应关系。

提示和答案：RK {}491.67671.67491.67373.15273.15{}273.15T T ︒--=--。

R K {} 1.8{}T T ︒=； R {}0R T ︒=︒；略 1-3 设一新的温标，用符号N 表示温度单位，它的绝对温标用Q 表示温度单位。

规定纯水的冰点和汽点分别是100N 和1000N ，试求：（1）该新温标和摄氏温标的关系；（2）若该温标的绝对温度零度与热力学温标零度相同，则该温标读数为0N 时，其绝对温标读数是多少Q ？提示和答案：（1）N C {}100{}010001001000t t ︒︒--=--；N C {}9{}100t t ︒︒=+（2）Q N C {}{}9{}100T t t ︒︒︒=+=++常数常数，{T } K = 0 K 时， {Q}0Q T ︒=︒ 解得式中常数，代回原式。

；Q N {}{}2358.35T t ︒︒=+， Q {}2358.385N T ︒=︒1-4 直径为1m 的球形刚性容器，抽气后真空度为752.5mmHg ，（1）求容器内绝对压力为多少Pa ；（２）若当地大气压力为0.101MPa ，求容器表面受力多少Ｎ? 提示和答案：b v 691.75Pa p p p =-=；600.31510N F A p =∆=⨯。

工程热力学第二章习题课详解

工程热力学第二章习题课详解

解：
对于4-1过程： 因为该过程为定容过程，无体积变化，因此W4 = 0 所以全过程的净功为：
3、如图所示的气缸，其内充以空气。气缸截面积为100cm2，活塞及其 上重物的总重为200kg，活塞初始位置距底面8cm。大气压力为0.1MPa， 温度为25℃，气体与环境处于平衡状态。现在把重物取走100kg，活塞 将突然上升，最后重新达到平衡。若忽略活塞与气缸间的摩擦，气体与 外界可充分换热，试求活塞上升的距离和气体与外界的换热量。
0.8 106
(0.0328)1.4
1 0.4
1 0.020.4
1 0.03280.4
14354
J/kg
W3 mv3 8 (14354) 1.15105 J
1、某闭系中8kg理想气体经历了4个过程，1-2和3-4为绝热过 程，变化规律为pv1.4 = const，2-3和4-1为定容过程。已知p1 = 5 MPa，v1 = 0.02 m3/kg，p2 = 2.5 MPa，p3 = 0.8 MPa。试计 算各过程的体积功及全过程的净功。
V
2.962105 8104 ln 1.196103 ln 8104 95.29 J
又因为在该过程中，气缸内气体温度不变，因此气缸被气体的内能变化量为： U 0
忽略活塞与气缸的摩擦的损耗，系统对外所作的功仅有膨胀功，因此
Q U W 0 95.29 95.29 J
3、如图所示的气缸，其内充以空气。气缸截面积为100cm2，活塞及其 上重物的总重为200kg，活塞初始位置距底面8cm。大气压力为0.1MPa， 温度为25℃，气体与环境处于平衡状态。现在把重物取走100kg，活塞 将突然上升，最后重新达到平衡。若忽略活塞与气缸间的摩擦，气体与 外界可充分换热，试求活塞上升的距离和气体与外界的换热量。
工程热力学习题附答案解析

工程热力学习题附答案解析

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_______。

工程热力学习题课第一章基本概念资料

工程热力学习题课第一章基本概念资料


答：C。孤立系虽与外界无质量及能量交换，但 系统内可以发生状态变化，从不平衡趋向平衡， 唯有已经达到平衡态的孤立系内工质的状态参数 不能发生变化；功是过程量，除系统的初、终状 态还与中间过程有关，在相同的初、终状态之间 可能有很多中间过程不同的可逆过程；热量是越 过边界传递的能量，所以即使是同种物质、质量 相同，温度不同，也只能说它们的热力学能不同 ；工质经过不可逆过程后，只要花费代价总是可 以回复到原来状态的。
V1 1m 23.92kg 3 v1 0.0418m / kg
所以
p2 p1 (V2 V1 ) 398.3kPa 298.3kPa / m3 (2m3 1m3 ) 696.6kPa
（2）由于汽缸容积从2m3起，两支弹簧同时作用于 活塞，所以线段2-3的斜率是1-2的两倍，即
例6 气缸活塞系统的活塞质量可忽略不计，活塞上装 设两支弹性常数相等的弹簧如图（a）。活塞处在汽 缸底部时两支弹簧都呈自由状态，当汽缸容积达 2m3时，第二支弹簧开始与活塞接触。初始时汽缸 内氨的比体积为0.0418m3/kg压力为398.3kPa，体 积为1m3。对系统加热，直至压力为1200kPa。已 知活塞外大气压力为100kPa。求： （1）第二支弹簧开始与活塞接触时 的缸内压力； （2）终态时氨的比体积； （3）过程中氨作的功。
例5 刚性绝热容器，分成两部分，一部分装气体， 一部分抽成真空，中间是隔板， （1）突然抽去隔板，气体（系统）是否作功？ （2）设真空部分装有许多隔板，逐个抽去隔板， 每抽一块板让气体先恢复平衡在抽下一块，则又如 何？ （3）上述两种情况从初态变化到终态，其过程是 否都可在p-v图上表示？
解：（1）系统不作功，因为功是通过边界传输的能 量，当取气体为系统时，系统边界从初态时占容器的 一部分扩大到全部容器，而容器是刚性的，所以没有 能量传递输出边界，也就没有作图功。 （2）系统仍不作功。 （3）第一种情况不能在p-v图上用实线表示，因为过 程不是准静态过程；第二种情况，若隔板数量是有限 的，则过程不能在p-v图上用实线表示，若数量是无 限的，则可以在p-v图上表示，因为每抽去一块隔板 ，系统偏离平衡状态无穷小，且很快恢复平衡，而每 个平衡态都可用图上一点表示，无穷多的点连成一条 实线。