工程热力学习题册有部分答案

第一篇工程热力学
第一章基本概念及气体的基本性质
第二章热力学第一定律
一、选择题
3、已知当地大气压 P b , 真空表读数为 Pv , 则绝对压力 P 为（a ）。

(a) P=P b -Pv （ b ） P=Pv -P b （ c ） P=P b +Pv
4、.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( b )
A.真空p
v =0.08Mpa B.表压力p
g
=0.08MPa
C.真空p
v =0.28Mpa D.表压力p
g
=0.28MPa
5、绝对压力p, 真空pv，环境压力Pa间的关系为( d )
A.p+pv+pa=0
B.p+pa－pv=0
C.p－pa－pv=0
D.pa－pv－p=0
6、气体常量R( d )
A.与气体种类有关,与状态无关
B.与状态有关,与气体种类无关
C.与气体种类和状态均有关
D.与气体种类和状态均无关
7、适用于（ c ）
(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
8、某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（c ）正确。

(a) ds ＞δq/T （ b ） ds ＜δq/T （ c ） ds=δq/T
9、理想气体 1kg 经历一不可逆过程，对外做功 20kJ 放热 20kJ ，则气体温度变化为（b ）。

(a) 提高（ b ）下降（ c ）不变
10、平衡过程是可逆过程的（b ）条件。

(a) 充分（ b ）必要（ c ）充要
11、热能转变为机械能的唯一途径是通过工质的（ a ）
(a) 膨胀 (b) 压缩 (c) 凝结 (d) 加热
13、经历一不可逆循环过程，系统的熵（ d ）
(a) 增大（ b ）减小（c）不变（ d ）可能增大，也可能减小
14、能量方程适用于（ d ）
(a) 只要是稳定流动，不管是否为可逆过程（b）非稳定流动，可逆过程
(c) 非稳定流动，不可逆过程 (d) 任意流动，任意过程
15、理想气体可逆绝热过程中的技术功等于（a ）
(a) －△ h （ b ） u 1 -u 2 （ c ） h 2 -h 1 （ d ）－△ u
16、可以通过测量直接得到数值的状态参数（ c ）
(a) 焓 (b) 热力学能 (c) 温度 (d) 熵
18、若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的△S 必( b )可逆过程△S。

A.大于
B.等于
C.小于
D.大于等于
19.闭口系内的理想气体经历一个不可逆过程，吸热5KJ，对外作功10KJ，则( c
b )
A.该过程的熵产大于零
B.该过程的熵流大于零
C.理想气体的熵增加
D.理想气体的热力学能增加
E.理想气体的温度升高
20、_________过程是可逆过程。

( c )
A.可以从终态回复到初态的
B.没有摩擦的
C.没有摩擦的准平衡
D.没有温差的
21、闭口系能量方程为( d )
A.Q+△U+W=0
B.Q+△U－W=0
C.Q－△U+W=0
D.Q－△U－W=0
22、理想气体的是两个相互独立的状态参数。

( c )
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
二、填空题
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.已知氧气在 250K时=0.913 kJ/(kg〃K)，=0.653 kJ/(kg〃K)。

则该气
体的气体常数R g =＿＿＿kJ/(kg〃K)。

3、氧气的初始温度为 300K经历了一不可逆过程达到400K, 已知=0.913
kJ/(kg〃K)，则该气体的气体焓值变化为 kJ/kg。

4、理想气体初态热力学能为 U 1 经可逆绝热过程终态热力学能为 U 2 ，则该
过程的膨胀功为
5、熵增加的过程（填一定或不一定）是不可逆过程。

6、某热机每完成一个循环，工质由高温热源吸热 2000kJ，向低温热源放热
1200kJ，在压缩过程中工质得到外功650kJ，则膨胀过程中工质所作的功
（）kJ。

7、一稳定流动开口系，在流动过程中从外界吸收热量 20 kJ ，同时对外作出技
术功 15 kJ ，该系统焓值变化为 ( ) kJ 。

8、理想气体在一热力过程中，热力系统传给外界的热量为 150J ，其热力学能
增加 50J ，则外界对系统做功为 ( ) J 。

9、一稳定流动开口系，从外界吸收热量 500J ，开口系进出口焓差为 300J ，
则该热力系对外界所作的技术功为 ( ) J 。

10、已知氧气在 250K时,气体常数R g 为 0.26kJ/(kg〃K)，比热容比k=1.4
则= () kJ/(kg〃K) 11、理想气体闭口系经历一等温过程，吸收热量 100 J ，则它的热力学能变化
量为 () J
13、对于理想气体运用于＿＿＿热力过程；对实际气体适用于＿＿＿
热力过程。

14、可逆过程膨胀功的计算式w＝＿＿＿，可逆过程技术功的计算式wt＝＿＿＿。

15、一定量的理想气体经历一个不可逆过程，对外作功15kJ，放热5kJ，则气体
温度变化为＿＿＿。

A.升高
B.降低
C.不变
16、适用于
①仅闭系，可逆过程；
②仅稳流系，理想气体；
③仅闭系、理想气体，可逆过程；
④闭系或稳流系，理想气体，可逆过程。

19、、焓的定义式为_________，单位是________。

20、技术功Wt=________；可逆过程技术功Wt=________；技术功与膨胀功的关
系为_________，在同一p-v图上表示出任意一可逆过程的W和Wt。

21、理想气体的Cp及Cv与气体种类______关，与温度_________关。

它们的差
值与气体种类_______关，与温度_______关。

它们的比值与气体种类_________
关，与温度_______关。

24、已知当地大气压为 0.2Mpa ，压力容器中被测工质的压力为0.1 MPa ，，
此时该工质压力的测量应选用（）（真空计或压力表）测压计。

25、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( ) ( 平衡状态还是稳定状态 )
26、.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_______。

27、在国际单位制中温度的单位是_______。

30、气体常数Rg与气体种类_____关，与状态_____关。

通用气体常数R与气体
种类______关，与状态_____关。

在SI制中R是_____。

三、判断题
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.热力系统放热后，系统的熵一定减少。

( f)
3.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)
4、系统从外界吸收热量，温度一定升高（ f）。

5、沸腾状态的水总是烫手的。

(f )
6、绝热过程一定是定熵过程。

( f)
7、工质的温度越高，所具有的热量也就越大。

(f )
8、气体吸热后一定膨胀，内能一定增加。

( f)
9、平衡状态不一定是均匀状态。

( t)
10、理想气体的、值与气体的温度有关，则他们的差值也与温度有关。

( f)
11、经不可逆循环，工质无法恢复为原来状态。

(f )
12、封闭系统中发生放热过程，系统熵必减少。

( f)
13、温度越高热力系所具有的热量越多（f ）。

15、热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆（ t）。

16、孤立系的热力状态不能发生变化。

(f )
18、若容器中气体的压力稳定不变，则安装在容器上的压力表读数也不可能有变
化。

( f)
19、如果从同一始态到同一终态有两条途径：一为可逆、一为不可逆，那么，不
可逆途径的必大于可逆途径的。

（f ）
20、工质放热，温度一定降低。

( f)
21、同温限间的可逆循环的热效率都相等。

( f)
23、用压力表可以直接读出绝对压力值。

( f)
24、对于气体工质，不管其经历怎样的热力过程都有，其中为定
值（f ）。

25、工质从状态 1到状态2进行了一个可逆吸热过程和一个不可逆吸热过程，
后者的熵必定大于前者的熵。

( f)
26、若系统工质与外界交换热量，则工质的温度必定发生变化。

(f )
27、熵增过程即为不可逆过程。

(t)
30、热力系对外放出热量，系统温度一定降低。

（f ）
31、平衡状态一定是均匀状态。

( f)
32、热力系统的边界可以是实际存在的，也可以是假想的。

( t)
34、热力系从 1 状态经历不可逆过程到达状态 2 ，则热力学能的。

( t)
35、开口系不可能是绝热系。

（f ）
36、理想气体热力学能仅仅是温度的函数（t ）
37、分析开口系统时引入焓这个参数，所以说焓存在于开口系统在闭口系统中并不存在 ( f)
38、热力系对外放出热量，系统温度不一定降低。

（ t）
第三章 气体的热力过程
一、选择题
5、在水蒸气定压汽化过程中，工质的温度没有变化，这时工质的热力学能（ ）
A. 增大
B. 减小
C.不变
D. 可能增大 6、空气中水蒸汽所处的状态（ ）
A.可以是饱和状态，也可以是过热蒸汽状态
B.可能是饱和状态
C.即不是饱和状态，也不是过热蒸汽状态
D.只能是过热蒸汽状态
7、能量方程t w dh q δδ+=适用于（ ）
A. 只要是稳定流动，不管是否为可逆过程
B. 非稳定流动，可逆过程
C.非稳定流动，不可逆过程
D. 任意流动，任意过程 8、 恒温热源温度为 T1恒温冷源温度T 2 ，环境温度为T0，热源提供热量1Q 中的有效能为（ ）
A. 热量1Q 减去1Q 中的无效能
B.卡诺循环热效率乘以 1Q
C. 110Q T T
D. ⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛-11
1Q T T
９．理想气体可逆定温过程的特点是( ) A.q=0
B. Wt=W
C. Wt>W
D. Wt<W
１０．把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经( )过程气体终温最高。

A.绝热压缩
B.定温压缩
C.多变压缩
D.多级压缩
１１．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
１２.已知一理想气体可逆过程中,wt=w,此过程的特性为( ) A.定压 B.定温 C.定体 D.绝热
１４.公式1
212P
P
n l r R T T
n l p C S -=∆，适用于( ) A.任意工质的可逆过程 B.理想气体的任意过程 C.理想气体的可逆过程
D.任意气体的可逆过程
E.理想气体的准平衡过程
17.理想气体经绝热节流后，前后稳定截面上的_____相等。

A.压力
B.温度
C.比体积
D.焓
E.熵
１８.从理论上分析，活塞式压气机压缩空气的过程可以有_____过程。

( ) A.定压 B.定体 C.定温 D.绝热 E.多变
二、判断正误
1、多变过程即任意过程（ ）。

2、在相同温度的高温热源和低温热源之间工作的卡诺循环效率最高，其他循环的效率都小于卡诺循环的效率（ ）。

3、温度越高热力系所具有的热量越多（ ）。

4、在 T — s 图上，理想气体的定容线比定压线陡。

( )
7、定压过程的热量 dT c q p =δ只适用于理想气体而不适用于实际气体。

( ) 8、压缩空气制冷装置循环的制冷系统制冷系数越大，其制冷量越大。

( ) 9.定容过程既无膨胀（或压缩）功的过程 （ ） 10.绝热过程即定熵过程 （ ）
三、填空
1、某热机每完成一个循环，工质由高温热源吸热 2000kJ ，向低温热源放热1200kJ ，在压缩过程中工质得到外功650kJ ，则膨胀过程中工质所作的功____________kJ 。

2、某理想气体从 P1 =10bar ， V1 =0.4m3 可逆定温膨胀到 V2 =0.8m3 , 气体对外所做的膨胀功为 __________J
3、在环境温度为 300K 的条件下，一可逆机工作于两个恒温热源（ 2000K ， 400K ）之间，吸热 200kJ ，其中可用能为__________kJ
4、已知当地大气压为 0.2Mpa ，压力容器中被测工质的压力为 0.1 Mpa ，，此时该工质压力的测量应选用__________。

（真空计或压力表）测压计。

5、高压气流，当通过喷管时，气体速度得到提升，同时伴随着压力的__________。

（ 升高还是降低）
6、工作于 927 ℃和 300 ℃之间的卡诺机，它的热效率为 ____________。

7、单位质量的空气从 100 ℃定压加热到 600 ℃时的吸热量为___________。

kJ/kg( 空气比定压热容
)K kg KJ
p
⋅=004.1ν
8.已知理想气体的比热v 随温度的升高而增大，当t2>t1时，2
1
2
t t t v
v
与的大小
关系为_______。

9.已知1kg 理想气体定压过程初、终态的基本状态参数和其比热容，其热力学能的变化量可求出为Δu=_____。

10.定值比热容为cn 的多变过程，初温为t1,终温为t2，其熵变量Δs=_____ 11.气体常数Rg 与气体种类_____关，与状态_____关。

通用气体常数R 与气体种类______关，与状态_____关。

在SI 制中R 的数值是_____，单位是______。

12.质量热容c ，摩尔热容Cm 与容积热容C'之间的换算关系为_________。

13.理想气体的
p
ν
及V ν与气体种类______关，与温度_________关。

它们的差值
与气体种类_______关，与温度_______关。

它们的比值与气体种类_________关，与温度_______关。

14.对于理想气体，dU ＝CvdT ，dh=CpdT 。

它们的适用条件分别是________。

第四章 热力学第二定律
一、选择
1、在 T － s 图上，经过同一状态点的理想气体定容过程线与定压过程线相比，（ a ）过程线更陡一些。

A. 定容
B.定压 C ．二者一样
4、理想气体从初态 1 经历一绝热压缩过程到达终态 2 ，该过程的热力学能变化量为（ b ）
Ａ．T c p ∆ Ｂ．T c V ∆ Ｃ．V p h - Ｄ．t W q - 5、不可逆机与可逆机相比，其热效率（ ） Ａ． 一定高 Ｂ．相等
Ｃ． 一定低 Ｄ．可能高，可能低，也可能相等 8、热源温度为 1200K ，低温热源温度为 400K ，环境温度为 300K ，热源提供热量 1000J 中的无效能为（ a ）
Ａ． 250 Ｂ． 750 Ｃ． 300 Ｄ． 400
10.一定量的理想气体经历一个不可逆过程，对外作功15kJ ，放热5kJ ，则气体温度变化为＿＿＿。

b A.升高 B.降低 C.不变
13.可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为( ) A ．dh=－vdp B.dh=vdp C.dh=－pdv D.dh=pdv 17.卡诺循环是__ace___的循环。

A.理想化
B.两个定压、两个绝热过程组成
C.效率最高
D.热源和冷源熵变相等
E.可逆
18.绝热节流过程中节流前、后稳定截面处的流体( c ) A.焓值增加
B.焓值减少
C.熵增加
D.熵减少
二、判断正误
（1）因为不可逆过程不可能在T －S 图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。

（ f ）
（2）用压力表可以直接测出绝对压力值。

（ f ） （3）封闭系统中发生放热过程，系统熵必减少。

（ f ） （4）理想气体cp,cv 值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关。

( f )
（7）定压过程的热量
dT
q p p νδ=只适用于理想气体而不适用于实际气体。

( t )
11、热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆。

（ t ) 13、气体膨胀时一定对外做功。

( f )
14、若容器中气体的压力稳定不变，则安装在容器上的压力表读数也不可能有变化。

( f ) 15、如果从同一始态到同一终态有两条途径：一为可逆、一为不可逆，那么，不可逆途径的s ∆必大于可逆途径的s ∆。

（ f ）
16、工质放热，温度一定降低。

( f )
1８、同温限间的可逆循环的热效率都相等。

( f )
19.在任何情况下，向气体加热，熵一定增加；气体放热，熵总减少。

（ f ）
20.熵增大的过程必为不可逆过程。

（ f ）
21.熵减小的过程是不可能实现的。

（ f ）
22.卡诺循环是理想循环，一切循环的热效率都比卡诺循环的热效率低。

（ t
）
25.系统工质经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故该系统工质不
能与外界交换热量。

（ f ）
26.循环净功越大，则循环的热效率也越大。

（ f ） 27.工质完成不可逆过程，其初态、终态熵的变化无法计算。

（ f ） 29．不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； （ f ） 31.熵增大的过程必定为吸热过程。

（ f ） 32.熵减小的过程必为放热过程。

（ t ） 33.定熵过程必为可逆绝热过程。

（ t ） 34.熵增大的过程必为不可逆过程。

（ f ） 36．熵产
>g s 的过程必为不可逆过程。

（ t ）
三、填空
1.已知某理想气体的平均摩尔比热
)
(538.290100K mol J C
C
pm
⨯=
ν
，
)
(531.290200K mol J
C
C Vm
⨯=
ν，则=C
C
pm
100200ν
＿＿＿， =
C
C Vm
100200ν＿＿＿。

2.绝热容器中间用隔板分开，两侧分别有1kgN2和O2. 其P 1，T1相同，若将隔板抽出，则混合前后的温度和熵有T2＿＿＿T1，S1＿＿＿S2
3.卡诺机A 工作在927℃和T 的两个热源间，卡诺机B 作在 T 和 27℃的两个热源间。

当此两个热机的热效率相等时，T 热源的温度T ＝＿＿＿K 。

4提高定容加热内燃机循环热效率主要在于＿＿＿，但受限制
5、氧气定压比热容 29.538J ／（ mol 〃K ），从 t 1 =100 ℃、 v 1 =0.25m 3 /kg 被定压压缩到 v 2 =0.15m 3 /kg ，放热量为＿＿＿＿＿＿＿＿ J/kg 。

6、在理想气体的绝热压缩过程中，初、终参数压力与温度的关系为 ＿＿＿＿＿＿ 。

7、工作于两个恒温热源（ 2000K ， 500K ）间的可逆机，其热效率为 ＿＿＿＿＿＿＿。

8、已知氮气在 100℃时 pm
ν
=29.144 J/(mol 〃K)，则该气体的定容摩尔热容Vm ν
=＿J/(mol 〃K)
9、制冷系数为 3 的制冷机，向环境散热 30kJ, 则该制冷机的制冷量为＿＿＿＿＿＿ kJ 。

10、一稳定流动开口系，在流动过程中从外界吸收热量 20 kJ ，同时对外作出技术功 15 kJ ，该系统焓值变化为＿＿＿＿＿＿ kJ 。

11.大气温度为 300 K ，从温度为 1000K 的热源放出热量 1O0kJ ，此热量的有效能为_________。

12.度量能量品质的标准是______，据此，机械能的品质________热能的品质________；热量的品质_________功的品质；高温热量的品质___________低温热量的品质。

13.卡诺循环的热效率＝___________；卡诺制冷循环的制冷系数＝________。

14.任意可逆循环的热效率可用平均温度表示，其通式为__________。

15.
t
h p ∆=∆ν对于理想气体运用于＿＿＿热力过程；对实际气体适用于＿＿＿
热力过程。

16.热力学第二定律的数学表达式为1.＿＿＿2.＿＿＿。

17.混合气体由N2和CO2组成，已知N2的质量成分为0.72，则混合气体的平均气体常数 Rg ＝＿＿＿，平均摩尔质量M ＝＿＿＿。

18.热力学第二定律的数学表达式为1.＿＿＿2.＿＿＿。

19.冬季取暖，若不采取任何其它措施，室内温度＿＿＿，室内相对湿度＿＿＿。

（填增大，减少或不变）。

20.如左图所示容器被刚性壁分成两部分。

环境压力为0.1MPa ，压力表B 的读数为0.04MPa ，真空计C 的读数为0.03MPa.则容器两部分内气体的绝对压力：pl ＝＿＿＿，p2=＿＿＿。

21.氧气的平均比定压热容
)
(914.00
80k kg J k C
C
p
⋅=
ν
，
)(933.00195k kg kJ C
C V
⋅=
ν 则
=
C
C
p
80195ν
＿＿＿，=
C
C V
80195ν＿＿＿。

22.汽轮机的排汽压力越低，循环热效率越高，但排汽压力的降低受到了_____的限制。

23.压气机增压比较大时，为了减少滞胀容积、提高容积效率，除了尽可能减小余隙容积外，通常还采取_____的措施。

24.设有一卡诺热机工作于600℃和30℃热源之间，则卡诺热机的效率为_______。

25.在蒸汽动力循环中，汽轮机排汽压力的降低受_______温度的限制。

26.燃气轮机装置定压加热循环的_______是决定循环热效率的唯一的条件。