工程热力学试题答案
(完整版)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 +Pv4、.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=0.08MpaB.表压力p g=0.08MPaC.真空p v=0.28MpaD.表压力p g=0.28MPa5、绝对压力p, 真空pv，环境压力Pa间的关系为( d )A.p+pv+pa=0B.p+pa－pv=0C.p－pa－pv=0D.pa－pv－p=06、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/T9、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 ）－△ u16、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。
工程热力学试卷附答案-精品
工程热力学试卷一、判断题（下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打“Y”，错的打“x”，每题2分，共20分）1.经不可逆循环，系统与外界均无法完全恢复原态。
................... （）2.湿空气的含湿量表示单位质量湿空气中含水蒸气质量的程度。
......... （）3.气体常数与气体的种类及所处的状态均无关。
..................... （）4.理想气体从绝热容器中做自由膨胀，则理想气体的温度与压力变化的关系式为：T2⑻h................................................................... Z ）一=—............................................................ （）5.在p-u图上可逆等温线的斜率比可逆绝热线的斜率小。
............. （）6.活塞式压气机容积效率的大小与余隙容积和升压比都有关。
......... （）7.活塞式压气机应采用冷却措施，使压缩过程接近等温过程。
.......... （）8.水的相图表明，水的冰点随压力升高而降低，沸点随压力升高而升高。
……（）9.干饱和蒸汽进行可逆绝热膨胀后，必变为湿饱和蒸汽。
............. （）10.由于通常情况下水的凝固温度为0C,故不可能存在0℃以下的水蒸气。
（）二、选择题（每小题2分，共20分）1.未饱和湿空气中干球温度人湿球温度G以及露点温度加具有下列关系（）A B t>t d>t w；C t=t w=t d；D t>t w=t（/2.渐缩喷管出口外界压力为绝对真空时（绝对真空的比容为8）,则质量流量（）：A等于（）；B等于临界流量；C大于临界流量；D介于零和临界流量之间3.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.温度与焙C.温度与端D.热力学能与焰4.一股4MPa,20℃质量为1kg的压缩空气流与另一股9MPa,20℃质量为1kg的压缩空气流混合，混合后的压缩空气流最大压力为（）。
工程热力学习题及答案
题目类型一、填空题二、简答题三、分析推理题四、证明题五、说明题六、计算题一、填空题（共30分，每空1分）1、可逆过程是准静态过程的充分条件。
2、系统与外界既无能量交换又无质量交换的系统叫做孤立系统。
3、如大气压力为0.1MPa，则容器内真空度的最大值为0.1 MPa。
4、处于平衡状态的系统，其内部不存在势差。
5、膨胀功、技术功以及系统进出口的流动功四者的关系式为w t+p2v2=w+p1v16、制冷系数的取值范围是（0，+∞）。
7、范德瓦尔方程提出的基本观点为：实际气体分子本身占有体积，实际气体分子间存在吸引力。
8、压缩因子的定义是实际气体的比热与按理想气体求得的比热的比值。
9、定容过程加给系统的热量用于提高系统的内能；定压过程加给系统的热量用于提高系统的焓。
10、理想气体的真实比热不仅与气体的种类有关，还与气体的温度有关。
11、气体总压力与分压力之间遵循道尔顿定律；总容积与分容积之间遵循阿密盖特定律。
12、闭口系统的特点是控制质量；开口系统的特点是控制体积。
13、理想气体绝热节流前后，熵增大，温度不变。
14、活塞式压缩机的余隙对排气量有影响；对单位压缩轴功无影响。
15、在卡诺循环中，对热效率影响较大的是低温热源的温度。
16、凝华现象只有在物质的三相点压力以下才可能发生。
17、热力学第二定律的数学表达式为ds iso≥0 。
18、喷水蒸气加湿的过程为等温加湿过程，喷水加湿的过程为等焓加湿过程。
19、如1 kg湿空气中含有0.5kg水蒸气，则这种湿空气的含湿量为1000g/kg（a）。
20、获得超音速气流的两个条件是βb≤βc和采用渐缩渐扩喷管。
21、相对于蒸气压缩制冷而言，空气压缩制冷的缺点是制冷系数小；和单位工致的制冷量小。
22.在等熵流动中，由亚音速气流加速为超音速气流的过程中，以下参数是如何变化（增大、减小）：温度减小、比容增大、音速减小。
二、简答题：（共20分，每小题5分）１、简述背压式热电循环的原理，说明其意义。
《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。
工程热力学参考答案
工程热力学参考答案9.如图所示的容器，被一刚性壁分成两部分，环境压力为0.1MPa ，压力表B 的读数为40kPa ，真空计C 的读数为30kPa ，则容器两部分内气体绝对压力1p = 0.14MPa ，2p = 0.07MPa 。
10.活塞式压气机由于存在余隙容积，压缩耗功不变，产气量减小，随比压增大，容积效率减小。
（填“增加”、“不变”或“减小”）一、 选择题（每题1分，共10分）1. 准静态过程，系统经过的所有状态都接近于DA 、 初态B 、环境状态C 、邻近状态D 、平衡状态2. 有一机器可从单一热源吸收1000KJ 热量，并输出1200KJ 功，这台机器DＡ、违反第一定律Ｂ、违反第二定律 Ｃ一个都不违反 Ｄ两个都违反3. 若已知工质的绝对压力P=0.08MPa ，大气压力P=0.1MPa ，则测得压差AA 、真空度为0.02MPaB 、表压力0.02 MPaC 、真空度0.18MPaD 、表压力0.18 MPa4. 气体在某一过程中吸入了100kJ 的热量，同时内能增加了150kJ ，该过程是BA 、膨胀过程B 、压缩过程C 、定容过程5. 某理想气体由状态1经过不可逆绝热过程变化到状态2，该过程中工质熵的变化为：C A 、0=∆s B 、⎰=∆21T q s δ C 、⎰⎰+=∆2121v dv RT dT c s v6. 可逆压缩时压气机的耗功为AA 、pdv ⎰ÑB 、()21d pv ⎰C 、21vdp -⎰7. kpv =常数()p vk c c =适用于DA、一切绝热过程B、理想气体绝热过程C、任何气体可逆绝热过程D、理想气体可逆绝热过程8. 贮有空气的绝热刚性密闭容器中，安装有电加热丝，通电后，如取空气为系统，则过程中的能量关系有CA、Q>0 , ΔU>0 , W>0B、Q=0 ,ΔU>0 , W<0C、Q>0 , ΔU>0 , W=0D、Q=0 , ΔU=0 , W=09. 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。
工程热力学习题集(含答案)
氮气
例 2.1 图 【解】
3
以气缸中氮气为研究对象，其状态方程为
pv = Rg T
对于绝热膨胀过程，其状态参数满足以下方程：
pv γ 0 = c
综合以上两式可得
T2 ⎛ p 2 ⎞ =⎜ ⎟ ⎟ T1 ⎜ ⎝ p1 ⎠
于是
γ 0 −1 γ0
⎛ p2 ⎞ T2 = T1 ⎜ ⎜p ⎟ ⎟ ⎝ 1⎠
2
o o
【解】 (1) 若任意温度在牛顿温标下的读数为 TN，而热力学温标上的读数为 T，则：
T / o N − 100 200 − 100 = N 373.15 − 273.15 T/K − 273.15
即
T/K =
故
373.15 − 273.15 (TN / o N − 100) + 273.15 200 − 100
在这一膨胀过程中，容积变为
γ 0 −1 γ0
⎛ 0.2 ⎞ = (273 + 50 ) × ⎜ ⎟ ⎝ 0.5 ⎠
1/ γ 0
1.4 −1 1.4
= 248.6 (K )
⎛ p1 ⎞ V2 = V1 ⎜ ⎟ ⎜p ⎟ ⎝ 2⎠
氮气所作的膨胀功为
⎛ 0.5 ⎞ = 0.1 × ⎜ ⎟ ⎝ 0.2 ⎠
1 / 1.4
所以过程 2 → 3 中气体体积变化为
W23 = ∫ pdV = p 3 ΔV23
2
3
ΔV23 =
W23 − 2250 × 10 3 = = −5.625 m 3 3 p3 400 × 10
( )
【例 2.4】 试证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。 1 2
1
2
例 2.4 图 【解】 例 2.4 图表示孔板节流装置工作在稳定工况。工质流经孔板时，由于截面突然缩小，流动受阻， 产生扰动、涡流等流阻损失，使压力下降，这种现象称为节流。显然孔板附近是非平衡状态，因此 在远离孔板一定距离处，取截面 1 及 2 为边界，并以这两个截面之间的管道工质为研究对象。这是 一个典型的开口系，其能量方程为
工程热力学试卷答案
一：判断题1．用压力表可以直接读出被测工质的绝对压力。
（×） 2．系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。
（×） 3．气体膨胀时一定对外做功。
（ × ）4．系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。
（ × ） 5．绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增。
（ √ ）6．机械能可以完全转变为热能，而热能不能完全转变为机械能。
（ × ） 7．理想气体可逆定温过程，工质的膨胀功等于技术功。
（ √ ） 8．在相同温限间工作的一切可逆热机，其热效率均相等。
（ × ） 9．气体经过绝热自由膨胀，热力学能不变，温度不变。
（√ ） 10. 熵变计算公式⊿s=c v lnT 2/T 1+Rln （v 2/v 1）适用于任何工质任何过程。
（√ ） 11. 工质从初状态1变化到另一状态2，不论中间经历什么过程，其内能的变化量均相等。
（√） 12. 多变过程即任意过程，（ × ）13. 热力系经过一不可逆过程，则系统与外界皆无法回到原状。
（ × ） 14. 能量方程δq=Δu+pdv 适用于闭口系统中任何工质的可逆过程。
（√） 15. 理想气体的热力学能、焓和熵都仅仅是温度的单值函数。
（ × ）二：简答题1.答：只有在没有外界影响的条件下,工作质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
（稳定不一定平衡，但平衡一定稳定；平衡不一定均匀，但均匀一定平衡。
）2.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21()v q u c t t =∆=-适于定容过程, 21()p q h c t t =∆=-适用于定压过程。
工程热力学习题及答案
工程热力学习题及答案
工程热力学学习题及答案
热力学是工程学习中的重要一环，它涉及到能量转化、热力循环等方面的知识。
在学习热力学的过程中，我们常常会遇到各种各样的学习题，下面就来看一些
典型的热力学学习题及答案。
1. 问题：一个理想气体在等压过程中，从初始状态到终了状态，其内能增加了
多少？
答案：在等压过程中，内能的增加量等于热量的增加量，即ΔU = q。
因此，
内能增加量等于所吸收的热量。
2. 问题：一个气缸中的气体经历了一个等温过程，温度为300K，初始体积为
1m³，末了体积为2m³，求气体对外界所做的功。
答案：在等温过程中，气体对外界所做的功等于PΔV，即气体的压强乘以体
积的变化量。
因此，气体对外界所做的功为PΔV = nRTln(V₂/V₁)。
3. 问题：一个理想气体经历了一个绝热过程，初始温度为400K，初始体积为
1m³，末了体积为0.5m³，求末了温度。
答案：在绝热过程中，气体的内能保持不变，即ΔU = 0。
根据理想气体的状
态方程PV = nRT，我们可以得到P₁V₁^γ = P₂V₂^γ，其中γ为绝热指数。
利用这个关系式，可以求得末了温度。
通过以上几个典型的热力学学习题及答案，我们可以看到热力学知识的应用和
计算是非常重要的。
只有通过不断的练习和思考，我们才能更好地掌握热力学
的知识，为今后的工程实践打下坚实的基础。
希望大家在学习热力学的过程中
能够勤加练习，不断提高自己的能力。
大学_工程热力学试题及答案
工程热力学试题及答案工程热力学试题及答案(一)一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。
每小题2分，共16分)1、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( )A、真空pv=0、08MpaB、表压力pg=0、08MPaC、真空pv=0、28MpaD、表压力pg=0、28MPa2、简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则( )A、技术功为正B、技术功为负C、体积功为正D、体积功为负3、理想气体可逆定温过程的特点是( )A、q=0B、 Wt=WC、 WtWD、 WtW4、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( )可逆过程△S。
A、大于B、等于C、小于D、大于等于5、饱和蒸汽经历绝热节流过程后( )A、变为饱和水B、变为湿蒸汽C、作功能力减小D、温度不变6、绝热节流过程中节流前、后稳定截面处的流体( )A、焓值增加B、焓值减少C、熵增加D、熵减少7、空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动，其滞止压力为0、8MPa，喷管后的压力为0、2MPa，若喷管因出口磨损截去一段，则喷管出口空气的参数变化为( )A、流速不变，流量不变B、流速降低，流量减小C、流速不变，流量增大D、流速降低，流量不变8、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、多级压缩二、多项选择题(在每小题的五个备选答案中，选出二至五个正确的答案，并将正确答案的序号分别填在题干的括号内，多选、少选、错选均不得分。
每小题2分，共6分)1、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( )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2、公式△S=CplnT2p?Rrln2，适用于( ) T1p1A、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3、不同状态的湿空气的湿球温度tw、干球温度t和露点温度tDP之间的关系可以是( )A、 tDPtwtB、 tDPtwtC、 tDP=tw=tD、 ttDPtwE、 twtDPt三、填空题(每空1分，共10分)1、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_______。
工程热力学试题及答案
工程热力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔS = Q/TD. ΔG = H - TS2. 理想气体的内能仅与下列哪一项有关？A. 温度B. 压力C. 体积D. 质量3. 根据热力学第二定律，下列哪一项是正确的？A. 热量可以自发地从低温物体传向高温物体B. 热量不能自发地从高温物体传向低温物体C. 热量可以自发地从高温物体传向低温物体，但必须引起其他变化D. 热量可以在不引起其他变化的情况下从低温物体传向高温物体4. 卡诺循环的效率与下列哪一项无关？A. 工作介质B. 高温热源温度C. 低温热源温度D. 循环的路径5. 什么是熵？A. 热力学系统的一个状态参数B. 热力学系统的一个过程量C. 表示热力学系统混乱程度的物理量D. 表示热力学系统能量转换效率的物理量6. 以下哪种情况下，气体的熵会增加？A. 气体在绝热条件下膨胀B. 气体在等温条件下压缩C. 气体在等压条件下膨胀D. 气体在等容条件下加热7. 热力学第三定律的实质是什么？A. 绝对零度不可能达到B. 绝对零度时所有物质的熵为零C. 绝对零度时所有物质的熵为常数D. 绝对零度时所有物质的熵为负无穷8. 什么是临界点？A. 液体和气体的界面消失的点B. 液体和固体的界面消失的点C. 气体和固体的界面消失的点D. 液体和气体的界面出现波动的点9. 什么是热机效率？A. 热机输出功与输入热量的比值B. 热机输入热量与输出功的比值C. 热机输出功率与输入功率的比值D. 热机输入热量与输出功率的比值10. 什么是湿蒸汽的干度？A. 湿蒸汽中液态水分的质量分数B. 湿蒸汽中气态水分的质量分数C. 湿蒸汽中液态水分的体积分数D. 湿蒸汽中气态水分的体积分数二、简答题（每题5分，共20分）1. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
2. 解释什么是理想气体，并简述其状态方程。
工程热力学试题及答案
1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。
（ × )2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（ × ）3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。
（ × ）4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为k k p p T T 11212-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= （ √ ）5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。
( √ ）6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的. ( × ）7．对于过热水蒸气，干度1>x ( × ）8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。
（ √ ）9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 （ × ）10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态. （ × ）二．选择题 （10分）1．如果热机从热源吸热100kJ,对外作功100kJ ，则（ B ）。
（A)违反热力学第一定律； （B ） 违反热力学第二定律； （C) 不违反第一、第二定律；（D ） A 和B 。
2．压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为（ A ）。
（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3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（A ）。
（A) 系统的初、终态; （B ） 系统所经历的过程；（C) （A)和（B); （ D ） 系统的熵变。
4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后,其结果只能是（ A ）.（A ）全部水变成水蒸汽 （B)部分水变成水蒸汽（C ）部分或全部水变成水蒸汽 (D)不能确定5．（ C )过程是可逆过程。
工程热力学习题及答案
习题一刚性容器中贮有空气2kg,初态参数P 1=0.1MPa,T 1=293K,内装搅拌器,输入轴功率W S =0.2kW,而通过容器壁向环境放热速率为kW Q 1.0.= .求：工作1小时后由容器和外环境所构成地孤立系统地熵增.（已知空气定容比热为0.7175 kJ/kg.K,气体常数为0.287 kJ/kg.K ）解：取刚性容器中空气为系统,由闭系能量方程：U Q W s ∆+=..经1小时,()12..36003600T T mC Q W v s -+= ()K mC Q W T T v 5447175.021.02.036002933600..12=⨯-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= 由定容过程：1212T T P P =, MPa T T P P 186.02935441.01212=⨯== 取以上系统及相关外界构成孤立系统：sur sys iso S S S ∆+∆=∆ K kJ T Q S sur /2287.12931.036000=⨯==∆ K kJ S iso /12.22287.18906.0=+=∆习题二压气机空气由P 1 = 100 kPa,T 1 = 400 K,定温压缩到终态P 2 = 1000 kPa,过程中实际消耗功比可逆定温压缩消耗轴功多25%.设环境温度为T 0 = 300 K.求：压缩每kg 气体地总熵变.（已知空气气体常数为0.287 kJ/kg.K ）解：取压气机为控制体.按可逆定温压缩消耗轴功：kg kJ P P RT v v RT W SO /3.2641000100ln 400287.0ln ln 2112-=⨯=== 实际消耗轴功：()kg kJ W S /4.3303.26425.1-=-=由开口系统能量方程,忽略动能、位能变化：21h q h W S +=+因为理想气体定温过程：h 1=h 2故：kg kJ W q S /4.330-==孤立系统熵增：sur sys iso S S S ∆+∆=∆稳态稳流：0=∆sys Sk kg kJ T q P P R T q S S S sur ⋅=+=+=+-=∆/44.03004.3301000100ln 287.0ln 021012习题三如果室外温度为-10℃,为保持车间内最低温度为20℃,需要每小时向车间供热36000kJ,求：1) 如采用电热器供暖,需要消耗电功率多少.2) 如采用热泵供暖,供给热泵地功率至少是多少.3) 如果采用热机带动热泵进行供暖,向热机地供热率至少为多少.图1为热机带动热泵联合工作地示意图.假设：向热机地供热温度为600K,热机在大气温度下放热.图1解：1)用电热器供暖,所需地功率即等于供热率, 故电功率为360036000..==Q W = 10kW 2)如果热泵按逆向卡诺循环运行,而所需地功最少.则逆向卡诺循环地供暖系数为211..T T T W Q W +==ε=9.77 热泵所需地最小功率为W Q W ε..==1.02kW3)按题意,只有当热泵按逆卡诺循环运行时,所需功率为最小.只有当热机按卡诺循环运行时,输出功率为.W 时所需地供热率为最小.由 56.06002631112=-=-=T T c η 热机按所需地最小供热率为263KkW W Q tc 82.156.002.1/..min ===η习题四求出下述情况下,由于不可逆性引起地作功能力损失.已知大气p 0=1013215Pa,温度T 0为300K. （1）将200kJ 地热直接从p A =p 0、温度为400K 地恒温热源传给大气.（2）200kJ 地热直接从大气传向p B =p 0、温度为200K 地恒温热源B . （3）200kJ 地热直接从热源A 传给热源B .解：由题意画出示意图5.4.（1）将200kJ 地热直接从400K 恒温热源A 传给300K 地大气时, 5.0400200-=-=-=∆A A T Q S kJ/K 667.030020000-===∆T Q S kJ/K 热源A 与大气组成地系统熵变为kJ/K167.0667.05.001=+-=∆+∆=∆S S S A此传热过程中不可逆性引起地作功能力损失为kJ1.50167.03000=⨯==∏T（2）200kJ 地热直接从大气传向200K 地恒温热源B 时,1200200===∆B B T Q S kJ/K 667.030020000-=-=-=∆T Q S kJ/K kJ/K 333.01667.002=+-=∆+∆=∆B S S S 此过程不可逆引起地作功能力损失kJ100333.030020=⨯=∆=∏ S T （3）200kJ 直接从恒温热源A 传给恒温热源B ,则Q 图25.0400200-=-=-=∆A A T Q S kJ/K 1200200===∆B B T Q S kJ/K 5.015.03=+-=∆S kJ/K作功能力损失kJ 1505.030030=⨯=∆=∏S T可见（1）和（2）两过程地综合效果与（3）过程相同.。
工程热力学试卷及答案6套
2004~2005学年第二学期期末考试?工程热力学?试卷〔A 〕一、 是非题〔每题2分，共10分〕〔对者√，错者×〕1.系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故不能与外界交换热量( )2.气体常数与气体的种类及所处的状态无关。
〔 〕3.孤立系统熵增原理说明：过程进行的结果是孤立系统内各局部的熵都是增加的。
〔 〕4.容器中气体的压力不变，那么压力表的读数也绝对不会改变。
〔 〕5.对于渐缩喷管，假设气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。
〔 〕二、单项选择题〔20分，每题2分〕1.在压力为p 时,饱和水的熵为s ′;干饱和蒸汽的熵为s ″。
当湿蒸汽的干度0<x<1时,其熵为s,那么( )A.s ″>s>s ′B.s>s ″>s ′C.s<s ′<s ″D.s ′>s>s ″2.电厂热力设备中， 内的热力过程可视为定温过程。
A.锅炉B.汽轮机C.凝汽器D.水泵3.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=－pdvD.dh=pdv4.水蒸汽动力循环的以下设备中,有效能损失最大的设备是( )A.锅炉B.汽轮机C.凝汽器D.水泵5.活塞式压气机的余隙容积增大使( )A.w c 增大, ηv 减小B.w c 不变, ηv 减小C.w c 不变,ηv 不变 D.w c 减小, ηv 减小6.燃气轮机理想定压加热循环压气机进,出口空气的温度为T 1、T 2;燃烧室出口燃气温度为T 3,那么其理想循环热效率为( )A ．1－12T T B.1－21T T C.1－23T T D.1－32T T7.对于一种确定的理想气体，在不同温度下〔C p-C V〕是〔〕。
A、总是同一定值；B、不是同一定值；C、不能确定8.在两个恒温热源间工作的热机A、B均进行可逆循环，A机的工质是理想气体，B机是水蒸汽，那么其热效率ηA和ηB〔〕。
工程热力学习题答案(全)
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。
(完整版)工程热力学试题附答案
一、 判断命题是否正确，错误的加以改正1、 孤立系统的热力状态不能发生变化。
2、 答：×，只要孤立系统发生热力过程，其热力状态就会发生变化。
2、 工质从同一初态出发，经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态，则两种过程中可逆不可逆g g S S ∆>∆、可逆不可逆f f S S ∆>∆、可逆不可逆S S ∆=∆。
答：×，可逆不可逆f f S S ∆<∆3、 热力过程中，系统向外界放热，其温度必然降低。
4、 答：×，热力过程中，系统向外界放热，其温度不一定降低。
5、 一切不可逆循环的热效率1q w net t <η。
答：×，一切循环的热效率1q w net t =η。
6、 系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵一定减小。
7、 答：×，系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵不一定减小。
6、工质经过不可逆循环后，有0<⎰r T Q δ，根据r T Q dS δ=，则有⎰<0dS 。
答：×，工质经过不可逆循环后，有0<⎰r T Q δ，但 ⎰=0dS 。
二、选择题 1、 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，一部分为高压气体，一部分保持真空，抽去隔板前后 DA 、0=∆S ，0=∆U ；B 、0=∆S ，0=∆H ；C 、0<∆S ，0>∆U ；D 、0>∆S ，0=∆U 。
2、 t p w T c q +∆= 适用于 CA 、任意气体、闭口系统、可逆过程；B 、实际气体、开口系统、可逆过程；C 、理想气体、开口系统、稳流过程；D 、任意气体、开口系统、可逆过程。
3、 经过不等温传热后， BA 、热量的可用能和废热均减少；B 、热量的可用能减少，废热增加；C 、热量的可用能不变，废热增加；D 、热量的可用能不变，废热减少。
4、当孤立系统中进行了一不可逆过程后，则孤立系统的总能、总熵、总 用的变化为 CA 、0<∆E ，0>∆S ，0>∆X E ；B 、0>∆E ，0>∆S ，0<∆X EC 、0=∆E ，0>∆S ，0<∆X E ；D 、0=∆E ，0>∆S ，0=∆X E5、在紧闭门窗的房间内，启动一台打开的冰箱，经过一段时间的运行，则室温将BA 、降低；B 、升高；C 、不变；D 、不定。
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北京信息科技大学
2008~2009学年第1学期
《工程热力学》课程期末考试试卷答案
授课系别：机电工程学院 适用班级：车0601-车0602 考试形式：闭卷
班级： 姓名： 学号：
一、判断题（正确√，错误×，每题1分，共15分）
1、闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少 （ × ）
2、容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。
（ × ）
3、对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。
（ √ ）
4、工质经过不可逆过程的熵变必然等于经历可逆过程的熵变。
（ × ）
5、对于过热水蒸气，干度1>x 。
（ × ）
6、系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下，不考虑外力场作用，宏观热力性质不随时间而变化的状态。
（ √ ）
7、工质经历一可逆循环，其∮d s =0，而工质经历一不可逆循环，其∮d s ＞0。
（ × ）
8、任何动力循环，循环净功w0总等于循环净热量q0，即总有w0= q0。
（ √ ）
9、稳定流动系统进出口工质的状态相同。
（ × ）
10、不可能从单一热源取热使之完全变为功。
（ × ）
11、 通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数。
（ × ）
12、理想气体的热力学能、焓和熵不仅仅是温度的单值函数。
（ √ ）
13、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。
（ √ ）
14、水蒸气在定温过程中w q =。
（ × ）
15、理想气体绝热节流后温度不变。
（ √ ） 二、选择题（将正确答案对应的字母填入括弧中，每题1分，共15分）
1、系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（ A ）。
（A ） 系统的初、终态； （B ） 系统所经历的过程；
（C ） （A ）和（B ）； （D ）
系统的熵变。
2、不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（ A ）。
（A ）全部水变成水蒸汽 （B ）部分水变成水蒸汽
（C）部分或全部水变成水蒸汽（D）不能确定
3、工质熵减少的过程（ B ）
（A）不能进行（B）可以进行
（C）必须伴随自发过程才能进行
4、闭口系统功的计算式W = U1－U2 ( A )
(A)适用于可逆与不可逆的绝热过程。
(B)只适用于绝热自由膨胀过程。
(C)只适用于理想气体的绝热过程。
(D)只适用于可逆绝热过程。
5、下面那个过程是可逆过程。
（ C ）
（A）.可以从终态回复到初态的（B）.没有摩擦的
（C）.没有摩擦的准静态过程（D）.没有温差的
6、不可逆循环的熵产必然是（ B ）。
A、等于零
B、大于零
C、小于零
7、确定湿蒸汽状态的一组参数是 C
(A)p、T; (B) 'v, ''v（C）T,X (D)上述三者之一
8、同一地点，普通锅中的开水与高压锅中的开水（ D ）
(A)温度相同，压力不同; （B）压力相同,温度不同
(C)压力相同,温度相同; （D）压力不同,温度不同
9、在所列的压力中哪个不是状态参数（B、C ）。
A、绝对压力
B、分压力
C、表压力
10、功损来自于（C ）。
A、不等温传热
B、物质交换
C、运动摩擦
11、不可逆损失来源于（A、B、C）。
A、运动摩擦
B、不等温传热
C、任何耗散效应
12、干度χ的取值可以是（A、C ）。
A、χ=1
B、χ>1
C、χ<1
13、卡诺热机效率比实际热机效率（C ）。
A、小
B、二者相等
C、大
14、制冷系数ε可以是（A、B、C ）。
A、大于1
B、等于1
C、小于1
15、供热系数ζ可以是（A、B、C ）。
A、大于1
B、等于1
C、小于1
三、简单计算：(每题10分，共30分)
（一）某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力表，如下图所示。
压力表B上的读数为75kPa, 压力表C上的读数为0.11MPa。
如果大气压力为97kPa，试确定压力表A上的读数及容器两部分内空气的绝对压力。
(10分)
解：P1=P c+P b=0.11MPa+0.097MPa=0.207MPa
∵P 1=P B +P 2 ∴P 2= P 1-P B =0.207-0.075=0.132MPa
∵P 2=P A +P b ∴P A = P 2-P b =0.132-0.097=0.035MPa
（二）系统经一热力过程，放热8kJ ，对外作功26 kJ 。
为使其返回原状态，对系统加热6 kJ ，问需对系统作功多少？
解：根据能量方程有
111Q U W =∆+ 222Q U W =∆+
12U U ∆=-∆ 1122Q W W Q ∴-=- 2121W Q Q W =+-
2121862628W Q Q W =+-=-+-=-(kJ)
（三）请画出朗肯循环的p-v 图、T-s 图和h-s 图并推导朗肯循环的热效率。
解：p-v 图、T-s 图和h-s 图如下：
泵功一般很小，占0.8~1%，忽略泵功
所以，朗肯循环的热效率为： 四、证明题：(10分)
有二物体质量相同，均为m ；比热容相同，均为cp （比热容为定值，不随温度变化）。
A 物体初温为TA ，B 物体初温为TB （TA> TB ）。
用它们作为热源和冷源，使可逆热机工作于其间，直至二物体温度相等为止。
试证明： 二物体最后达到的平衡温度为
T T T m A B =
[证明]m T 可由计算熵增办法证明。
将热源A T 、冷源B T 和热机考虑为一个孤立系，因整个过程是可逆的，因此0S ∆=弧
汽轮机作功： 2
121,h h w s -=-凝汽器中的定压放热量： 322h h q
-=水泵绝热压缩耗功： 3
443,h h w s -=-锅炉中的定压吸热量： 4
11h h q -=,12,34net t 11
s s w w w q q η---==12
13
t h h h h η-≈-
(2)12
12
419314.25
0.3492/0
600300
Q Q
kJ K
T T
--
+=+=-<,不可逆
(3)12
12
419104.75
600300
Q Q
T T
--
+=+>，不可能
(4) 104.76
L kJ
=
（二）已知活塞式内燃机定容加热循环的进气参数为p1=0.1 MPa、t1=50 ℃，压缩比ε=6，加入的热量q1=750 kJ/kg。
试求循环的最高温度、最高压力、压升比、循环的净功和理论热效率。
认为工质是空气并按定比热容理想气体计算。
[解] 活塞式内燃机定容加热循环的图示见a)、b)图示
1.4
κκ
==，理论热效率由(6-5)式得：
,1 1.41
11
1151.16%
6
t vκ
η
ε--
=-=-=
循环净功
01
7500.5116387.7/
tv
W q kJ kg
η
=•=⨯=
最高温度
3
T须先求出
2
T，因12
→过程是等熵过程，由(3-89)式得
()
01
1.4
1
21
2
(273.1550)6661.71
V
T T K
V
κ-
⎛⎫
==+⨯=
⎪
⎝⎭
因为
11032
()
v v
q q C T T
==-
所以1
3max2
750
661.711706.28
0.718
v
q
T T T K
C
==+=+=
最高压力
3
P须先求出
2
P和
23
λ
→
过程是定容过程，因此
33
22
P T
P T
λ==
即
1706.28
2.5786
661.71
λ==
所以
3max2
P P P
λ
==•
1.4
1
21
2
1612.2860
V
P P bar
V
κ
⎛⎫
==⨯=
⎪
⎝⎭
则
3
2.578612.286031.6807
P bar
=⨯=
(b)
(a)。