工程热力学习题3
工程热力学03章习题提示与答案
而p 、p ，V 、V ，T 、T ，n 、n 等均为已知。现使A、B两部分气体通过活塞传热及移动活塞而使两
A
BB
A
BB
A
BB
A
BB
部分达到相同的温度及压力。设比热容为定值，活塞和缸的摩擦可忽略不计，试证明：
T
= TA
nA nA + nB
+ TB
nB nA +nB
,
p
=
pA
VA VA + VB
+
pB
− s10
− Rln
p2 p1
，标准状态熵由热力性质表查取；(2)比热容为定值时，熵变为
Δs
=
c
p0
ln
T2 T1
− Rln
p2 p1
。
答案：(1) Δs = 23.52 J/(mol·K)；(2) Δs = 22.73 J/(mol·K)。
3-12 有一空储气罐自输气总管充气，若总管中空气的压力为0.6 Mpa、温度为27 ℃，试求：(1)当罐 内压力达到0.6 MPa时罐内空气的温度；(2)罐内温度和输气总管内空气温度的关系。
提示：空气看做理想气体，比热容看作定值。
答案： ΔS = -0.023 28 kJ/K。
·12·
3-11 有1 mol氧，其温度由300K升高至600 K，且压力由0.2 MPa降低到0.15 MPa，试求其熵的变化： (1)按氧的热力性质表计算；(2)按定值比热容计算。
提示：(1) Δs =
s
0 2
习题提示与答案第三章理想气体热力学能焓比热容和熵的计算31有1kg氮气若在定容条件下受热温度由100升高到500试求过程中氮所吸收的热量
工程热力学习题(第3章)解答
第3章 热力学第一定律3.5空气在压气机中被压缩。
压缩前空气的参数为p 1=1bar ，v 1=0.845m 3/kg ，压缩后的参数为p 2=9bar ，v 2=0.125m 3/kg ，设在压缩过程中1kg 空气的热力学能增加146.5kJ ，同时向外放出热量55kJ 。
压缩机1min 产生压缩空气12kg 。
求：①压缩过程中对1kg 空气做的功；②每生产1kg 压缩空气所需的功（技术功）；③带动此压缩机所用电动机的功率。
解：①闭口系能量方程q=∆u+w 由已知条件：q=-55 kJ/kg ，∆u=146.5 kJ/kg得 w =q -∆u=-55kJ-146.5kJ=-201.5 kJ/kg即压缩过程中压气机对每公斤气体作功201.5 kJ②压气机是开口热力系，生产1kg 空气需要的是技术功w t 。
由开口系能量守恒式：q=∆h+w tw t = q -∆h =q-∆u-∆(pv)=q-∆u-(p 2v 2-p 1v 1)=-55 kJ/kg-146.5 kJ/kg-(0.9×103kPa×0.125m 3/kg-0.1×103kPa×0.845m 3/kg)=-229.5kJ/kg即每生产1公斤压缩空气所需要技术功为229.5kJ③压气机每分钟生产压缩空气12kg ，0.2kg/s ，故带动压气机的电机功率为N=q m·w t =0.2kg/s×229.5kJ/kg=45.9kW3.7某气体通过一根内径为15.24cm 的管子流入动力设备。
设备进口处气体的参数是：v 1=0.3369m 3/kg ，h 1=2826kJ/kg ，c f1=3m/s ；出口处气体的参数是h 2=2326kJ/kg 。
若不计气体进出口的宏观能差值和重力位能差值，忽略气体与设备的热交换，求气体向设备输出的功率。
解：设管子内径为d ，根据稳流稳态能量方程式，可得气体向设备输出的功率P 为：2222f1121213(0.1524)()()(28262326)440.3369c d P m h h h h v ×=−=−=−× =77.5571kW 。
《工程热力学》参考试题与答案-试卷3
《工程热力学》参考试题及答案 3一．选择题（10 分）1. dq=dh-vdp 适用于系统，过程，工质。
[C] A．任意，任意，任意 B. 闭口，任意，理想气体C. 开口，可逆，任意D. 闭口，可逆，任意2. 理想气体经绝热节流后，温度。
[D]A．可能升高也可能降低 B. 升高C．降低 D. 不变3. 如图所示，以铜棒为系统进行分析：铜棒处于状态。
[B]A．平衡 B. 稳定但不平衡C．不稳定 D. 平衡且稳定4. 范德瓦尔状态方程a(P )(V m b) RT2Vm中，a 表示修正系数。
[B]A．气体分子体积修正系数 B. 内压力修正系数C．分子之间作用力修正系数D．分子之间斥力修正系数5. 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，则。
[A]A．'' 's s s B．'' ' s s sC．' ''s s s D．' '' s s s二．判断题（10 分）1. 机械能可完全转化为热能，而热能却不能完全转化为机械能。
（×）2. 系统经历不可逆过程后，熵一定增大。
（×）3. 热机的热效率一定小于1。
（√）4. 水在湿蒸汽区发生定压吸热过程，温度升高。
（×）5. 若工质从同一初态，分别经可逆和不可逆过程，到达同一终态且两过程热源相同，那么传热量也相同。
（×）三．简答或画图分析题（30 分）6. （7 分）一闭口系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，试分析此过程中热量的变化。
解：①闭口系统无质量交换；②不可逆过程：S g 0 ；③S S g S f 0 ；所以S f 0，即，此过程为一放热过程。
7. （8 分）在T-s 图上定性标出n=1.2 理想气体的压缩过程，并在图上用面积表示W 和W t 。
(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。
工程热力学经典例题-第三章_secret
3．5 典型例题例题3－１ 某电厂有三台锅炉合用一个烟囱，每台锅炉每秒产生烟气733m （已折算成标准状态下的体积），烟囱出口出的烟气温度为100C ︒，压力近似为101.33kPa ，烟气流速为30m/s 。
求烟囱的出口直径。
解 三台锅炉产生的标准状态下的烟气总体积流量为33V073m /s 3219m /s q =⨯=烟气可作为理想气体处理，根据不同状态下，烟囱内的烟气质量应相等，得出V 0V 0pq p q T T = 因p =0p ，所以33V0V 0219m /s (273100)K299.2m /s 273K q T q T ⨯+===烟囱出口截面积 32V f 299.2m /s9.97m 30m/sq A c ===烟囱出口直径 2449.97m 3.56m 3.14Ad π⨯=== 讨论在实际工作中，常遇到“标准体积”与“实际体积”之间的换算，本例就涉及到此问题。
又例如：在标准状态下，某蒸汽锅炉燃煤需要的空气量3V 66000m /h q =。
若鼓风机送入的热空气温度为1250C t =︒，表压力为g120.0kPa p =。
当时当地的大气压里为b 101.325kPa p =，求实际的送风量为多少？解 按理想气体状态方程，同理同法可得 01V1V010p T q q p T = 而 1g1b 20.0kPa 101.325kPa 121.325kPa p p p =+=+= 故 33V1101.325kPa (273.15250)K66000m 105569m /h 121.325kPa 273.15kPaq ⨯+=⨯=⨯例题３－２ 对如图３－９所示的一刚性容器抽真空。
容器的体积为30.3m ，原先容器中的空气为0.1MPa ，真空泵的容积抽气速率恒定为30.014m /min ，在抽气工程中容器内温度保持不变。
试求：（１） 欲使容器内压力下降到0.035MPa 时，所需要的抽气时间。
工程热力学习题课3(1)
压气机1C 活塞式压缩机压缩过程实际上是__________过程。
A ．定温B ．等熵C ．多变D ．定压2C 为降低活塞式压气机的耗功，应尽量采用__________压缩过程。
A ．等容B ．等熵C ．等温D ．多变3C 活塞式压缩机__________压缩时的耗功大于__________压缩时的耗功。
A ．定温／多变B ．定温／等熵C ．等熵／多变D ．多变／等熵4B 活塞式压缩机的余隙容积，可防止活塞撞击气缸盖，但使__________。
A ．耗功增大B ．供气量减小C ．压缩终点温度高D ．压缩终点温度低5A 活塞式空气压缩机的增压比__________时，其容积效率将降低。
A ．增大B ．降低C ．不变D ．不定6活塞式空气压缩机的余隙比降低时，其容积效率将__________。
A ．提高B ．降低C ．不变D ．不定7A 活塞式压缩机的余隙容积使压缩机供气量__________，压缩lkg 气体所消耗的功__________。
A ．减少／不变B ．减少／增加C ．减少／减少D ．不变／减少8A 采用多级压缩和中间冷却的活塞式压缩机，可以__________。
A ．提高压缩机排出压力B ．降低容积效率C ．提高排出温度D ．降低成本9B 双级压缩中间冷却的理想压缩机，将压力p 1的空气压缩至p 3，其最佳中间压力应为__________。
A ．1322p p p +=B．2p =C．2p =D．2p =气体动力循环1A 内燃机最理想的循环是__________。
A ．卡诺循环B ．定容加热循环C ．定压加热循环D ．定压加热循环或混合加热循环2A 汽油机理想循环的组成依次为：绝热压缩过程、定容加热过程、绝热膨胀过程和__________。
A ．定容放热过程B ．定压放热过程C ．定容排气过程D ．定压排气过程3C 当内燃机理想循环的循环最高压力和加热量一定时，混合加热循环热效率__________，定容加热循环热效率__________，定压加热循环热效率__________。
工程热力学(第三版)习题答案全解可打印第三章汇编
v=
RgT p
=
297J/(kg ⋅ K) × (500 + 273)K 0.1×106 Pa
= 2.296m3/kg
ρ=1=
1
= 0.4356kg/m3
v 2.296m3 / kg
(5)V m =Mv=28.01×10-3 kg/mol × 2.296m3/kg=64.29×10-3 m 3 /mol
实际送风的体积流率
qin
=
qn RT p
=
223.21kmol/h ×8.3145J/(mol ⋅ K) × (250 + 273)K
150 + 765 750.062
×105
Pa
= 7962.7m3/h
或 p0qV0 = pqV
T0
T
qVin
=
p0 qV0 T pT0
=
760 ×105 Pa × 5000m3 / h × 523K 750.062
150 + 765 750.062
×
105
Pa
×
273K
= 7962.7m3/h
（2） 烟囱出口处烟气的体积流量
qVout
=
qn RT2 p2
=
0.062mol/s ×8.3145J/(mol ⋅ K) × 480K 0.1×106 Pa
=
2.4745m3/s
设烟囱出口截面积为 D
qVout
= cf
解：据题意，活塞上负载未取去前气缸内气体的初始状态
为：
p1
=
pb
+
m1g A
=
771 ×10−1MPa 750.062
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。
工程热力学习题集(全)
工程热力学Ⅰ一、简答题(每小题5分，共40分)1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。
可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。
2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =⎪⎭⎫⎝⎛++-⨯=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。
假设功源的熵变△S W =0。
证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分1分根据卡诺定理及推论：14. A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。
若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如何变化，并简述为什么。
答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。
5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。
（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计）答：开口系一般能量方程表达式为绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件，则上式可以简化为：12iso T T R S S S S S ∆=∆+∆+∆+∆W121200ISO Q QS T T -∆=+++R 0S ∆=iso 0S ∆=根据质量守恒，有代入能量方程，有6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。
答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。
《工程热力学》第四章 习题
4
2）空气膨胀、升温，又吸热
q
n
n 1
cV
T2
T1
0, 且T2
T1
n
n 1
0
n
1或者n
p1v1n
p2v2n
RgT1 v1
v1n
RgT2 v2
v2n
T1v1n1
T2v2n1
T1 T2
vn1 2
vn1ห้องสมุดไป่ตู้1
1
vn1 2
vn1 1
,已知v2
v1
0 n1
5
3）n＝1.6的膨胀过程，并判断q、w、△u的正负
n 1
cv
(T2
T1)
3.21kJ
W
mw
2
pdV
1
n
1 1
(
p1V1
p2V2
)
8.58kJ
④ U mcv (T2 T1) 5.36kJ
H mcp (T2 T1) 7.51kJ
S
m(cvIn
T2 T1
Rg In
v2 v1
)
0.0087kJ/K
9
3初态为p101mpat140的空气v10052立方米在气缸中被可逆多变地压缩到p20565mpav20013立方米试求该多变过程的多变指数n压缩后的温度t2过程中空气和外界交换的功量和热量压缩过程中气体热力学能焓和熵的变化
习题
1、在p-v图和T-s图上画出定比热容理想气体的（1） 可逆定容加热过程、可逆定压加热过程；（2）可逆 定温加热过程和可逆绝热膨胀过程。
此过程为放热，对外做功，内能减少
6
4） n＝1.3的压缩过程，并判断q、w、△u的正负；
此过程为放热，外界对空气做功，内能增加。
工程热力学习题3
测验作业3一：试回答下列问题，并扼要说明理由：1.t＜t0（三相点温度）时，不存在水的液相；2.t=0℃时，存在两相区；3.t＞400℃时，不在存在水的液相；4.v＞0。
04m3/kg时，不在存在水的液相。
二：开水房烧开水，用p=95kpa，x1=0.9的蒸汽与t2=20℃,p=95kpa的水混合。
试问欲得2×103kg开水，需要多少蒸汽和水？三:一制冷装置,进入蒸发器内的氨为-15℃的湿蒸汽,其干度x1=0。
15，出口为干饱和蒸汽。
若冷藏室内温度为-10℃,环境温度为27℃,试求(1)每千克氨在蒸发器中的吸热量;(2)冷藏室内不等温传热引起的能量损失。
四：有一冷却塔如图所示，进水流量mw1=216t/h，进口水温为t1=38℃，被冷却至t2=21℃；进入冷却塔的空气温度为t3=20℃，相对湿度φ3=50%，并在t4=30℃,φ4=100%时排出冷却塔。
设大气压力为，试求：1.列出冷却过程的质量和能量守恒方程；2.求每小时需供给的干空气量；3.求每小时水的蒸发量。
五：压力为p1=1.2mpa，温度T1=1200k的空气，以m=3kg/s的流量流经节流阀，压力降为p2=1.0mpa，然后进入喷管作可逆绝热膨胀。
已知喷管出口外界背压pb=0.6mpa，环境温度T0=300k。
问：1.应选何种形状的喷管；2.喷管出口流速及截面为多少；3.因节流引起的作功能力损失为多少，并表示在T-S图上；4.如果背压为Pb=0.4mpa，此时流过喷管的流量为多少。
六;一氨蒸气压缩制冷装置,氨的质量流量m=270kg/h,蒸发器中温度为-15℃,冷凝器中的温度为30℃,氨压缩机从蒸发器中吸入p1=0.2363mpa的干饱和蒸汽,并绝热压缩到t2=75℃,离开冷凝器时是饱和液氨。
求：（1）循环制冷系数；（2）已知冰的熔解热为333kj/kg，蒸发器将水从20℃制成0℃的水，求每小时产生的冰量；（3）压缩机吸入的容积流量。
工程热力学试题
工程热力学试题一、选择题1. 在理想气体等熵膨胀过程中，若压力比为P2/P1 = 2，温度比为T2/T1 = 3，则密度比ρ2/ρ1等于：A. 1/2B. 2/3C. 3/2D. 32. 在一个绝热容器内，一定质量的气体进行绝热膨胀，当体积扩大为原来的2倍时，气体温度将：A. 不变B. 升高到原来的2倍C. 降低到原来的1/2D. 变为1/2原来的值3. 理想气体绝热膨胀的特点是：A. 工作面积等于供热面积B. 在无摩擦的情况下逆性质转换效果已知C. 释放热量的速度在膨胀过程中是变化的D. 在过程中没有质量传递4. 下列哪种情况下，压强等于相对分子质量乘以密度乘以温度的所得积：A. 理想气体在等熵膨胀过程中B. 理想气体在等温膨胀过程中C. 理想气体在绝热膨胀过程中D. 理想气体在等压膨胀过程中5. 热力学第一定律表述的是：A. 温度差是一个物体热量传递的主要驱动力B. 热量是一个体系的内部能量改变的驱动力C. 等温过程中实际气体做的功等于其外界做的功D. 一个体系的内部能量增量等于外部对体系做功加上能量传递给它的热量二、计算题1. 某理想气体绝热容器内开始时体积为V1 = 1m³，温度为T1 = 300K。
经过一个等容过程，体积增加至V2 = 2m³，并通过一个绝热膨胀过程使温度下降至T2 = 200K。
已知该气体质量为m = 2kg，求气体所做的功。
2. 一定质量的理想气体经历一个等压膨胀过程，初始体积为V1 = 0.1m³，初始压力为p1 = 5Pa，最终体积为V2 = 0.5m³，求过程中气体释放的热量。
三、问答题1. 简要解释什么是理想气体？2. 什么是绝热过程？绝热膨胀和绝热压缩有何区别？3. 简述热力学第一定律的意义和应用。
四、综合题某火车头驱动柴油机输出功率为1000kW。
为了保证散热，将其置于一个封闭的散热系统中。
柴油机燃料的低热值为42MJ/kg，机械效率为0.90。
工程热力学复习期末复习题3
工程热力学复习期末复习题3湖南大学工程热力学期末复习题一、判断题（正确的画√，错误的画х）(1) 绝热封闭系统的熵增加过程必然是不可逆过程。
（√ ）(2) 封闭系统中发生吸热过程系统熵必增加。
（√ ）(3) 通用气体常数与气体种类无关。
（√ ）(4) 热力系统没有通过外界交换能量，系统的热力状态也可能发生变化。
（√ ）(5) 当已知封闭系统发生某个过程前后熵差的数值，就可以求出在过程中系统与外界交换热量。
（х）(6) 在 p-v 图上定温线的斜率比定熵线的斜率大。
（√ ）(7) 热力学恒等式 du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。
（х ）(8) 气体从相同的初态压缩到相同的终压力，等温压缩过程功大于绝热压缩过程功，因此，压力机应注意保温，减少冷却，以减少压气机消耗的功.( х )(9) 对于确定的理想气体，在任意指定温度下，其（c p -c v ）总等于同一定值。
（√）(10) 循环净功愈大，则循环的热效率愈高。
（х）(11) 汽轮机对外输出的功在过程为可逆时等于流过汽轮机的气体的膨胀功。
（х）(12) 实际气体绝热自由膨胀后，其热力学能不变。
（√ ）(13) 公式d h =c p dT 的适用于任何可逆过程。
（х ）(14) 稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。
（х ）(15) 当多变过程的指数 n 满足 1< n < k 比热容为负值。
（√ ）(16) 热源和冷源的温差愈大，热效率愈高，制冷系数也愈大。
（х ）(17) 绝热过程一定是定熵过程。
（х ）(18) 因为不可逆过程不可能在图上表示，所以不能计算过程的熵变量。
( х)(19) 因可逆的绝热过程为定熵过程，因此定熵过程必然是绝热过程。
（х）(20) 对于任意热力循环，其热效率21t T 1-=η，式中1T 是低温热源温度，2T 是高温热源温度。
(х )(21) 用压力表可以直接读出绝对压力值。
( х)(22) 工质膨胀的过程是对外做功的过程。
工程热力学第三章例题
闭口系统从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热 量为47.5kJ，而系统对外作功为30kJ，如图所示。 (1)若沿1-4-3途径变化时，系统对外界作功15kJ，求过程 中系统与外界转递的热量。 (2)若系统从状态3沿曲线途径到达状态1，外界对系统作 功6kJ，求该过程中系统与外界转递的热量。 (3)若U2=175kJ， U3=87.5kJ 求过程2-3传递的热量及 状态1的热力学能。
对外作功量
3 W = pout ∆V = p2 ∆V = 1.92×105 Pa× 1.524×10−3 −10−3）ｍ＝ .8 （ 100 Ｊ
Q = ∆U + W
Ｔ1 = Ｔ2 U1 = U 2
Q = W = 100.8 J
1.一个装有2kg工质的闭口系统经历了如下过程：过程中 系统散热25kJ，外界对系统作功100kJ，比热力学能减小 15kJ/kg，并且整个系统被举高了1000m。试确定过程中 系统动能的变化。 2. 一活塞汽缸设备内装有5kg的水蒸气，有初态的比热力 学能u1＝2709.9kJ/kg膨胀到u2＝2659.6kJ/kg，过程中加 给水蒸气的热量为80kJ，通过搅拌器的轴输入系统 18.5kJ的轴功。若系统无动能、势能的变化，试求通 过活塞所作的功。
某房间有一打开的窗户与大气相通，先通过加 热使室内空气的温度由5℃升高到25℃。试问在 这一加热期间，室内空气的总热力学能将发生 什么样的变化（增大、不变或减少），为什么？
如图所示，已知工质从状态a沿路径a-b-c变化到b时， 吸热84kJ，对外作功32kJ。问： (1)系统从a经d到b，若对外作功10kJ，吸热量Qadb＝ ________。 (2)系统从b经中间任意过程返回a，若外界对系统作功 20kJ，则Qba＝________。 (3)设Ua=0，Ud=42kJ， 则Qad＝________ Qdb＝________。
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。
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1 •由氧气02与氮气N 2组成的空气 02 21%, N2 79%,其中氧气的质量分0.21 32i Mii 12•由某种x 气体与某种 气体组成的混合气体，参数为 p 、V 、T ,已知其中x 气体的分压力P x ,分体积V x ,混合气体中x 气体的状态方程 ________________________ 。
Apx V x m x R gx TB P x V mR g TC pV x m x R g x T DPV m x R g x T题解：混合气体中某一种气体状态的描述，若采用p i 时，对应的是V,T 状态； 若采用V i 时，对应的是p,T ，因此，混合气体中某一种气体状态方程可以有两种 方式表示：P x V m x R gx T, pV x m x R gx T 03•刚性容器中有某种理想气体，参数 p 1、V 1、T 1，现定温充入另一种x 气题解：充入x 气体后，容器中为混合气体，总压力为P 2 P 1 P x ，x 气体的 分压力P x P 2 P 1，混合气体中x 气体的状态方程P x Vm x R gx T ，4.刚性容器中原有某种理想气体，参数p 1、V 1、T 1，现定温充入第二种气02 020.21 2870.21 287 0.79 28802020.21 32 0.79 28 28 0.21 —题解：混合气体质量分数与容积分数间i Mi体，使容器中的压力升到 P 2，充入的气体质量Am xP 2V R gx T1B m x（P 2 P 1）VRgx T1C m x（P 2 P 1）VR g TD mm 2 m 1P 2V R gx TP 1V R g1Tm x（P 2 P 1）VR gx T体，使容器中的压力升到P2,容器中现贮气体题解：混合气体状态方程可以由三种表达：①针对混合气体P eq V eq m eq R geq T ；②针对混合气体中某种气体，采用分压力概念时P i V eq m i R gi T ；③同样针对混合气体中的某种气体，采用分容积概念时P eq V i m j R gj T，此题采用了①的表达式。
5.由体积分数为20%氧气，30%氮气，50%二氧化碳组成的混合气体，其定值定压体积热容__________题解：二氧化碳是多原子气体，其定压定值摩尔热容为9X 4.157而氧气、氮气是双原子气体C mp 7X 4.157。
6.由O2 0.3, N2 0.6，H2 0.1组成的混合气体，其定容体积定值热容。
A c V 5 4.157B c V 5 4.15722.4 0.3 32 0.6 28 0.1 2C e V7 4.157D e V7 4.15722.4 0.3 32 0.6 28 0.1 2题解：。
2小2小2均为双原子气体，定容定值摩尔热容均为 5 4.157，当采P2VRg7(P l P2)V P2VC mR TP1V P2VA C p7 4.15722.4 B c'p 0.5®722.4(0.2 0.3)7 4.15722.4C P C P (0.2 0.3)7 4.15722.40.59 4.15722.4 (0.2 0.3 0.5)7 4.15722.4用体积计量单位时，体积热容c c m22.4 故正确答案为C v5 4.15722.4O20.20, N2 0.80组成的混合气体，其定压定值质量热容n题解：混合气体的折合气体常数R geqj R gi,则折合摩尔质量i 18•两种不同性质的气体由隔板隔开，隔板两侧体积相等，压力分别 为5、P 2,温度相等T 1=T 2，抽去隔板混合气体的压力D P (P 1 P 2)V 1 V 2结果。
9 •湿空气相对湿度愈高，其含湿量dA 也愈高E 将愈低 C 当湿空气温度t 一定时，d 也愈高D 不受影响题解：湿空气相对湿度■Pv，其中P v 反映湿空气中水蒸气份额，而P s 则P s与湿空气温度有关，由t 确定P s ，故只有当t 一定时才有 d 。
10. __________________________________________________________ 湿空气相对湿度 保持定值，湿空气温度t 愈高，含湿量d _______________________ 。
A C p7 4.157 M eq7 4.157 8314 0.2 259.8 0.8 296.9 B C p5 4.157 8314 0.2 259.8 0.8 296.9 C p5 4.157 83140.2 259.8 0.8 296.9C p5 4.1570.2 32 0.8 28M eq8314双原子气体定值定压摩尔热容应选择 C m 7 4.157 kJ/(kmol.K)A p P 1 P 2B p(m1 m2)RgeqTC pgR g"m 2R g2T V 1 V 2V 1V 2题解：此条件下的P 1，P 2不是分压力，故p P 1P 2 ，分压力的概念是V eq ,T eq状态下的某种气体的压力。
本题是由混合气体状态方程P eq V eqm °q R geq T 得到的A 也愈高B将愈低C不受影响D不同的概念，无法比较题解：匕维持不变，当t P s则p v，故反映湿空气含量的含湿量也P s增大。
11.当湿空气相对湿度=0时，全为干空气，那么，=100%时湿空气______ 。
A不含干空气B水蒸汽p v P s C 水蒸汽P v P b D 干空气P a P s题解：湿空气温度对应下饱和压力P s的状态，是湿空气中水蒸气含量能达到的最大状态，即P vmax P s，100 %。
12.若已知湿空气中水蒸汽分压P v低于水蒸汽饱和压力P s，则湿空气的状态为______ 。
A饱和湿空气B未饱和湿空气C无法确定D理想气体题解：在湿空气温度下，P s为水蒸气可能达到的最高压力，当P v P s时水蒸气为过热蒸汽状态，当P v P s时为饱和蒸汽状态。
13.若已知湿空气中相对湿度 _ <100%，则湿空气。
A 一定是未饱和湿空气B 一定是饱和湿空气C含湿量为最大值 D P v>P s题解：B<100%时，则P v P s，故水蒸气为过热蒸汽，湿空气为未饱P s和状态。
14. _________________________________________________ 若测得湿空气湿球湿度低于干球湿度，则湿空气____________________________ 。
A是饱和湿空气B是未饱和湿空气C相对湿度达到最大值D含湿量达最大值题解：当湿空气为饱和状态时，湿球温度、干球温度之间t干=切，湿空气为未饱和状态时t干t湿。
15.梅雨季节墙面“出汗”是由于_______ 。
A墙面温度低于大气的露点温度B墙面受潮C墙面温度达到饱和状态D墙面温度高于大气的露点温度16. __________________________________________________ 气体在管道中可逆流动时，任何截面上的滞止焙_____________________________ 。
2 _ C f12C f22C f f2 2C f1A h| 一h2 hB h1 —〉h2一2 2 2 2 22 2C h1 Cf1h2 C f 2 D均相等2 2题解：由稳定流动能量方程可知，任何断面上工质的能量均守恒，当h j则C f T, 故任何断面上滞止焓均相等。
17. ____________________________________________________ 气体在管道中可逆流动时，任何截面上的滞止状态_____________________________ 。
c、、A均相同B不相同C由各断面的h,—确定，不一定相同。
D无法比较22C f题解：绝热可逆流动时，滞止焓h h —在各断面上均相等，能量守恒，滞止2状态均相等。
18气体经不可逆流动后，滞止焓相等，滞止状态 _________ 。
A也相同B不相同C无法确定D滞止压力相等，滞止温度不等。
1C f 2题解：经不可逆流动后h h2 ——与可逆流动时的滞止焓相等，但因不可2逆流动有S g，故滞止状态点与可逆时不一致。
19.温度相同的空气、氧气，它们的声速_________ 。
A均相同 B C Air C02 C C Air C°2 D 条件不够，无法确定。
题解：C "R g T，当R gAir 287，R g°2 二259.8时，C A『乙。
20•当气体性质一定时，什么时候达到喷管临界状态A 取决于喷管的进口状态B取决于什么类型的喷管C取决于气体常数D取决于喷管出口状态题解：气体达到临界状态，压力一定为p“，而P er P l cr，故喷管的临界状态取决于气体进口状态。
21.喷管临界压力比________ 。
A取决于气体进、出口压力B取决于气体的定熵指数C取决于气体常数D取决于喷管的类型2 —题解：er (— ) 1，当气体的一定时，er即为确定的常数。
122当喷管内气流达到临界状态时，气流速度__________ 。
A不一定达到声速 B 一定达到声速 C 一定达到临界速度但不一定是声速D与气流压力有关，与声速概念无关。
题解：喷管的临界状态时，对应着流速达到声速、压力降至临界压力，声速、临界速度为同一概念。
23.渐缩型喷管的流速______ 。
A只能小于、等于声速B可以大于声速，只要P2< P erC只能等于声速D取决于出口压力P2的变化。
解：渐缩喷管出口压力只能P2> P er，不可能P2 < P er，故其流速C f2< C“。
24.渐缩型喷管进口压力1MPa,工质为空气，其出口外部空间为大气P b=0.1MPa,出口压力_______ 。
A p2 = 0.1MPaB p2= P cr=0.546MPa P cr=0.528MPa D y = 0.577MPa题解：渐缩喷管出口压力最低只能达到P2 P er，工质为空气时er = 0.528 25渐缩型喷管进口压力iMPa其出口外部空间大气压力o.iMPa若将喷管在长度方向上截去一小段，则出口速度c'f2与原先C f2比较__________________ 。
A C f 2 < C f 2BC f 2 C f 2 C C f 2 > C f 2D C f 2 变为亚严速题解：当喷管的外形一定时，出口流速仅与气流压力有关，当出口断面上仍然为P C「时，其流速不变C f2C；2 C Cr。
26. ___________________________ 缩放型喷管的出口压力。