西科大热工基础复习题解析

西南科技大学热工基础试题库
一、判断题（正确的在扩号内填“√”，错误的在扩号内填“×”）
1、比体积v 是广延状态参数。

( )
2、工质的状态在参数坐标图上是一个点；过程在参数坐标图上是一条线段；循环在参数坐标图上是一条封闭曲线。

( )
3、饱和湿空气的干球温度总是等于湿球温度。

( )
4、采用中间加热循环可以利市循环的热效率，但排汽干度变小了。

( )
5、绝热加湿过程可以近似地看成是湿空气焓值不变的过程。

( )
6、绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增。

( )
7、总热力学能U 是强度状态参数。

( )
8、材料的导热系数用λ表示，导热的热阻就是λ
1。

( ) 9、未饱和湿空气的干球温度总是高于湿球温度。

( )
10、在s T -图中，凝结水送给水泵约热压缩的升压过程，在低压低温条件下可以用一状态点表示。

( )
11、定容过程即无膨胀（或压缩）功的过程。

( )
12、状态方程是描述状态参数之间关系的方程。

( )
13、大气压力b p 是随时间、地点而变化的，所以工质的表压力是不变的，而绝对压力要随p 的变化而变化。

( )
14、因为是等温过程，工质在状态变化中要对外做功是不可能的。

( )
15、温度是指物质的冷热程度，热量是指人依靠温差而传递的能量，所以它们的含义是不同的。

( )
16、工质的定压比热容比定容比热容大。

( )
17、工质的压力、温度、比容积三者关系中，当温度不变时，压力与比容积成反比。

( )
18、可逆循环和不可逆循环的熵变都等于零。

( )
19、在v p -图上，工质做功的大小，可用过程线下面积大小来识别。

( )
20、工质在状态变化中若无摩擦和理想的情况下，熵值增大表示工质能量的损耗。

( )
21、等溶过程中，工质的状态变化在v p -图上是一条对数曲线，在s T -图上是一条垂直于横坐标的线段。

( )
22、绝热过程是熵等于零的过程。

( )
23、工质熵的变化量s ∆若是增加的，表明工质吸热，反之为放热。

( )
24、汽化过程中，蒸发是在液体表面进行的，沸腾是在液体内部和表面同时进行的。

( )
25、在φ=1时，干球温度t 湿球温度t w 和露点温度t d 不相等。

( )
26、在同一压力下，水的沸点就是蒸汽的凝结温度。

( )
27、在同一压力下，过热蒸汽的密度大于饱和蒸汽的密度。

( )
28、高于临界温度时，要使物质从汽态变为液态，只要对它进行等温压缩即行。

( )
29、s h -图上湿蒸汽的等压线与等温线是重合的。

( )
30、蒸汽动力装置循环可以采用卡诺循环。

( )
31、水在锅炉中被加热成过热蒸汽的过程，在v p -图上是一条垂直于横坐标的直线。

( )
32、使系统熵增大的过程必为不可逆过程。

( )
33、朗肯循环中有用功h h h w ∆=-=21，即可以用焓降值来计算。

( )
34、当蒸汽其他参数不变时，在循环中提高蒸汽初温1t ，可使排汽干度变小。

( )
35、熵减少的过程是不可能实现的。

( )
36、再热循环的再热级数可类同于回热循环的回热级数，为7~9级。

( )
37、高温流体自发地向低温流体传递的热量q 与温压成正比，与热阻成反比。

( )
38、导热系数λ与换热系数α的单位是相同的。

( )
39、气体升温的过程必为吸热过程。

( )
40、圆筒壁传热时，当管壁的
212<d d ，此时可以用简化为平壁传热的计算公式进行计算。

( )
41、当传热过程中导热热阻可忽略不计时，传热系数K 可以大于冷、热流体的换热系数α。

( )
42、没有容积变化的过程，就一定不能对外作功。

( )
43、当压力超过临界压力，温度低于临界温度时，H 2O 处于液态。

( )
44、容积比热就是容积保持不变时的比热。

( )
43、公式2
22111T V p T V p =不适合于理想气体的不可逆过程。

( ) 44、提高蒸发温度，降低冷凝温度可提高制冷系数。

( )
45、系统经历一可逆定温过程，由于温度没有变化，故不能与外界交换热量。

( )
46、采用热电循环的主要目的在于提高其热效率。

( )
47、提高初压和降低终压，均可提高郎肯循环热效率。

( )
48、饱和空气的干球温度。

露点温度，湿球温度均相等。

( )
49、准静态过程不一定是可逆过程。

( )
50、不论过程可逆与否，传热量均可用∫Tds表示。

( )
51、使系统熵减小的过程可以实现。

( )
52、绝热节流过程即是等焓过程。

( )
53、在冷却塔中，能够将水温降低到大气温度以下。

( )
54、采用热电循环后，其循环热效率提高。

( )
55、对于未饱和空气，干球温度≥湿球温度≥露点温度。

( )
56、闭口系统水蒸汽的定温过程，水蒸汽的吸热量等于膨胀功。

( )
57、系统吸热温度必然升高。

( )
58、可逆过程一定是准静态过程。

( )
59、气体的比热可以从-∞变化到+∞的任何值。

( )
60、流动功的大小仅于工质的状态有关，而于过程无关。

( )
61、临界温度以上，工质始终处于气态。

( )
62、工质经不可逆循环后∮ds=0。

( )
63、系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。

( )
64、绝热前后的焓相等，因此温度一定相等。

( )
65、由于绝热的原因，绝热压缩耗功较定温压缩少。

( )
66、气体膨胀则压力一定降低，吸热则温度一定升高。

( )
67、流动工质向绝热真空刚性容器充气，充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。

( )
68、流动工质向绝热真空弹性容器充气，充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。

( )
69、容积效率的大小仅与余隙容积有关。

( )
70、渐缩喷管中，当背压小于临界压力时，气流不能在管内达到充分膨胀。

( )
71、定压反应热效应总是大于定容反应热效应。

( )
72、热能可以全部转变成机械能。

( )
73、系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。

( )
74、均匀则一定平衡。

反之平衡也一定均匀。

( )
75、只有当比热为定值时，理想气体才存在R c c v p =-。

( )
76、刚形容器内湿空气保持温度不变，若充入少量干空气，则容器内湿空气的含湿量和相对湿度都减小。

( )
77、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。

( )
78、闭口绝热系统的熵不可能减少。

( )
79、孤立系统的火用只能减小，不能增加。

( )
80、理想气体可逆定温过程，工质的膨胀功等于技术功。

( )
81、液体在管内作强制湍流流动时，如果流动阻力允许，为提高对流传热系数，增大流速的效果比减小管径更为显著。

( )
82、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。

( )
83、对流传热系数是物质的一种物理性质。

( )
84、多层圆筒壁稳定导热时，通过各层的热通量相等。

( )
85、一般来说，纯液体的导热系数比其溶液的导热系数小。

( )
86、在冷却器中降低冷却水的温度或增大冷却水的用量均可使传热推动力增大( )
87、角系数Φ表示从辐射面积A 所发射的能量为另一物体吸收的分数。

( )
88、设置隔热挡板是减小辐射散热的有效办法。

挡板材料的黑度愈低，热损失愈少。

( )
89、物体的吸收率和黑度在数值上是相等的。

( )
90、两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关，又与其黑度有关。

( )
91、黑体、镜体和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。

( )
92、辐射能力强的物体其吸收能力也强。

( )
二、填空题
1、凝结是指物质从 态变成 态过程。

2、饱和水是 的水；干饱和蒸汽是 的蒸汽；湿饱和蒸汽是 的蒸汽；过热蒸汽是 的蒸汽。

3. 未饱和湿空气，其干球温度t 湿球温度t w 和露点温度t d 的大小关系为 。

4. 水蒸气的一点、两线、三区具体指的是：一点 、两线 、 、三区 、 、 。

5、工质状念参数有 、 、 、 、 、 等6个，其中、 、 、 是基本状态参数。

6、摄氏温度t 与热力学温度T 之间的数值关系为： 。

7、工质为气体时，当压力保持不变， 和 成正比，可写成表达式 。

8、气体的比容不变时，其压力与温度成 ，即压力随温度升高而 ，可写成表达式 。

9、热力工程中常用的参数坐标图是 、 和 三种。

10、热力循环在参数坐标图上是一条 曲线。

11、v p -图可称为 图，s T -图可称为 图。

当工质不对外做功时，其参数保持 不变；当工质不吸热也不放热时，其参数保持 不变。

12、压力是气体是否做功的 ；比容是否变化，是气体是否做膨胀的 。

13、热力过程表示在s T -图上：当 时，工质吸热；当 时，工质放热；当 时，工质既不吸热也不放热。

14、水在标准大气压下的沸点是 ℃。

15、系统与外界间传递热量的动力是 。

16、气态是指 的物态，汽态是指 的物态。

17、用实际气体在两个恒温热源T 1和T 2间进行一卡诺循环，则其热效率ηt = 。

18、当的温度高于临界温度时，水的 和 的界限消失，即没有 过程。

19、湿蒸汽当0=x 时 是，当1=x 时是 状态。

20、水蒸汽表为 表与 表两种。

21、火力发电厂动力循环中，蒸汽在汽轮机内做完功后，其排汽干度要求不小于 。

22、组成朗肯循环最基本的设备有 、 、 、 。

23、火力发电厂最基本的动力循环是 。

24、排汽压力降低可以提高循环热效率，但排汽压力是受 限制的。

25、目前汽轮机排气压力一般采用值是 ，其对应的饱和温度是 。

26、蒸汽在再加热器中被再加热的过程可视为 过程。

27、实用再热循环的有得再热压力p ，一般是蒸汽初压力的 。

28、研究热传递规律的目的是：（1） ；（2） 。

29、传热过程是由三种热传递方式组成的：1） ；（2） ；3） 。

30、换热过程中。

总换热系数α是由 与 相加组成。

31、如下图为锅炉的传热过程，高温烟气将热量传给水蒸汽，试标明其传热方式
32、两流体换热系数1α和2α，当它们的值相差很大时，提高传热过程换热系数应设法增大1α和2α中 的一项，否则效果不大。

33、可逆过程膨胀功的计算式ω= ，可逆过程技术功的计算式t ω= 。

34、某工厂锅炉压力表的读数为1.25Mpa ，水泵吸入口真空表的读数为90kpa 。

若大气压力B=101.325kpa ，则锅炉及水泵入口处的绝对压力(kpa)分别是 ， 。

35、传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递，也就是将边界层的 和边界层外的 合并考虑，并命名为给热。

36、以 和 的差作为传热推动力来考虑问题的。

37、对流传热的热阻主要集中在 ，因此， 是强化对流传热的重要途径。

38、在λ、η、 ρ、 p c 这4个物性参数中，若 值大，对流传热系数h 就增大； 若 值大，对流传热系数h 就减小。

39、黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的 倍。

40、流体在圆形直管内作强制湍流流动，若传热推动力增大1倍，
则对流传热速率增大 倍。

41、苯在内径为20mm 的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/（2m ·℃）。

如果流量和物性不变，改用内径为30mm 的圆管，其对流传热系数将变为 Ｗ／（2m ·℃）。

42、流体横向流过管束作湍流流动时，在管外加有折流板的情况下,14.03/155.0)(36.0W
P R N r e u μμ⋅⋅=。

可见对流传热系数与当量直径的 成反比。

43、对大空间的自然对流，通常取加热（或冷却）表面的 为特征尺寸。

44、柴油在圆形直管内作强制滞流流动，给热系数可用下式计算：14.03/13/13/1)()(86.1W
L d P R N i r e u μμ=。

若流量和物性不变，将管内径减半后仍为滞流，则管
内对流传热系数变为原来的倍。

三、问答题
1、对于简单可压缩系统，系统与外界交换哪一种形式功？可逆时这种功如何计算？
2、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？
3、循环的热效率公式
12
1 q q
q t -
=
η与
12
1 T T
T t -
=
η是否完全相同？为什么？
4、热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达式。

5、热效率越高，则循环有用功越大；反之，循环有用功越大，则必然热效率越高，这种说法对不对？
6、循环热效率的含义是什么？它的数值能否等于1？
7、试述可逆过程的特征及实现可逆过程的条件。

8、热力学第二定律说明了什么问题？
9、什么是遮热板？简述遮热板的工作原理。

10、试述焓的物理意义?
11、理想气体模型是如何定义的？建立理想气体模型有什么意义？通常实际气体在什么条件下可看做理想气体？
12、状态量（参数）与过程量的什么不同？常用的状态参数哪些是可以直接测定的？哪些是不可直接测定的？
13、什么是道尔顿分压定率？
14、卡诺循环是由哪些过程组成？
15、试述膨胀功、技术功和流动功的意义及关系，并将可逆过程的膨胀功和技术功表示在
v
p-图上。

16、卡诺循环对实际循环有何指导意义？
17、在稳定流参量方程中，哪几项参量是机械能形式？
18、一个热力系统中熵变可分为哪两部分？指出它们的正负号。

19、第一类永动机是怎样的一种机器？
20、试画出朗肯循环的图，并指明该循环是由哪此过程组成，以及这些过程都是在什么设备内完成的。

它与蒸汽卡诺循环的什么不同？
21、请写出导热微分方程，它的定解条件有哪些？
22、试作出朗肯循环的p-v图，并在p-v图上标出工质的所谓“一点两线三区五态”。

23、在水蒸汽h-s图上，标示下列水蒸汽状态点。

(1) 焓为h1的未饱和水；(2)焓为h2的饱和水；(3)焓为h2，t1的湿蒸汽；(4)压力为p1的饱和蒸汽；(5) 汽液性质相同的状态点。

24、在给出的Ｔ-Ｓ图及lnP-h图上示意性地画出一般蒸气压缩式制冷循环，并写出制冷系数（ε）。

25、在水蒸汽的Ｔ-Ｓ图，p-v图及h-S图上表示出朗肯蒸汽动力循环（不忽略泵功），并写出其热效率表示式。

26、写出卡诺循环的热效率；逆卡诺循环的制冷系数和供热系数。

27、写出稳定流动能量方程，若用于气轮机可简化的方程；若用于压气机可简化的方程；以及若用于换热器可简化的方程。

28、开尔文说法：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化成功而不留下其他任何变化的热力发动机，但是理想气体等温膨胀过程热力学能全部转化为机械能，岂不违反了热力学第二定律了吗？请说出原因。

29、未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？
30、反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个？写出其定义式。

31、住宅用空调机当夏天环境温度升高时，其制冷系数和耗功量如何变化？
32、为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？
33、有人提出一个循环1-2-3-1：其中1-2是可逆定温吸热过程、2-3是可逆绝热过程、3-1为不可逆绝热过程，如图所示，其中1、2、3分别为三个平衡状态，试问此循环能否实现，为什么？（提示：从熵解角度考虑）
34、一刚性绝热容器内充有水和水蒸汽混合物，它们的温度与压力分别相等，不随时间变化，试问汽水混合物是否已处于平衡态？汽水混合物的各种参数是否到处均匀？
35、闭口系统进行一个过程后，如果熵增加了，是否能肯定它从外界吸收了热量？如果熵减少了，是否能肯定它向外界放出了热量？
36、某热力系统经历一熵增的可逆过程，问该势力系能否经一绝热过程回到原态？
37、室内暖气片为什么只把外表面制成翅片状？
38、使用对流传热系数关联式计算 时为什么要特别注意使用条件？
四、计算题
1、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，如图1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。

图1
2、如图2所示。

气缸内充以空气，活塞及负载重100kg ，气缸壁充分导热，取走60kg 负载，其系统完全平衡后，试求：
（1）活塞上升的高度ΔL ；
（2）热力学内的变化ΔU ；
（3）气体在过程中所做的功。

（已知{u}kJ/kg=0.72{T}K ）
图2
3、一绝热刚体气缸，被一导热的无摩擦活塞分成两部分，如图3所示。

最初活塞被固定在某一位置上，气缸的一侧储有压力为0.2MPa 、温度为300K 的0.01m 3的空气，另一侧储有同容积、同温度的空气，其压力为0.1MPa 。

去除销钉，放松活塞任其自由移动，最后两侧达到平衡。

设空气的比热容为定值。

试求：
（1）平衡时的温度为多少？
（2）平衡时的压力为多少？
（3）两侧空气的熵变值及整个气体的熵变值是多少？ C B
A 1 2
图3
4、某蒸汽动力厂按一级再热理想循环工作，新蒸汽参数为P1=15MPa，t1=600℃，再热压力P A=1.4MPa，再热温度t R= t1=600℃，背压P2=0.005MPa，功率为15000KW。

试求：
（1）定性画出循环的T-S图；
（2）求循环热效率；
（3）每小时所需蒸汽量。

5、如图4为一烟气余热回收方案。

设烟气比热容C p=1.4kJ/(kg.K)，C v=1.14kJ/(kg.K)。

试求：
Q；
（1）烟气流经换热器时传给热机工质的热
1
Q；
（2）热机放给大气的最小热量
2
（3）热机输出的最大功W。

图4
6、压力为0.1MPa，温度为20℃的空气进入压缩机，绝热压缩至0.6MPa后排入贮气筒。

试求：
（1）问压缩机空气出口温度能否是180℃？
（2）若将空气绝热压缩至0.6MPa，250℃，试问绝热效率是多少？可用能（作功能力）损失为多少？并用T-S图表示之（环境温度t0=20℃）；
（3）压缩机在吸气状态下的吸气量为100m3/h，试求在2）情况下的压缩机功率是多少？7、空气从T1 = 300 K、p1 = 0.1 MPa压缩到p2 = 0.6 MPa。

试计算过程的膨胀功（压缩功）、技术功和热量，设过程是(1) 定温的、(2) 定熵的、(3) 多变的（n=1.25），按定比热容理想气体计算，不考虑摩擦。

8、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6
ε，加
=
入的热量q 1=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。

9、空气在气缸中由初状态T 1=300 K 、p 1=0.15 MPa 进行，则先定温膨胀，然后再在定容下使压力增到 0.15 MPa ，温度升高到 480 K 。

试求：
（1）将这过程画在压容图和温熵图中；
（2）利用空气的热力性质表计算这过程中的膨胀功、热量，以及热力学能和熵的变化。

10、某燃气轮机装置，已知其流量s kg q m /8=、增压比12=π、升温比4=τ，大气温度为 295 K 。

试求理论上输出的净功率及循环的理论热效率（注：认为工质是空气并按定比热容理想气体计算）。

11、某氨蒸气压缩制冷装置（图5），已知冷凝器中氨的压力为 1 MPa ，节流后压力降为 0.2 MPa ，制冷量为 kJ/h 1012.06⨯，压气机绝热效率为 80%，已知冷却水经过氨冷凝器后温度升高 8 K ，水的比定压热容为 4.187 kJ/(kg ⋅k)。

试求：
（1）氨的流量；
（2）压气机出口温度及所耗功率；
（3）制冷系数；
（4）冷却水流量。

图5
13、由三层材料组成的加热炉炉墙。

第一层为耐火砖。

第二层为硅藻土绝热层，第三层为红砖，各层的厚度及导热系数分别为δ1＝230mm ，λ1＝1.10 W/(m ⋅K)， δ2＝50mm, λ2=0.10W/(m ⋅K)，δ3＝240mm, λ3=0.58W/(m ⋅K)。

炉墙内侧耐火砖的表面温度为500℃。

炉墙外侧红砖的表面温度为50℃。

试求通过炉墙的导热热流密度。

14、初温为100℃的热水，流经内径为16mm 、壁厚为1mm 的管子，出口温度为80℃；与管外冷水的总换热量为350kW ，试计算管内平均换热系数。

准则方程：
)2300.(..........)()(86.110(023.014.03143.08.0<⋅⋅=>⋅=e w f r e u e r e u R L d P R N R P R N 层流）旺盛湍流ηη。