沈维道《工程热力学》(第4版)名校考研真题(第9~13章)【圣才出品】

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沈维道《工程热力学》(第4版)章节题库-制冷循环(圣才出品)

第11章制冷循环一、选择题1．供热系数ζ可以是（）。

A．大于1 B．等于1 C．小于1【答案】A2．压缩气体制冷循环中，随循环增压比提高，制冷系数（），循环制冷量（）。

A．增大，增大B．增大，下降C．下降，增大D．下降，下降【答案】C【解析】压缩气体制冷循环的经济性指标，所以循环增压比越大．制冷系数越小。

但增压比越大，单位质量工质的制冷量也越大。

因此，为了提高压缩气体制冷装置的制冷量，常采用加大制冷工质的质量流量。

3．与采用可逆膨胀机相比，压缩蒸气制冷循环中采用节流阀简化了系统设备，（）了制冷量，（）了制冷系数。

A．增加，提高B．增加，降低C．降低，提高D．降低，降低【答案】D【解析】压缩蒸气制冷循环中采用节流阀后，由于节流过程不可逆，熵增大，所以与采用可逆膨胀机相比，制冷量减少，失去了可以从膨胀机得到的功，循环的制冷系数下降，但简化了系统设备，提高了系统工作的稳定性，同时可以较方便地控制蒸发器中压力，所以压缩蒸汽制冷系统几乎毫无例外地采用节流阀。

4．工程上，压缩蒸气制冷装置中常常采用使制冷工质在冷凝器中冷凝后继续降温，即所谓的过冷工艺，以达到（）制冷量，（）制冷系数。

A．增加，提高B．增加，降低C．降低，提高D．降低，降低【答案】A【解析】采用过冷工艺后，制冷工质在蒸发器内的吸热量由增加到使循环制冷量增大，同时并不改变压缩耗功，达到了提高循环制冷量和循环制冷系数的目的。

5．制冷循环的工作好坏是以（）来区分的。

A．制冷系数的大小B．制冷能力的大小C．耗功量的大小D．A和B 【答案】D6．（多选）制冷系数ε可以是（）。

A．大于1 B．等于1 C．小于1【答案】ABC二、判断题1．房间温度增加会使冰箱的制冷系数降低。

（）【答案】对2．一台制冷机，在对低温热源制冷的同时对高温热源进行供热，则其供热系数始终比制冷系数大1。

（）【答案】对3．制冷系数是大于1的数。

（）【答案】错【解析】制冷系数是指制冷循环中制冷量与消耗功的比值，可能大于1，也可能小于1。

沈维道《工程热力学》(第4版)名校考研真题-蒸汽动力装置循环(圣才出品)

第10章蒸汽动力装置循环一、选择题在蒸汽动力循环中，为达到提高循环热效率的目的，可采用回热技术来提高工质的（）[宁波大学2008研]A．循环最高温度B．循环最低温度C．平均吸热温度D．平均放热温度【答案】C【解析】在蒸汽动力循环中，采用回热技术可以提高工质的平均吸热温度，从而达到提高循环热效率的目的。

二、判断题1．回热循环的热效率比郎肯循环高，但比功比朗肯循环低。

（）[天津大学2004研] 【答案】对2．抽气回热循环由于提高了效率，所以单位质量的水蒸气做功能力增加。

（）[同济大学2006研]【答案】错【解析】抽气回热循环中部分未完全膨胀的蒸汽从汽轮机中抽出，去加热低温冷却水，这样就使得相同的工质情况下，抽气回热循环做功小于普通朗肯循环，因而单位质量的水蒸气做功能力降低。

3．实际蒸汽动力装置与燃气轮装置，采用回热后平均吸热温度与热效率均提高。

（）[湖南大学2007研]【答案】对【解析】对实际的蒸汽的动力装置于燃气轮机装置来说，采用回热后，平均吸热温度升高，于是热效率也得到提高。

三、简答题1．朗肯循环采用回热的基本原理是什么？[天津大学2004研]解：基本原理是提高卡诺循环的平均吸热温度来提高热效率。

2．画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的T-s图，用各点的状态参数写出：（1）朗肯循环的吸热量、放热量、汽轮机所做的功及循环热效率。

（2）制冷循环的制冷量、压缩机耗功及制冷系数。

[西安交通大学2004研]解：画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的T-s图如图10-1所示。

郎肯循环蒸汽压缩制冷循环图10-1（1）参考T-s图，可以得到：朗肯循环的吸热过程为4→1的定压加热过程，吸热量：；郎肯循环的放热过程为2→3的过程，在冷凝器中进行，放热量：；汽轮机中，做功过程为绝热膨胀过程1→2，做工量：；在水泵中被绝热压缩，接受功量为，相对于汽轮机做功来说很小，故有热效率：（2）参考上面的T-s图，可以得到：蒸汽压缩制冷循环的吸热量为：；压缩机耗功为：；制冷系数为：。

沈维道《工程热力学》(第4版)章节题库-实际气体的性质及热力学一般关系式(圣才出品)

第6章实际气体的性质及热力学一般关系式一、选择题1．实际气体的压缩因子（）。

A．小于1 B．大于1 C．等于1 D．可大于、小于或等于1 【答案】D【解析】气体的压缩因子是气体的比体积与假设相同压力和温度下该气体可当作为理想气体时的比体积之比，由于气体分子之间存在作用力，故压缩因子随不同状态而变化，可大于、小于或等于1。

2．气体的临界压缩因子（）。

A．z<1 B．z＝1 C．z＝0.27 D．A、B、C都可能【答案】A【解析】气体的临界压缩因子是气体临界状态的压缩因子，气体临界状态与理想气体状态相去甚远，不同气体的临界压缩因子是不同的，z＝0.27仅是大部分烃类气体临界压缩因子的一个平均值。

3．物质的比定压热容比定容热容（）。

A．小于B．大于C．等于D．大于或等于【答案】D【解析】理想气体的比定压热容恒大于比定容热容，任意物质的比定压热容不小于比定容热容，如水，在4℃时c p＝c v。

一般而言，液态和固态物质的比定压热容和比定容热容相差不大，工程上对之不作区分。

二、综合分析题1．容积为3m3的容器中储有状态为p＝4 MPa、t＝－113 ℃的氧气，（1）用理想气体状态方程；（2）用压缩因子图，试求容器内氧气的质量。

解：（1）按理想气体状态方程（2）查数据表得氧气查通用压缩因子图得z＝0.32。

2．在190℃时将1 kmol丙烷由0.1013MPa可逆定温压缩到8.509MPa，压缩后的体积应是多少？已知丙烷解：已知初态时压力较低，可作理想气体处理终态时压力较高，采用通用压缩因子图计算查图得z＝0.635。

3．容积为0.015m3的钢瓶内压力为13.8MPa，温度为62℃，试求瓶内乙烷质量；若钢瓶内压力升到20.7MPa，求瓶内乙烷的温度。

解：查数据表，得临界参数：查N-O图，得z＝0.445压力上升，但体积及质量不变，终态时（a）用试差法，设，则由，查图得z＝0.625，代入式（a）与假设值的相对误差因误差较小，所以4．水在25℃、1atm时等温压缩系数。

沈维道《工程热力学》(第4版)名校考研真题-化学热力学基础(圣才出品)

三、简答题 1．什么是化学反应的热效应？若反应物和生成物均为理想气体，那么定压热效应和定容热效应之间有什么关系？[北京理工大学 2007 研] 解：当系统经历一个化学变化时，当系统只做容积变化功，且所得生成物和反应物的温
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第 13 章化学热力学基础
一、填空题 1．某化学反应过程中没有对外作出有用功。若过程为定温定容，其反应热称______；若过程为定温定压，其反应热称______。[北京理工大学 2006 研] 【答案】定容热效应；定压热效应
2．生成热是指______；燃烧热是指______；标准状态下的生成热称______；标准状态下的燃烧热称______。[北京理工大学 2005 研]
【答案】系统与外界交换的热量；燃料燃烧热效应；标准生成焓；标准燃烧焓
二、名词解释自由能与自由焓。[中科院-中科大 2007 研] 解：F=U-TS 称为自由能，它是定温-定容系统的内能中可用于做功的部分； G=H-TS 称为自由焓，它是定温-定压系统的焓中可用于做功的部分。
程。由
s =
s + r Ts
=
s +
h − Ts
h
得
h
−
Ts
s
=
h
−
Ts

s
，即：
g
=
g。
或者：物质在定压 p 下汽化，其温度T = Ts( p) 也不变，此时，物质处于液、气的相平
衡，化学势相等， u = u ，而 u = g(T , p) ，故： g = g 。
四、计算题 1mol 碳和 0.5 mol 氧气反应在 298K 时的定压热效应为﹣110603 J/mol，问同温度下的定容热效应为多少？[北京理工大学 2006 研]

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沈维道《工程热力学》（第 4 版）章节题库
第 9 章气体动力循环
一、选择题 1．若活塞式内燃机三种理想循环的压缩比相同，则（）。 A． B． C． D．不定【答案】D
【解析】热机的内可逆循环热效率
，对于活塞式内燃机三

图 9-1
4．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。
答： v2 ， p3 ， v4 。
v1
p2
v3
六、综合分析题 1．有一定压燃烧内燃机，其输出功率为 3700kW。燃料热值为 4.65×104kJ／kg，假定可将循环简化为空气的定压加热理想循环，循环压缩比为 14，预胀比为 2，求燃料消耗量。空气比热容取定值，Rg＝287J／（kg·K），k＝1.4。解：定压加热活塞式内燃机理想循环中，1-2 为等熵压缩过程
4．某燃气轮机装置定压加热循环如图 9-4 所示，循环增压比π＝7，增温比τ＝4，压
气机吸入空气压力
。压气机绝热效率
，燃机轮
机相对内效率ηT＝0.92，若空气取定比热容，其＝1.03 KJ/（kg·K）、＝0.287 KJ/
（kg·K），k＝1.3863。
试求：（1）装置内部热效率ηi，循环吸热量 q1 和放热量 q2；（2）压气机及燃气轮机中
燃气轮机过程中熵产为 0.098kJ／（kg·K）。工质可视为理想气体，且燃气性质近似空气，
求：（1）循环热效率；（2）若回热度为 0.7，循环热效率是多少？
解：（1）循环热效率
图 9-3
所以
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沈维道《工程热力学》(第4版)名校考研真题-制冷循环(圣才出品)

第11章制冷循环一、选择题1．在T-s图上，任意一个制冷循环其（）。

[南京航空航天大学2008研]A．吸热大于放热B．吸热等于放热C．吸热小于放热D．吸热与放热关系不定【答案】C【解析】依据公式：，吸热小于放热。

2．某制冷剂的制冷系数等于4，则该制冷剂作为热泵用时，其制热系数等于（）。

[湖南大学2007研]A．6B．5C．4D．无法确定【答案】B【解析】制冷系数，所以作为热泵时，制热系数，所以选B。

二、判断题1．判断题：蒸汽压缩制冷循环采用比热小的工质作制冷剂可以降低节流损失。

（）[同济大学2005研]【答案】对2．在相同工况下，供暖系数一定大于制冷系数。

（）[天津大学2004研]【答案】对3．若热源与冷源的温差愈大，则循环热效率愈大，且制冷系数也愈大。

（）[东南大学2002研]【答案】错【解析】因为如果温差越大，低温热源的温度越低，则制冷系数越小4．压缩空气制冷装置循环的制冷系数ξ越大，其制冷量越小。

（）[湖南大学2007研]【答案】错【解析】制冷系数，一般越大，吸热量越大，制冷量大。

三、名词解释制冷量。

[东南大学2004年考研试题]答：制冷量是指在1个制冷循环中制冷剂从低温热源吸收的热量。

四、简答题1．试从热力学角度分析，空调器的制冷和制热的机理。

[北京航空航天大学2004、2006研]解：机理如图11-1所示。

图11-1空调制冷、制热均利用热机的逆卡诺循环，外界对热机作功，从低温热源吸热，向高温热源放热。

制冷时，室内作为高温热源，热量被吸走，降温，达到制冷目的；制热时，室内作为低温热源，吸收热量，升温，达到制热目的。

2．试画出蒸气压缩式热泵下的T-s图，并用各状态点的焓表示出其制热系数。

[天津大学2005研]解：蒸气压缩式热泵下的T-s图如图11-2图所示：图11-2制热系数为：。

3．实际空气制冷循环不可逆损失主要来自哪里？如何减少？[同济大学2005年考研试题]解：（1）空气压缩式制冷是利用常温下将较高压力下的空气进行绝热膨胀将获得低温低压的空气这一原理获得所需的低温，其工作原理图如11-3所示，p-V、T-S图如图11-4所示。

工程热力学考研沈维道《工程热力学》配套考研真题集

工程热力学考研沈维道《工程热力学》配套考研真题集第一部分名校考研真题第1章基本概念及定义一、选择题1. 所谓真空是指（）。

［北京航天航空大学2002研］A. 表压力为零B. 绝对压力为零C. 绝对压力小于当地大气压力D. 表压力等于当地大气压力【答案】C @@@2 .准静态过程是（）。

［南京航空航天大学2008研］A. 平衡过程B. 可逆过程C. 不可逆过程D. 无限接近平衡的过程【答案】D @@@【解析】准静态过程指造成系统变化的不平衡势差无限小，使该系统任何时刻都无限接近于某个平衡态，可知选D。

3 .对于理想气体，下列参数中（）不是温度的单值函数。

［湖南大学2007研］A .内能B.焓C .比热D •熵【答案】D @@@【解析】理想气体的熵不是温度的单值函数，它还与压强、比容、气体的热力学参数有关。

4 .若已知工质的表压力P g = 0.07Mpa,环境压力Pa = 0.1Mpa o则工质的绝对压力为（）。

［宁波大学2008年考研试题］A . 0.03MPaB . 0.17MPaC . 0.07MPaD . 0.1MPa【答案】B @@@【解析】工质的绝对压力=环境压力+表压力，故答案选择0.17MPa。

二、填空题1. _____________________________________________ 状态参数中的直接测量量不可测量量有_____________________________________ 与热力学第二定律有关的一个状态参数。

［天津大学2005研］【答案】p、T、V ;V、H、S;熵@@@2. _______________________________________________________ 工质在流过一绝热节流阀的节流过程中压力下降，此过程中参数________________ 不变; 当该工质为理想气体时，参数也不变。

［北京理工大学2007研］【答案】焓；温度@@@三、判断题1. 渐缩喷管出口截面的压力随着背压的降低面降低，当背压降至临界压力以下时，出口截面的压力等于背压值。

沈维道《工程热力学》(第4版)章节题库-理想气体混合物及湿空气(圣才出品)

的熵相等，试确定其摩尔分数。
已知：氮气
；
氩气
。
解：据混合气体的性质，混合气体的比定压热容和折合气体常数为
（a）
根据题意
即式（a）代入式（b）代入题给数据，得
（b）
，考虑到
，所以
2．刚性绝热容器由隔板分成 A 和 B 两部分（图 12-2）。两侧各储有 1mol 和，且
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前后温度相等，因此，混合熵增为
3．秋季白天秋高气爽气温较高，此时的空气为（）。 A．干空气 B．饱和空气 C．未饱和空气 D．过热空气【答案】C 【解析】地球上的大气或多或少都含有水蒸气，湿空气本身并无过热之说，只有饱和与未饱和之分，空气中带有的水蒸气在过热状态（温度高于其饱和温度），则为未饱和湿空气，水蒸气达饱和状态（温度等于其饱和温度），则为饱和湿空气。
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小，所以工程上常忽略由此造成的焓值的改变。
7．湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化（）。
A＜0 或△U＞0
【答案】B
1．下面说法中正确的是（）。 A．绝对湿度越大，则相对湿度越大 B．含湿量小，则湿空气的吸湿能力越强 C．相对湿度越小，则湿空气的吸湿能力越强 D．相对湿度越大，则湿空气的吸湿能力越强【答案】C
4.76mol 空气，则空气的熵为（）。
A．
B．
C．
D．都不对。
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【答案】C
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【解析】混合过程不可逆，所以由 1atm、25 的 1mol 氧和 3.76mol 氮等压混合组

沈维道《工程热力学》(第4版)名校考研真题-气体和蒸汽的性质(圣才出品)

2．理想气体只有取定比热容时，才能满足迈耶公式：cp − cv = Rg 。（）[南京航空
航天大学 2008 研] 【答案】错【解析】只要是理想气体，就满足迈耶公式。
3．（1）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。（）
（2）活塞式压气机采用多级压缩和级间冷却方法可以提高它的容积效率。（）[西
【答案】T1（p2/p1）；0； cv (T2 − T1) ； cv (T2 − T1)
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三、判断题
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1．流动功的大小仅取决于系统的进口和出口状态，而与经历的过程无关。（）[天
津大学 2005 研]
【答案】对
【答案】A
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【解析】在四个选项中，只对于理想气体的绝热过程， du = cV dT ，且 dq = 0 ，即 w = −cV dT 。
4．理想气体等温过程的技术功＝（）。[宁波大学 2008 研] A．0 B2
【答案】C
【解析】 wt
A．升高 B．降低 C．不变【答案】A 【解析】充气的过程中增加了流动功，故导致瓶子气体的内能升高，温度升高。
3． w = cvdT 使用条件为（
A．理想气体绝热过程
）。[湖南大学 2007 研]
B．理想气体可逆过程
C．任何工质定容过程
D．任何工质绝热过程
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【答案】错【解析】上式不仅只适应于理想气体，也只能用于可逆过程。
四、名词解释 1．理想气体与实际气体。[天津大学 2005 研] 答：理想气体是不考虑分子之间的作用力以及气体分子本身所占体积的气体模型，严格地说它是一种假想的气体。实际气体则是实际存在的气体。前者遵循理想气体方程式等规律，后者则不遵循这种规律。实际气体的压力趋近于零时，实际气体就趋向于理想气体。

沈维道《工程热力学》(第4版)名校考研真题-热力学第一定律(圣才出品)

，其中
1 2
mc2
、Ws
两项为
机械能的形式。
2
4．若热力学第一定律表达式写作 q = u + pdv ，那么该式的使用条件是什么？为什 1
么？[北京理工大学 2007 研] 答：使用条件为准静态或可逆过程。因为只有在准静态或可逆过程时，系统膨胀功 w 才
2
等于 pdv 。 1
5．如图 2-1 所示，A、B、C、D 分别为 p-v 图上的圆周上的四个点，是比较 qABC 与 qADC 的大小。[湖南大学 2007 研]
算式与使用什么工质无关，与过程是否可逆也无关。
2．试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。[大连理工大学 2004 研]
答：开口系统能量方程的一般表达式为：
Q
=
dEf
+
h
+
1 c2 2
+
gz
dmout
−
h
+
1 c2 2
+
gz
dmin
+ Wnet
式中， Q 为开口系与外界交换的热量； dEf 为开口系控制容积内的储存能的变化量；
h
+
1 2
c2
+
gz
dmout
为出口处时工质的焓值、动能及位能；
h
+
1 2
c2
+
gz
dmin
为进口处
工质的焓值、动能及位能； Wnet 为开口系何外界输出的轴功。
3．稳定流动能量方程式中，哪几项能量是机械能形式？[东南大学 2002 研]
答：稳定流动能量方程是
Q
=
H

沈维道《工程热力学》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第12~13章)【圣才出品】

V Vi
i
道尔顿分压力定律和亚美格分体积定律只适用于理想气体状态。
2．混合气体的成分
（1）气体混合物占组成含量百分数分类
①质量分数；
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②摩尔分数；
③体积分数。
（2）各种百分数的表示方法
①质量分数是组分气体质量与混合气体总质量之比，第 i 种气体的质量分数用 wi 表示
律。
（2）分体积定律
另一种分离方式如图 l2-1 所示。各组成气体都处于与混合物相同的温度、压力(T、p)
下，各自单独占据的体积Vi 称为分体积。对第 i 种组成写出状态方程式为 pVi ni RT
(12-2)
图 l2-1 理想气体分体积示意图对各组成气体相加，得出
pVi RT ni
i
i
可得
i
xi
i
Rg ,eq
1
Rg ,eq Rg .i wi
i
（12-10）
二、理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵 1．理想气体混合物的比热容
混合气体的比热容是 lkg 混合气体温度升高 l℃所需热量。1kg 混合气体中有 wi kg 的
第 i 组分。因而，混合气体的比热容为
c wici
i
同理可得混合气体的摩尔热容和体积热容分别为
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沈维道《工程热力学》（第 4 版）笔记和课后习题（含考研真题）详解
第 12 章理想气体混合物及湿空气
12.1 复习笔记
一、理想气体混合物 1．分压力定律和分体积定律（1）分压定律
p pi

沈维道《工程热力学》(第4版)章节题库-蒸汽动力装置循环(圣才出品)

过程绝热
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，所以
锅炉内熵产和作功能力损失
冷凝器内熵产和作轮机的新蒸汽温度 400 ℃、压力 3 MPa，抽汽压力 0.8 MPa，冷凝器工作压力为 10 kPa，回热器排出 0.8 MPa 的饱和水，忽略水泵功，求循环热效率（图 10-4）。
图 10-2 解：状态 1：由 30 MPa、500℃，查水蒸气表，得
状态 2：由 10 kPa，查饱和水蒸气表，得
据
，所以状态 2 为饱和湿蒸汽状态
状态 3：
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状态 4：
汽轮机输出功水泵耗功从锅炉吸热量冷凝器中放热量循环热效率
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第 10 章蒸汽动力装置循环
一、选择题 1．工程上尚无进行卡诺循环的蒸汽动力装置的原因是（）。 A．卡诺循环的工质只能是理想气体 B．循环放热量太大，吸热量太小 C．湿饱和蒸汽区温限太小且压缩两相介质困难 D．不能实现等温吸热和等温放热【答案】C 【解析】卡诺循环是由两个绝热过程和两个等温过程组成的理想可逆过程，并没有对工质的性质提出任何限制，在湿饱和蒸汽区内进行蒸汽循环，保持吸热和放热过程等压即可以等温吸热和等温放热。把凝汽器内压力维持在较低的水平，可以把放热量降低到合理的水平。但是，水蒸气动力循环要实现卡诺循环，必须在湿饱和蒸汽区内进行循环，使得吸热温度不能大于临界温度，放热必定高于环境温度，两者的温差太小，导致热效率太低，同时压缩过程的起点是这两相区，而目前压缩两相介质在技术上尚有困难。
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沈维道《工程热力学》(第4版)课后习题-气体和蒸汔的基本热力边程(圣才出品)

第4章气体和蒸汔的基本热力边程4-1 有2.3kg和CO，初态T1＝477K，P1＝0.32MPa，经可逆定容加热，终温T2＝600K，设CO为理想气体，求△U、△H、△S及过程热量。

（1）比热容为定值；（2）比热容为变值，按气体性质表计算。

解：由题意可知V2＝V1所以由附表得所以（1）比热容为定值，CO为双原子分子，所以因过程定容，所以W＝0Q＝△U＋W＝△U＝209.94kJ（2）比热容为变值时由附表查得所以因过稳定容4-2 甲烷CH4的初始状态p1＝0.47MPa、T1＝293K，经可逆定压冷却，对外放出热量4110.76J/mol，试确定其终温及1molCH4的热力学能变化量△U m、焓变化量△H m。

设甲烷的比热容近似为定值，cρ＝2.3298kJ/（kg•K）。

解：查附表得甲烷的摩尔质量M＝16.04×10－3kg/mol由4-3 试由导出理想气体进行可逆绝热过程时，过程功和技术功的计算式。

解：由可逆绝热可知，pu－k＝常数4-4 氧气由t1＝40℃，p1＝0.1MPa被压缩到p2＝0.4MPa，试计算压缩1kg氧气消耗的技术功。

（1）按定温压缩计算；（2）按绝热压缩计算，设为定值比热容；（3）将它们表示在p-v图和T-s图上，试比较两种情况技术功大小。

解：查附表得氧气的摩尔质量（1）定温压缩（2）按绝热压缩计算且为定值比热容由q＝△h＋W t可知，W t＝q－△h＝q－（h2－h1）因为过程绝热，所以q＝0（3）在p-v图上，定温压缩和绝热压缩技术功分别以面积12T mnl和12s mnl表示（图4-1）W t，T＜W t，s，在T-s图上，定温过程W t，T＝q T，用面积12T mml表示，绝热过程W t，＝h1－h2＝h2T－h2s，用面积12S2T mn1表示，显见W t，T＜W t，s。

s图4-14-5 同上题，若比热容为变值，试按气体热力性质表计算绝热压缩1kg氧气消耗的技术功。

沈维道《工程热力学》(第4版)章节题库-气体和蒸汽的性质(圣才出品)

第3章气体和蒸汽的性质一、选择题1．下面说法中正确的是（）。

A．某蒸汽的温度若高于临界温度，则不可能通过改变压力使蒸汽液化B．某蒸汽的温度若高于临界温度，则可以通过改变压力使蒸汽液化C．某蒸汽的温度若低于临界温度，则不可能通过改变压力使蒸汽液化【答案】A2．下列哪些气体近似可看作理想气体?（）A．柴油机起动空气瓶中的高压空气B．动力机内的水蒸气C．空调设备中空气所含水蒸气D．冰箱压缩机内的制冷剂气体【答案】C【解析】并不是只要是空气就可以作为理想气体，考察气体是否可近似作为理想气体主要依据其压力，空调设备工作压力和温度不高，其中空气所含水蒸气分压力更低，故可当作理想气体，其他三种状况工质均不宜做理想气体处理。

3．为（）。

A．理想气体、闭口系统、可逆过程B．实际气体、开口系统、可逆过程C．任意气体、闭口系统、任意过程D．任意气体、开口系统、任意过程【答案】A【解析】q＝△u＋w是普遍适用于闭口系的，从q＝△u＋w导出受到两处制约：，非理想气体的热力学能是温度和比体积的函数，只有理想气体的可逆过程才同时满足这两点要求。

4．理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加的?（）A．热力学能B．熵C．压力D．温度【答案】B【解析】人们的直觉认为吸热过程温度必定升高，理想气体的热力学能和温度间有单值关系，所以热力学能也将增大，但事实上任何过程的进行都受第一定律的制约，据q＝△u＋w，理想气体在可逆吸热过程中△u的变化还要受制于w的大小及正负，若理想气体对外作功大于吸热量，气体热力学能将减小，导致温度下降、压力下降。

但据熵的定义，气体可逆吸热过程的熵必增加。

5．在空气定压加热过程中，加热量（）转化为热力学能增加量。

A．37％B．65％C．68.4％D．71.4％【答案】D【解析】理想气体定压加热过程的加热量为，过程中的热力学能变化，将空气作为理想气体，双原子理想气体的比热容取定值时，比热容比为1.4，故。

6．当锅炉内的温度等于该压力对应饱和温度时，锅炉内可能为（）。

沈维道《工程热力学》(第4版)章节题库-气体和蒸汽的基本热力边程(圣才出品)

图 4-2
7．如图 4-3 所示，1-2 及 1-3 为两个任意过程，而 2-3 为一多变指数 n 为 0.9 的多变
过程。下面正确的关系是（）。
A． u1,2 u1,3 D． u1,2 u1,3
B． u1,2 u1,3 E． u1,2 = u1,3
C． u1,2 u1,3
【答案】A
图 4-3
4．一绝热刚性容器，中间用刚性隔板分开，一侧装有高压气体，另一侧为真空，现突
然抽去隔板，则容器内气体的温度将（）。
A．增加
B．减小
C．不变
D．无法确定
【答案】C
5．工质是理想气体的系统在多变过程中，降温又升压，则（）。 A．n＝k B．n＜k C．n＞K D．n≤k 【答案】B 【解析】在可逆绝热过程中气体膨胀降温，压力也下降，据在 p-v 图和 T-s 图上参数变化的规律，在 n 从 1→k→＋∞（－∞）→0 变化的过程中，随温度下降，但压力也下降，只有在 0→1（＜k）范围内才同时满足降温又升压。
=
p2 p1
三、问答题 1．试确定 p-v 图上一组等温线簇温度的大小和 T-s 图上一组等容线簇比体积的大小。
答：如图 4-4 所示，取等压过程 1-2，与等温线簇相交于 1、2。因 p1＝p2，所以
，
即
。由于 v2／v1＞1，所以，T2＞T1，即等温线簇中右上方的等温线的温度高。
图 4-5 3．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？
答：定压： n = 0 ；定温 n = 1；绝热 n = ；定容 n = 。 4．有两个任意过程 ab 与 ac ，b 及 c 点在同一条可逆绝热线上，如图 4-6 所示。设工质
为理想气体，其比热为定值。试问 uab 与 uac 哪个大？为什么？

沈维道《工程热力学》(第4版)名校考研真题-气体动力循环(圣才出品)

第9章气体动力循环一、选择题活塞式内燃机定容加热、混合加热、定压加热3个循环在压缩比和吸热量相同的条件下，热效率的关系为（）。

[西安交通大学2003研]A．B．C．【答案】B【解析】在压缩比与吸热量相同的条件下，放热量有。

根据循环热效率的公式可得：。

二、填空题一活塞式内燃机的理想循环，若活塞在下止点位置时气缸容积为V1，活塞在上止点位置时气缸内容积为V2，那么此循环的压缩比为_______。

循环效率随压缩比的提高呈现_______的趋势。

[北京理工大学2005研]【答案】；提高三、判断题实际蒸汽动力，装置与燃气轮机装置，采用回热后每千克工质作功量均增加。

（）[天津大学2005研]【答案】错【解析】采用回热后，总的热效率提高，但是工质质量不变的前提下输出功减少，因而单位质量公职的做功量减少。

四、简答题1．定性地画出具有回热的燃气轮机装置示意图，并在T-s图上定性地分析回热对热效率的影响。

[北京航空航天大学2004、2005研]解：燃气轮机装置示意图如图9-1所示。

图9-1与未采用回热的循环相比，循环净功不变，回热后，只有5-3过程吸热，即q减小，故循环效率提高。

2．综观蒸汽动力循环、燃气轮机循环、内燃机循环以及其他动力循环，请分析归纳转换为机械能的必要条件或基本规律？[天津大学2005研]解：动力循环工作过程的一般规律是任何动力循环都是以消耗热能为代价，以作功为目的。

但是为了达到这个目的，首先必须以升压造成压差为前提，否则消耗的热能再多，倘若没有必要的压差条件，仍是无法利用膨胀转变为动力。

由此可见，压差的存在与否是热能转化为机械能的先决条件，它也为拉开平均吸、放热温度创造了条件。

其次还必须以放热为基础，否则将违背热力学第二定律。

总之，升压是前提，加热是手段，作功是目的，放热是基础。

3．什么是回热？试解释在热机循环中若能采取回热措施，从热力学角度简单说来将会带来什么好处？[华中科技大学2005研]解：回热是指，在保持构成循环的热力过程性质不变的条件下，利用循环中某些放热过程的放热量来满足另一些吸热过程的吸热需要的措施。

沈维道《工程热力学》(第4版)名校考研真题-理想气体混合物及湿空气(圣才出品)

第12章理想气体混合物及湿空气一、选择题1．湿空气是干空气和水蒸汽的混合物，不能作为完全气体看待。

该表述（）。

[北京航空航天大学2005、2006研]A．正确B．错误【答案】B2．依理想混合气体的假定，第i种组成气体的状态方程可写成（）。

[东南大学2004研]A．B．C．D．【答案】B【解析】依据分压定律可知，除B选项正确之外，还有p i V=m i R m T。

二、填空题1．水、冰和汽三相共存点的热力学温度为______K。

[北京航空航天大学2005、2006研]【答案】273.16【解析】φ=100%时，湿空气饱和，即湿度无法继续提高，仍然由空气和水蒸气组成。

2．用仪表可测得湿空气的露点温度、干球温度和湿球温度，若测量值分别是18℃、21℃和24℃三个值，其中______℃是湿球温度。

[东南大学2004研]【答案】21°C【解析】干球温度>湿球温度>露点温度。

3．相对湿度定义为______；当湿空气处于饱和状态时，其相对湿度为______；干空气的相对湿度为______。

[北京理工大学2007研]【答案】或；100%；0三、判断题1．在T-S图中，理想气体的定压线比定容线陡。

（）[同济大学2006研]【答案】错【解析】在T-S图中，理想气体的定容线比定压线陡2．湿空气中的水蒸气处于饱和状态。

（）[天津大学2004研]【答案】对3．湿空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的含量就越大。

（）[西安交通大学2003研]【答案】错【解析】相对湿度是水蒸气分压力与相同温度下的饱和压力的比值，因此不同温度下的湿空气的相对湿度没有可比性，不能得到空气中水蒸气含量多少的结论。

4．露点温度其值等于空气中水蒸气分压力对应的饱和温度。

（）[东南大学2003研] 【答案】对四、名词解释1．含湿量。

[东南大学2004研]答：指1kg干空气中所含水蒸汽的质量。

2．绝对湿度与相对湿度。

[中科院—中科大2007研]答：湿空气的绝对湿度是指单位体积湿空气中包含的水蒸气的质量，也即水蒸气的密度。

沈维道《工程热力学》(第4版)章节题库-压力机的热力过程(圣才出品)

D．βi＝（pZ
二、判断题
1．如果多级压缩的分级越多，且每两级之间均设置中间冷却措施，则压气机消耗的轴功将减少的越多。
【答案】对
2．压缩机的余隙容积对压缩机压缩每公斤工质的理论功没有影响。【答案】对【解析】有余隙容积后，如生产增压比相同、质量相同的同种压缩气体，理论上所消耗的功与无余隙容积时相同。
三、问答题 1．压缩机压缩过程的多变指数 n 的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数 n 应增加还是减少？答： n [1, k] ，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数 n 应减少。
2．有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，问采用多级压缩有何好处？答：采用多级压缩，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。
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第 8 章压力机的热力过程
一、选择题
1．压气机压缩气体所耗理论轴功为（
2
A． pdv 1
2
B． d( pv) 1
【答案】C
）。
2
C． pdu＋p1v1－p2v2 1
2．对一定大小气缸的活塞式压气机，因余隙容积的存在（）。 A．生产 1kg 气体的理论耗功增大，压气机生产量下降 B．生产 1kg 气体的理论耗功增大，压气机生产量不变 C．生产 1kg 气体的理论耗功不变，实际耗功增大，压气机生产量下降 D．生产 1kg 气体的理论耗功不变，实际耗功增大，压气机生产量不变【答案】C 【解析】活塞式压气机余隙容积的存在对压气机生产 1kg 压缩气体的理论耗功没有影响，但因余隙容积的存在使气缸的容积不能充分利用，因而容积效率降低，生产量下降，使生产 1kg 气体的实际耗功增大。

沈维道《工程热力学》(第4版)章节题库-热力学第一定律(圣才出品)

参数。
3．q＝△h＋wt 适用于（）。
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A．理想气体、闭口系统、可逆过程 B．实际气体、开口系统、可逆过程 C．任意气体、闭口系统、任意过程 D．任意气体、开口系统、稳流过程【答案】D 【解析】在从基本能量方程导出 q＝△h＋wt 的过程中除利用稳定流动过程中控制体积的贮能变化为零外，没有施加其他任何限制，所以 q＝△h＋wt 可用于任意气体开口系统的稳流过程。
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第 2 章热力学第一定律
一、选择题 1．热力学第一定律用于（）。 A．开口系统、理想气体、稳定流动 B．闭口系统、实际气体、任意流动 C．任意系统、任意工质、任意过程 D．任意系统、任意工质、可逆过程【答案】C 【解析】热力学第一定律的实质就是能量守恒与转换定律，所以它可以不受限制地适用于任意系统、任意工质、任意过程。
4．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．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
【答案】A
5．闭口系统功的计算式 W＝U1﹣U2（）。
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
3．膨胀功、流动功和技术功都是与过程路径有关的过程量。（）【答案】错
4．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少。（）【答案】错
5．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过的技术功也可以表示为 wt = −v d p 。（）
【答案】错
7．净流动功的大小仅取决于系统进出口工质状态而与工质经历的过程无关。（）【答案】对