热工基础习题

第一章热力学基础知识一、填空题1．实现能和能相互转化的工作物质就叫做。

2．热能动力装置的工作过程，概括起来就是工质从吸取热能，将其中一部分转化为，并把余下的一部分传给的过程。

3．热力系统与外界间的相互作用一般说有三种，即系统与外界间的交换、交换和交换。

4．按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为和两类。

5．状态参数的变化量等于两状态下，该物理量的差值，而与无关。

6．决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需个。

7．1mmHg=Pa；1mmH2O=Pa。

8．气压计读数为750mmHg，绝对压力为×105Pa的表压力为MPa。

9．用U形管差压计测量凝汽器的压力，采用水银作测量液体，测得水银柱高为。

已知当时当地大气压力Pb=750mmHg，则凝汽器内蒸汽的绝对压力为MPa。

10．一个可逆过程必须是过程，而且在过程中没有。

11．只有状态才能用参数坐标图上的点表示，只有过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。

12．热量和功都是系统与外界的度量，它们不是而是量。

13．工质作膨胀功时w0，工质受到压缩时w0，功的大小决定于。

二、名词解释1．标准状态——2．平衡状态——3．准平衡过程——4．可逆过程——5．热机——6．热源——7．热力系统——8．体积变化功——9．热力学温标——10．孤立系——三、判断题1．物质的温度越高，则所具有的热量愈多。

2．气体的压力越大，则所具有的功量愈大。

3．比体积和密度不是两个相互独立的状态参数。

4．绝对压力、表压力和真空都可以作为状态参数。

6．孤立系内工质的状态不会发生变化。

7．可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。

8．凝汽器的真空下降时，则其内蒸汽的绝对压力增大。

9．若容器中气体的压力没有改变，则压力表上的读数就一定不会改变。

四、选择题1．下列各量可作为工质状态参数的是：（1）表压力；（2）真空；（3）绝对压力。

2．水的三相点温度比冰点温度应：（1）相等；（2）略高些；（3）略低些。

3．下列说法中正确的是：（1）可逆过程一定是准平衡过程；（2）准平衡过程一定是可逆过程；（3）有摩擦的热力过程不可能是准平衡过程。

4．下列过程中属可逆过程的是：（1）自由膨胀过程；（2）等温传热过程；（3）有摩擦的热力过程。

5．一台功率为600MW的汽轮发电机组连续工作一天的发电量为：（1）×107kJ；（2）×109kJ；（3）×107kWh。

6．测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是因为：（1）有气体泄漏；（2）气体的热力状态发生变化；（3）大气压力发生变化；（4）以上三者均有可能。

五、问答题1．火电厂为什么采用水蒸气作为工质2．能否说气体的某一个分子具有一定的温度和压力温度和压力究竟是宏观量还是微观量3．准平衡过程和可逆过程有何联系与区别4．为什么称p-v图为示功图T-s图为示热图5．表压力或真空度能否作为工质的状态参数若工质的绝对压力不变化，那么测量它的压力表或真空表的读数是否会发生变化六、计算题1．10kg温度为100℃的水，在压力为1×105Pa下完全汽化为水蒸气。

若水和水蒸气的比体积各为0.001m3/kg和1.673 m3/kg。

试求此10kg水因汽化膨胀而对外所作的功（kJ）。

2．设一容器被刚性壁分为两部分，分别装有两种不同的气体。

在容器的不同部分装有压力表，如图1-1所示。

若压力表A的读数为×105Pa，压力表B的读数为×105Pa，大气压力为×105Pa。

试确定压力表C的读数以及容器内两部分气体的绝对压力各为多少图1-13．用U形管压力计测定容器中气体的压力。

为防止水银蒸发，在水银柱上面加一段水。

如图1-2所示。

测量结果，水银柱高800mm，水柱高500mm。

气压计读数为780mmHg，试计算容器中气体的绝对压力为多少Pa图1-24．如果气压计读数为750mmHg，试完成以下计算：（1）表压力为×105Pa时的绝对压力；（2）真空表上读数为400mmH2o时的绝对压力（Pa）；（3）绝对压力为×105Pa时的表压力。

5．用斜管压力计测量锅炉烟道中烟气的真空，如图1-3所示，斜管的倾斜角α=30°，压力计的斜管中水柱长度L=160mm，当地气压计读数为pb=740mmHg。

求烟气的绝对压力（以毫米汞柱表示）。

图1-3第二章热力学第一定律一、填空题1．系统的总储存能包括和的总和。

2．热力学能是物体因分子而具有的能量，包括和两部分，前者是的函数，后者是的函数，所以热力学能是参数。

3．空气经一热力过程后热力学能增加67kJ，并消耗外功1257kJ，则此过程为过程。

（填吸热或放热）4．一元稳定流动的能量方程式是（1kg工质），它适用于过程。

5．焓的定义式为，其物理意义是。

6．推动功只有在工质时才有意义。

技术功等于和的代数和，所以技术功只对系统才有意义。

7．稳定流动能量方程式用于汽轮机时可简化为，应用于锅炉时可简化为。

8．为了确定高压下稠密气体的性质，取2kg气体在25MPa下从350K定压加热到370K，气体初、终状态的体积分别为和,加入气体的热量为700kJ，则初、终状态下气体热力学能的差值等于。

9．已知国产万kW汽轮机高压缸进口的蒸汽焓h1=kg，出口焓h2=kg,蒸汽流量为380t/h,则汽轮机高压缸产生的功率为kW。

二、名词解释1．流动净功——2．焓——3．稳定流动——三、判断题1．工质进行膨胀时必须对其进行加热。

2．气体膨胀时一定对外作功。

3．系统对外作功后，其储存能量必定减少。

4．系统放热，温度必定降低。

5．由于功是过程量，故推动功也是过程量。

6．闭口系能量方程和开口系稳定流动能量方程的本质是不一样的。

7．由于Q和W都是过程量，故(Q-W) 也是过程量。

8．无论过程可逆与否，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态热力学能的差值。

四、选择题1．膨胀功扣除流动净功即为：（1）轴功；（2）技术功；（3）输出的正功。

2．开口系统中，推动功究竟属于下面哪一种形式的能量：（1）进、出系统中，流体本身所具有的能量；（2）后面的流体对进、出系统的流体为克服界面阻碍而传递的能量；（3）系统中工质进行状态变化由热能转化而来的能量。

3．气体在某一热力过程中吸热50kJ ，同时热力学能增加90kJ ，则此过程为：（1）压缩过程； （2）膨胀过程； （3）体积保持不变。

4．下列说法中正确的是：（1）气体吸热时热力学能一定增加；（2）气体一定要吸收热量后才能对外做功；（3）气体被压缩时一定消耗外功。

5．下列热力学第一定律的表达式中正确的是：21(1)q h vdp =∆-⎰ (2)q dh w δδ=+ 21(3)Q U pdv =∆+⎰五、问答题1．判断下列各式是否正确，并说明原因若正确，指出其应用条件：（1）q=Δu+Δw ；（2）δq=du+δw ；（3）δq=dh -vdp.2．对某可逆过程，用焓表示的热力学第一定律表达式是什么是怎样得来的3．简要说明膨胀功、推动功、轴功和技术功四者之间有何联系和区别如何在p-v 图上表示膨胀功和技术功的大小4．为什么推动功出现在开口系能量方程式中，而不出现在闭口系能量方程式中 六、计算题1．气体在某一过程中吸入热量12kJ ，同时热力学能增加20kJ 。

问此过程是膨胀过程还是压缩过程气体与外界交换的功量是多少2．某火电厂机组发电功率为25000kW 。

已知煤的发热量为29000kJ/kg ，发电厂效率为28%。

试求：(1) 该电厂每昼夜要消耗多少吨煤(2) 每发1kWh 电要消耗多少kg 煤3．一定量气体在汽缸内初容积为，可逆地膨胀至终容积,气体压力在膨胀过程中保持2×105Pa不变。

若过程中加给气体的热量为80kJ ，求气体的热力学能变化了多少4．一闭口热力系中工质沿acb 途径由状态a 变到b 时吸入热量80kJ ，并对外作功30kJ ，如图2-1所示。

问：（1）如果沿途径adb 变化时，对外作功10kJ ，则进入系统的能量是多少（2）当工质沿途径从b 返回a 时，外界对工质作功20kJ ，此时工质是吸热还是放热其量是多少（3）当Ua=0,Ud=40kJ 时，过程ad 和db 中与外界交换的热量各是多少5．某蒸汽锅炉给水的焓为62kJ/kg ，产生的蒸汽焓为2721kJ/kg 。

已知锅炉蒸汽产量为4000kg/h ，锅炉每小时耗煤600kg ，煤的发热量为25000kJ/kg 。

求锅炉的热效率（锅炉热效率是指锅炉每小时由水变为蒸汽所吸收的热量与同时间内锅炉所耗燃料的发热量之比）6．对定量的某种气体加热100kJ ，使之由状态1沿途径a 变至状态2，同时对外作功60kJ 。

若外界对该气体作功40kJ ，迫使它从状态2沿途径b 返回至状态1。

问返回过程中工质需吸热还是向外放热其量是多少7．某台锅炉每小时生产水蒸气30t ，已知供给锅炉的水的焓值为417kJ/kg ，而锅炉产生的水蒸气的焓为2874kJ/kg 。

煤的发热量为30000kJ/kg ，当锅炉效率为时，求锅炉每小时的耗煤量。

8．某蒸汽动力厂中，锅炉以流量40t/h 向汽轮机供汽；汽轮机进口处压力表的读数是，蒸汽的焓是3441kJ/kg 。

汽轮机出口处真空表的读数是，出口蒸汽的焓是2248kJ/kg ，汽轮机向环境散热为×105kJ/h 。

若当地大气压是760mmHg ，求:（1）进、出口处蒸汽的绝对压力；（2）不计进、出口动能差和位能差时汽轮机的功率。

第三章 理想气体的热力性质及基本热力过程一、填空题1．对于1kg 理想气体其状态方程式为： ，对于mkg 理想气体其状态方程式为： 。

2．空气的通用气体常数R= J/(kmol·K),气体常数R g = J/（kg·K ），标态下的千摩尔体积V m0= m 3/Kmol 。

3．容积为的气罐内盛有氧气，其压力为5×105Pa ，温度为25℃，则罐内氧气的质量为 kg 。

4．比热容的值随 、 、 和 的不同而不同。

5．在定压下加热30kg 的二氧化碳气体由t1=400℃到t2=1000℃所需要的热量是 kJ 。

已知40000.983/()p c kJ kg K =g ，10000 1.122/()p c kJ kg K =g6．按物量单位的不同，气体的比热容分为三种，即 、 和 。

7．理想气体的热力学能和焓都只是 的函数，所以理想气体无论经历什么过程，其热力学能的变化量在数值上总等于 ，其焓的变化量在数值上总等于 。

8．迈耶方程是指 ，它适用于 气体。

9．理想混合气体的总容积等于 之和。

10．混合气体的成分表示法有三种，即 、 和 ，其中 和 在数值上是相等的。