工程热力学期末复习题1

三、简答题

1．绝热刚性容器用隔板分成A、B相同的两部分， A侧充满空气，B侧为真空，分析突然抽掉隔板后 气体的状态参数（热力学能、焓、熵）如何变化？
1
2

2．平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状 态与均匀状态有何区别和联系? 3．绝热过程是定熵过程吗？多变过程是任意过程 吗？ 4．如下图所示的电加热装置，容器中盛有空气， 并设有电阻丝，试问取什么为系统，系统与外界 c 交换的是热量；取什么为系统 ,系统与外界交换的 是电功；取什么为系统，系统与外界没有任何能 量交换。




9．是否一切熵增过程都是自发过程？可逆过程的 熵增必须为零？ 10．简述制冷循环和热泵循环的异同点。 11．气体在喷管中流动，欲使超音速气流加速， 应采用什么形式的喷管？为什么？ 12．在内燃机混合加热理想循环、定容加热理想 循环及定压加热理想循环中，提高压缩比都可使 循环热效率提高，试从第二定律分析其原因。 13．蒸汽动力装置采用再热的根本目的是提高循 环的热效率吗？

2. 将一根即 m 0.36 kg的金属投入 mw 9 kg 的水中，初始时金属棒的温度 Tm,i 1060 K， 水的温度 Tw 295K，比热容分别为 cm 0.42kJ/ kg K 和 cw 0.4187kJ/ kg K ， 设容器绝热，试求终温和金属棒、水以及 它们组成的孤立系的熵变。
×
源自文库
。
30. 对于未饱和空气，干球温度≥湿球温度≥露点温度。 √ 31．湿空气的相对湿度愈大，则其水蒸气分压力愈大。 32. 相对湿度越大则空气的含湿量越高； ×
33．已知湿蒸汽的压力与温度就可以确定湿蒸汽的状态。 ×
34．滞止参数是工质经定熵滞止后得到的状态参数。 √ 35．露点温度等于空气中水蒸气分压力对应的饱和温度。 √
6、画出单级活塞式压缩机将空气由相同初态，分别经定温 压缩、定熵压缩和多变压缩过程达到相同的终态压力的p-v， T-s图，并说明其耗功量的大小关系。 7、定性画出内燃机三种理想循环的p-v，T-s图。 8、在T-s图上画出采用再热的郎肯循环循环图，并定性说明 再热循环对循环热效率的影响。 9、画出蒸汽压缩制冷系统的T-s 图，并说明各个过程是在哪 个设备中完成的。
1）工质升温、升压、放热；
2）工质膨胀、降温、放热。
4、在p-v图及T-s图上画出空气的n=1.2的膨胀过程1-2和
n=1.6的压缩过程1-3，并确定过程1-2和1-3中功和热量的 正负号及初终态热力学能的大小。 5、在T-s图上画出下面两各热力过程： 1)k=1.4的空气，多变压缩过程n=1.325； 2)n= 0.92的吸热过程。





14.画图分析新蒸汽参数对基本朗肯循环的热效率有 和影响？ 15. 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀代替膨胀机，压缩 空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？ 16. 当湿空气的相对湿度固定不变时，湿空气的温 度增高，湿空气的含湿量d、露点温度、湿球温度如 何变化？ 17．简述干球温度、湿球温度、露点之间的区别。 18．如果选取燃气轮机装置理想循环的最佳增压比， 是否意味着可获得最高的循环热效率，为什么？
15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决于温度。 ×
16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 × 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质 的熵总是不变的。×
18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率；× 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 × 20．热力学恒等式du=Tds-pdv与过程可逆与否无关。 ×
始状态的过程。 ×
9. 根据比热容的定义式c=dq/dT，可知理想气体的Cp为一过程量.
×
10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程×.
11．在管道内作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 √
12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。× 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 √ 14．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。 ×

3．在两个恒温热源间工作的某动力循环系 统，其高温热源温度 =1000K低温热源温 度 =300K。循环中工质吸热过程的熵变 Δs1=1.0kJ/(kg· K) ，吸热量 =980kJ/kg； 工质放热过程的熵变Δs2= –1.02kJ/(kg· K), 放 热量 =600kJ/kg。环境温度 =300K，试 求：(1)循环的热效率(2)吸热过程和放热过 程的熵流和熵产；(3)判断该过程能否实现。
程的斜率。 √
25. 压缩过程耗功是体积膨胀功，压气机耗功是技术功； √
26．供热量一定，用电炉取暖与用热泵式空气取暖耗电量一样多。×
27．渐缩喷管出口截面参数不变，背压提高，则喷管流量下降。× 28．工质在变截面管道内流动，管道的最小截面即为临界截面。 × 29．对于渐放型喷管，当进口流速为亚音速时，可是气流压力升高
21．当热源和冷源温度一定，热机内工质能够做出的最大功就是
在两热源间可逆热机对外输出的功。 √ 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未 变，所以焓的变化量Δh=cpΔT=0。 × 23．定压过程的换热量Q=∫cpdT仅适用于理想气体，不能用于实
际气体。 ×
24．在p－v图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过
工程热力学 期末复习题
一、判断题
1. 平衡状态一定是稳定状态×。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律。 √ 3．公式d u = cv d t适用于理想气体的任何过程。√ 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 ×
5．在T—S图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。√
6．膨胀功与流动功都是过程量。√ 7．当把一定量的理想气体从相同的初始状态压缩到相同的终压 力时，以可逆定温压缩过程最为省功。 √ 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初
C




5．热量与功有什么相同的特征，两者的区别是什 么？ 6．为什么T-S图上过同一点的气体的定容线要比 定压线陡一些？ 7．工质在压力p1下被吸入气缸，可逆压缩至p2(p1 ＜p2)，然后排出气缸，试在p－v图上表示出此工 作过程的膨胀功和技术功，并说明技术功和膨胀 功之间的关系。 8．对于闭口系统，引起系统熵变的因素有哪些？ 开口系统呢？
四、计算题

1. 1kg N2在一热力过程中从初态0.2MPa、 157℃变化到0.1 MPa 、27℃，过程的技 术功为34.94kJ/kg，周围环境温度 T0 = 300K；试问过程是否为可逆过程？过程 有无不可逆损失？若有不可逆损失，不可 逆损失为多少？（视N2为定比热理想气 体，定压比热容Cp=1.038kJ/kg.k，气体常 数 Rg =0.297kJ/kg.k）。

4. p0 = 1.0MPa，t0 =20℃的空气可逆绝热流经渐缩 喷管，在喷管截面F 为0.003 平方米处的气流马赫 数为0.7，若背压为0.25MPa，试求F 截面处空气 的温度及流速，喷管出口截面积A2 及空气出口流 速，空气比定压热容为 C p =1004J /(kg. K) 。

5．活塞压缩机每分钟转速360转，从环境吸进 21℃的空气14 将之压缩到0.52 MPa输出。设压 缩过程为可逆多变过程，多变指数为1.3,压缩机容 积效率v =0.95。求:(1) 所需输入压缩机的功率； (2) 余隙容积比及活塞排量。空气作理想气体,比 热容取定值；空气气体常数 =287J/(kg· K)、Cp =1005J/(kg· K)、环境大气压Pb=0.1013 MPa。
二、图示题
1、试在T-S图上定性的表示出n=1.2的理想气体的压缩过程，
并在图上用面积表示所耗过程功w或技术功wt。
2、试将满足以下要求的多变过程表示在p-V图和T-s图上（先 标出四个典型过程）： （1）工质膨胀、放热； （2）工质压缩、放热且升温。
3、将满足下列要求的理想气体的多变过程表示在p—v图、 T—s图上。