湖南大学工程热力学试题及答案
湖南大学工程热力学试题及答案
诚信应考,考试作弊将带来严重后果！湖南大学课程考试试卷.2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式gv p R c c =-。
……（ ）3. 不可逆过程不能T-s 图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。
………… （ ）4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。
…………………………（ ）5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过程是否可逆，有无耗散效应。
……………………（ ）6. 自发过程都是不可逆过程，非自发过程都是可逆过程。
…………………（ ）7. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。
………………（ ）8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。
……………………………（ ）9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。
………………………………………（ ） 10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。
…………………………（ ） 三、选择题（每小题2分，共20分）1. 理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（ ）。
A.热力学能；B.熵；C.压力；D.温度 2. ⎰+∆=pdv u q 适用于 （ B ） A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程C 理想气体一切过程D 理想气体准静态过程3. 下面参数中，量纲不相同的有（ B ）A. 比热容B. 比焓C. 质量气体常数D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（ C ）。
A.空气作功量大于其热力学能增量；B.空气作功量等于其热力学能增量；C.空气作功量小于其热力学能增量；D.无法确定 5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大？（ A ）。
A. 100ºC ，20bar ；B. 200ºC ，10bar ；C. 100ºC ，10bar ；D. 150ºC ，15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作，其输入功W 为25kJ ，从冷源吸热量Q ,2为110kJ ，此制冷机是（ C ）。
湖南大学工程热力学(车辆2012A)-2-答案
诚信应考,考试作弊将带来严重后果！湖南大学课程考试试卷第 2 页 （共 6 页）6.卡诺循环是热效率最高的循环。
……………………………………………（ × ）7.在p-v 图上可逆绝热线的斜率为pkv-。
…………………………………（ × ） 8. 由热源、冷源和不可逆热机组成的孤立系统经历一个循环，工质的熵不变。
……………………………………………………………………………………（ √ ）9. 任意循环的热效率可表示为ηt =1-q 1/q 2，其中，q 1是工质从高温热源吸收的热量，q 2是工质对低温热源放出的热量。
…………………………………………………（ × ） 10.根据多变指数的取值不同，多变过程可以概括所有的热力过程。
………（ × ） 三、选择题（每小题2分，共20分） 1.t p w c dT δ=- 适用条件为：（ D ）。
A.理想气体可逆过程；B.任何工质可逆过程；C.任何工质定压过程；D. 理想气体绝热过程 2. 若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则△S 不可逆( B )过程△S 可逆。
A.大于B.等于C.小于D.关系不定3. 在最高温度及最高压力一定的条件下，活塞式内燃机循环热效率（ B ）。
A.定容加热>混合加热>定压加热；B.定容加热<混合加热<定压加热；C.混合加热<定容加热<定压加热；D.无法确定4. 两种性质不同，但状态相同的气体作绝热混合，其熵变为( C )。
A.零B.负C.正D.不确定5. 某理想气体，经可逆定压过程对外做功W ，则其内能的变化量和与外界交换的热量分别为（ D ）。
A.无确定值； B.w u k ∆=，q w =； C.u w ∆=，q kw =； D.1w u k ∆=-，1kwq k =- 6. 已知一理想气体可逆过程中，技术功=膨胀功，此过程的特性为：（ B ）。
(完整版)工程热力学试题附答案
一、 判断命题是否正确，错误的加以改正1、 孤立系统的热力状态不能发生变化。
2、 答：×，只要孤立系统发生热力过程，其热力状态就会发生变化。
2、 工质从同一初态出发，经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态，则两种过程中可逆不可逆g g S S ∆>∆、可逆不可逆f f S S ∆>∆、可逆不可逆S S ∆=∆。
答：×，可逆不可逆f f S S ∆<∆3、 热力过程中，系统向外界放热，其温度必然降低。
4、 答：×，热力过程中，系统向外界放热，其温度不一定降低。
5、 一切不可逆循环的热效率1q w net t <η。
答：×，一切循环的热效率1q w net t =η。
6、 系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵一定减小。
7、 答：×，系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵不一定减小。
6、工质经过不可逆循环后，有0<⎰r T Q δ，根据r T Q dS δ=，则有⎰<0dS 。
答：×，工质经过不可逆循环后，有0<⎰r T Q δ，但 ⎰=0dS 。
二、选择题 1、 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，一部分为高压气体，一部分保持真空，抽去隔板前后 DA 、0=∆S ，0=∆U ；B 、0=∆S ，0=∆H ；C 、0<∆S ，0>∆U ；D 、0>∆S ，0=∆U 。
2、 t p w T c q +∆= 适用于 CA 、任意气体、闭口系统、可逆过程；B 、实际气体、开口系统、可逆过程；C 、理想气体、开口系统、稳流过程；D 、任意气体、开口系统、可逆过程。
3、 经过不等温传热后， BA 、热量的可用能和废热均减少；B 、热量的可用能减少，废热增加；C 、热量的可用能不变，废热增加；D 、热量的可用能不变，废热减少。
4、当孤立系统中进行了一不可逆过程后，则孤立系统的总能、总熵、总 用的变化为 CA 、0<∆E ，0>∆S ，0>∆X E ；B 、0>∆E ，0>∆S ，0<∆X EC 、0=∆E ，0>∆S ，0<∆X E ；D 、0=∆E ，0>∆S ，0=∆X E5、在紧闭门窗的房间内，启动一台打开的冰箱，经过一段时间的运行，则室温将BA 、降低；B 、升高；C 、不变；D 、不定。
湖南大学往年工程热力学湖大试题汇编 (7)
③ ∆U A < ∆UB
④ ∆U A = ∆U B =0
8．工质不可逆稳态稳流经某控制容积，则此控制容积内
①储能不变，熵增大
②储能不变，熵不变
③储能增大，熵增大
④储能增大，熵不变
பைடு நூலகம்
9．体系从一个平衡态开始经过不同的两个过程到达相同的终态，其中一个
过程为可逆过程，另一个为不可逆过程，则………………………………（ ）
④可逆过程中工质可以恢复为初态
4．热力系统与外界既有物质交换，又有能量交换，可能是…………（ ）
①闭口系统
② 开口系统
③绝热系统
④ ②或③
第 2 页（共 6 页）
湖 南 大 学 课 程 考 试 卷
装 订 线 ︵ 答 案 不 得 超 过 此 线 ︶
湖 南 大 学 教 务 处 考 试 中 心
5．“经过一个不可逆循环，工质不能恢复原来状态” ………………（ ）
①焓不变，压力下降，温度不变，熵增大
②焓不变，压力下降，温度不变，熵不变
③焓不变，压力不变，温度不定，熵增大
④焓不变，压力下降，温度不定，熵增大
p
三、证明题（共 5 分） 某种理想气体的初态为 A( p1,T1) ，终态为 B( p2 ,T2 ) ，试证明图 2 中 q3 ≠ q1 + q2 。
B
q3
务
处
比较其热效率的大小并简述理由。
考
试
中
心
姓名：
第 1 页（共 6 页）
p
T
2,
3
3
4
2,
2
2
3
1
4 1
v
S
图1
二、单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，请把
(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。
湖南大学工程热力学试题及答案
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……（）2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式3. …………）（不可逆过程不能T-s图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。
4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。
…………………………（）5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过程是否可逆，有无耗散效应。
……………………（）6. 自发过程都是不可逆过程，非自发过程都是可逆过程。
…………………（）7. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。
………………（）8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。
……………………………（）9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。
………………………………………（）10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。
…………………………（）三、选择题（每小题2分，共20分）1. 理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（）。
A.热力学能；B.熵；C.压力；D.温度?pdv??uq?）2. B适用于（一切气体可逆过程B A理想气体可逆过程理想气体准静态过程DC理想气体一切过程3. 下面参数中，量纲不相同的有（ B ）A. 比热容B. 比焓C. 质量气体常数D. 比熵4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（ C ）。
A.空气作功量大于其热力学能增量；B.空气作功量等于其热力学能增量；C.空气作功量小于其热力学能增量；D.无法确定5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大？（ A ）。
A. 100o C，20bar；B. 200o C，10bar；C. 100o C，10bar；D. 150o C，15barTT=250K之间工作，其输入功W为某制冷机在热源6. 及冷源=300K25kJ，从冷源吸12热量Q 为110kJ，此制冷机是（ C ）。
,2..D.可逆或不可逆的 B.不可逆的； C.不可能的；A.可逆的；）。
湖南大学 工程热力学 第4章 理想气体热力过程(复习题)
第4章 理想气体热力过程及气体压缩4．1 本章基本要求熟练掌握定容、定压、定温、绝热、多变过程中状态参数p 、v 、T 、∆u 、∆h 、∆s 的计算，过程量Q 、W 的计算，以及上述过程在p -v 、T -s 图上的表示。
4．2 本章重点结合热力学第一定律，计算四个基本热力过程、多变过程中的状态参数和过程参数及在p -v 、T -s 图上表示。
本章的学习应以多做练习题为主，并一定注意要在求出结果后，在p -v 、T -s 图上进行检验。
4．3 例 题例1．2kg 空气分别经过定温膨胀和绝热膨胀的可逆过程，如图4.1，从初态1p =9.807bar,1t =300C 膨胀到终态容积为初态容积的5倍，试计算不同过程中空气的终态参数，对外所做的功和交换的热量以及过程中内能、焓、熵的变化量。
图4.1解：将空气取作闭口系对可逆定温过程1-2，由过程中的参数关系，得bar v v p p 961.151807.92112=⨯== 按理想气体状态方程，得111p RT v ==0.1677kg m /3125v v ==0.8385kg m /312T T ==573K 2t =300C 气体对外作的膨胀功及交换的热量为1211lnV V V p Q W T T ===529.4kJ 过程中内能、焓、熵的变化量为12U ∆=0 12H ∆=0 12S ∆=1T Q T=0.9239kJ /K 或12S ∆=mRln12V V =0.9238kJ /K 对可逆绝热过程1-2′, 由可逆绝热过程参数间关系可得kv v p p )(211'2= 其中22'v v ==0.8385kg m /3 故 4.12)51(807.9'=p =1.03barRv p T '''222==301K '2t =28C气体对外所做的功及交换的热量为)(11)(11'212211T T mR k V p V p k W s --=--==390.3kJ 0'=s Q过程中内能、焓、熵的变化量为kJ T T mc U v 1.390)(1212''-=-=∆ 或kJ W U 3.390212'-=-=∆kJ T T mc H p 2.546)(1212''-=-=∆ '12S ∆=0例2. 1kg 空气多变过程中吸取41.87kJ 的热量时，将使其容积增大10倍，压力降低为1/8，求：过程中空气的内能变化量，空气对外所做的膨胀功及技术功。
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。
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2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式g
v p R c c =-。
……（ × ）
3. 不可逆过程不能T-s 图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。
………… （ × ）
4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。
………………………（ × ）
5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过程是否可逆，有无耗散效应。
……………………（ √ ）
6. 自发过程都是不可逆过程，非自发过程都是可逆过程。
…………………（ × ）
7. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。
……………（ × ）
8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。
…………………………（ × ）
9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。
………………………………………（ √ ） 10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。
…………………………（ √ ） 三、选择题（每小题2分，共20分）
1. 理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（ B ）。
A.热力学能；
B.熵；
C.压力；
D.温度 2. ⎰
+∆=pdv u q 适用于 （ B ） A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程
C 理想气体一切过程
D 理想气体准静态过程
3. 下面参数中，量纲不相同的有（ B ）
A. 比热容
B. 比焓
C. 质量气体常数
D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（ C ）。
A.空气作功量大于其热力学能增量；
B.空气作功量等于其热力学能增量；
C.空气作功量小于其热力学能增量；
D.无法确定 5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大？（ A ）。
A. 100ºC ，20bar ；
B. 200ºC ，10bar ；
C. 100ºC ，10bar ；
D. 150ºC ，15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作，其输入功W 为25kJ ，从冷源吸热量Q ,2为110kJ ，此制冷机是（ C ）。
z. .
A.可逆的；
B.不可逆的；
C.不可能的；
D.可逆或不可逆的 7.工质不可逆稳态稳流经某控制容积，则此控制容积内，则：（ B ）。
A.储能不变，熵增大
B.储能不变，熵不变
C.储能增大，熵增大
D.储能增大，熵不变
8. 理想气体进行了一个降温，升压的多变过程，则多变指数n 满足：( B )
A. n >k ；
B.n <k ；
C.n =k D 不能确定 9. 系统经过不可逆循环过程后，其熵变 ( B )
A.大于0；
B.等于0；
C.小于0；
D.不定
10. 在密闭门窗的房间内，有一台启动的冰箱，将冰箱门打开，经一段时间运行，则室内温度将（ B ）
A.降低；
B.升高；
C.不变；
D.不定 四、简答题（共15分）
1. 某理想气体经历了下述循环：某理想气体经历了下述循环：（I ）等容吸热，压强从P1升高到P2；（II ）可逆绝热膨胀，压强从P2又回到P1；（III ）等压压缩，体积又回
到循环的初始值，分别在p-v 图及T-s 图上画出这个循环。
（5分） 答：
P 0
T
S
2. 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分） 答：热力学第一定律实质上就是能量守恒与转换定律，即热力过程中参与转换和
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z. .
传递的能量在数量上是守恒的。
其表达式为dE iso =0。
对于常用的闭口系和稳定流动开口系其表达式为q=Δu+w 和q=Δh+1/2Δc f 2+g Δz+w s =Δh+w t 。
热力学第二定律实质上揭示了热力过程的方向、条件和限度，揭示了能量品质的高低。
只有同时满足热力学第一定律和第二定律的过程才能实现。
其表达式为
dS iso ≥0、0
≤⎰T
q
δ或
⎰
≥∆T
q
s δ。
3. 压气机高压缩比时为什么采用多级压缩中间冷却方式？（画p-v 图说明）
答：采用多级压缩、中间冷却，有如下一些好处：
1）可降低排气温度 2）可减少压气机耗功量 3）对于活塞式压气机可提高压气机的容积效率
五、计算题（共40分）
1. 设气缸中1kg 空气（可作理想气体处理）经历一可逆多变过程从初态t 1=27℃、p 1=0.1Mpa 压缩到终态p 2=1MPa ，其多变指数n=1.3。
设空气的比热容为定值。
求过程的膨胀功、技术功、热量和内能变化量、熵变、焓变。
在p-v 图上画出该过程，并表示出膨胀功、技术功。
（该气体的气体常数R g =0.287kJ/(kg ·K)、绝热指数k =1.4)（10分） 解：
1
2211n n T p T p -⎛⎫= ⎪⎝⎭ 1 1.311.3
22111(27327)*510.40.1n n
p T T K p --⎛⎫⎛⎫==+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
1211
*()1**0.287*(300510.4)201.31 1.31
g W m R T T KJ n =-=-=---
1.3*(201.3)261.69t W nW KJ ==-=-
21()1*0.717*(510.4300)150.8568v U mc T T KJ ∆=-=-=
150.8568(210.3)59.4432Q U W KJ =∆+=+-=- 21()1*1.005*(510.4300)211.452p H mc T T KJ ∆=-=-=
.
2211510.41ln ln 1*1.005ln 0.287ln 0.127/3000.1p g T P S m c R KJ K T P ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫
⎛⎫⎛⎫∆=-=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝
⎭P
0 2. 一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，压力为1000kPa ，27℃。
充气开始时，储气罐内为真空，求充气终了时罐内空气的温度。
设充气（10分）
δQ =d(m·u )+(h out +c 2fout +gz out )δm out -(h in +c 2fin +gz in ) δm in +δW s
由于储气罐充气过程为绝热过程，没有气体和功的输出，且宏观能差值和重力位δQ =0，δm out =0，(c 2fin +gz in )δm in =0，δW s =0，δm in =d m ，故有：
d(m·u )=h in ·d m
经积分可得：m·u = h in ·m ⇒u = h in ⇒T 2= h in /c v = c p T in /c v =1.4×300=420K
3. 一活塞气缸装置中的气体经历了2个过程。
从状态1到状态2，气体吸热500kJ ，
活塞对外做功800kJ 。
从状态2到状态3是一个定压的压缩过程，压力为p=400kPa ，气体向外散热450kJ 。
并且已知U1=2000kJ ，U3=3500kJ ，试计算2-3过程中气体体积的变化。
（10分）
解：W 23=p 2(V 3-V 2) 求出W 23，则可求出V 3-V 2 对于过程1-2， ΔU 12=U 2-U 1=Q 12-W 12 所以U 2 =Q 12-W 12+U 1=500-800+2000=1700kJ 对于过程2-3，有
W 23= Q 23-ΔU 23= Q 23-（U 3- U 2）=-450-（3500-1700）=-2250kJ 所以 ΔV 23=V 3-V 2= W 23/ p 2=-2250kJ/400kPa= -5.625 m 3
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湖
z. .
4. 已知A 、B 、C 3个恒温热源的温度分别为500K ，400K 和300K ，有可逆机在这3个热源间工作。
若可逆机从A 热源净吸入3000kJ 热量，输出净功400kJ ，试求可逆机与B 、C
解：W Q Q Q C B A +=+
0=+--=
∆C
C
B B A A iso T Q T Q T Q S 代入数据：
4003000+=+C B Q Q
0300
4005003000=+--C B Q Q 解得：3200-=B Q 600-=c Q。