工程热力学参考答案
工程热力学习题集(含答案)
o o
【解】 (1) 若任意温度在牛顿温标下的读数为 TN，而热力学温标上的读数为 T，则：
T / o N − 100 200 − 100 = N 373.15 − 273.15 T/K − 273.15
即
T/K =
故
373.15 − 273.15 (TN / o N − 100) + 273.15 200 − 100
例 2.5 图
5
【解】 以例 2.5 图中入口、开口和开口系组成的闭口系为研究对象，其能量方程为
q = Δu + w = Δu + ∫ pdv = Δ (u + pv ) − ∫ vdp = Δh + wt
2 2 1 1
（a）
以例 2.5 图中虚线包围的开口系为研究对象，其稳定工况的能量和质量方程分别为
⎧ pg,A = pI − p0 ⎪ ⎨ pg,B = pI − pII ⎪p = p − p II 0 ⎩ g,C
解得
⎧ pg,C = pg,A − pg, B = 190kPa ⎪ ⎨ pI = pg,A + p0 = 362.3kPa ⎪ p = p + p = 192.3kpa g,C 0 ⎩ II
(
2
) 中的常数 A、B 的数值。
10 = R0 ⎧ ⎪ 4 ⎨ 14.247 = R0 (1 + 100A + 10 B) ⎪27.887 = R (1 + 446A + 1.989 × 105 B) 0 ⎩
联立求解，可得：
R0 = 10Ω A = 4.32 ×10−3 1/ ℃ B = −6.83 ×10−7 1/ ℃
2 ⎞ ⎛ ⎞ c12 c2 －W +⎛ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 2 = 0 Q h + + gz m h + + gz － sh 1 1 1 2 2 ⎜ ⎟ ⎜ ⎟m 2 2 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 1 − m 2 = 0 m
工程热力学参考答案
欢迎共阅宁波工程学院2011～2012学年第 二 学期 《工程热力学》课程期终考试卷（A ）P =绝热系是与外界无容积效率减小。
（填“增加”、“不变”或“减小”） 选择题（每题1分，共10分）1. 准静态过程，系统经过的所有状态都接近于DA 、 初态B 、环境状态C 、邻近状态D 、平衡状态2. 有一机器可从单一热源吸收1000KJ 热量，并输出1200KJ 功，这台机器DＡ、违反第一定律Ｂ、违反第二定律 Ｃ一个都不违反 Ｄ两个都违反3. 若已知工质的绝对压力P=0.08MPa ，大气压力P=0.1MPa ，则测得压差AA 、真空度为0.02MPaB 、表压力0.02 MPaC 、真空度0.18MPaD 、表压力0.18 MPa4. 气体在某一过程中吸入了100kJ 的热量，同时内能增加了150kJ ，该过程是BA 、膨胀过程B 、压缩过程C 、定容过程5. 某理想气体由状态1经过不可逆绝热过程变化到状态2，该过程中工质熵的变化为：CA 、0=∆sB 、⎰=∆21T qs δ C 、⎰⎰+=∆2121v dv R T dT c s v6. 可逆压缩时压气机的耗功为AA 、pdv ⎰B 、()21d pv ⎰ C 、21vdp -⎰3. 准静态过程一定是可逆过程。
×说明理由：可逆过程首先应是准静态过程，同时还要求过程中不存在耗散效应。
故准静态过程未必一定是可逆过程。
4. 稳定状态不一定是平衡状态。
○说明理由：只要系统的参数不随时间改变，即认为系统处于稳定状态，而无需考虑参数如何保持不变是如何实现的。
平衡状态必须是在没有外界作用下实现参数保持不变。
5. 容器中气体的压力不变，则压力表的读数绝对不变。
×说明理由：由于压力计的测压元件处于其所在环境压力的作用，因此压力计所测得的压力是工质压力的真实压力与环境介质压力之差。
因此即使容器中气体压力不变，压力表的读数仍可能随环境介质压力变化而变化。
工程热力学答案
第一章1. 平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。
而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。
可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。
热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。
2. 表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。
若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。
3． 当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。
4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。
5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？答：不正确。
不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。
6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。
而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。
7. 用U 形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？答：严格说来，是有影响的，因为U 型管越粗，就有越多的被测工质进入U 型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。
1-3解：bar p p p a b 07.210.197.01=+=+= bar p p p b 32.005.107.212=-=-=bar p p p b C 65.032.097.02=-=-=第二章1.绝热刚性容器，中间用隔板分为两部分，左边盛有空气，右边为真空，抽掉隔板，空气将充满整个容器。
(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。
工程热力学习题答案(全)
课后思考题及习题答案思考题1-2： 否，闭口是说没有物质交换绝热是说没有热量交换没有排除做功的可能，所以不是孤立系统。
思考题1-7：否，稳定但不平衡，平衡的概念是内外同时建立热和力的平衡，显然铁棒上各点的温度并不相同，即存在热的不平衡习题1-3：212111111262111ln ln 0.50.5100.172ln138.374kJ 0.1v vv pp v p v v p p v w pdv dv v ==⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-4：sin B P gl ρα=+6310sin 0.1100.89.80720010sin30?=99215.44 Pa P B gl ρα-=-=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯３习题1-5：21w pdv =⎰1) p=定值：210.0560.020.71021kJ v v p w dv dv ⨯===⎰⎰；2) pV=定值：216211121110.05ln 0.7100.02ln 12.8kJ 0.02v vvp v v p v w pdv dv v =⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-7：需由热泵向室内提供的热量为：31700001024010019264.43600Q ⨯=-⨯-= w120Q w ε=10219264.4==3.8535Q w ε=kw 习题1-9：1) 512010==3.9773600Q w ε=⨯2) 5210=107360074800Q Q w =--⨯= kJ/h 3) 127.783600Q w == kw思考题2-5：甲与乙的看法都是错误的。
首先依题意可知，如果瓶内氧气压力要减少一半，相应的质量也会减少一半。
对于甲的看法：虽然每次抽出的氧气体积不变，但是由于每抽气一次均会导致气瓶中的压力会有所有下降，每次抽出来的氧气质量也是不同的，甲的错误就在于认为每次抽出的来氧气质量会相同。
而对于乙的看法：乙则认为气瓶内氧气体积增大一倍，压力就会减半，但是在抽气过程中，瓶内氧气的质量是在改变的，因此其结论也是错误的。
工程热力学期末复习题答案
江苏科技大学《工程热力学》练习题参考答案第一单元一、判断正误并说明理由：1。
给理想气体加热,其热力学能总是增加的。
错。
理想气体的热力学能是温度的单值函数，如果理想气体是定温吸热,那么其热力学能不变。
1.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变化。
错。
压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。
所以压力表读数发生变化可以是气体的发生了变化，也可以是大气压力发生了变化.2.在开口系统中，当进、出口截面状态参数不变时，而单位时间内流入与流出的质量相等，单位时间内交换的热量与功量不变，则该系统处在平衡状态.错。
系统处在稳定状态，而平衡状态要求在没有外界影响的前提下，系统在长时间内不发生任何变化。
3.热力系统经过任意可逆过程后,终态B的比容为v B大于初态A的比容v A，外界一定获得了技术功。
错。
外界获得的技术功可以是正，、零或负。
4.在朗肯循环基础上实行再热，可以提高循环热效率.错. 在郎肯循环基础上实行再热的主要好处是可以提高乏汽的干度，如果中间压力选的过低，会使热效率降低。
6．水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。
错。
因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数，所以水蒸汽的定温过程中，加入的热量并不是全部用与膨胀做功,还使水蒸汽的热力学能增加。
7．余隙容积是必需的但又是有害的,设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。
对。
余隙容积的存在降低了容积效率，避免了活塞和气门缸头的碰撞，保证了设备正常运转，设计压气机的时候应尽可能降低余容比。
8．内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高。
错. 在循环增压比相同吸热量相同的情况下，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高；但是在循环最高压力和最高温度相同时，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率低。
9．不可逆过程工质的熵总是增加的，而可逆过程工质的熵总是不变的.错。
熵是状态参数，工质熵的变化量仅与初始和终了状态相关，而与过程可逆不可逆无关。
工程热力学课后题答案
工程热力学习题解答工程热力学习题解答第1章 基本概念基本概念1-1体积为2L 的气瓶内盛有氧气2.858g，求氧气的比体积、密度和重度。
解：氧气的比体积为3310858.2102−−××==m V v =0.6998 m 3/kg密度为vm V 110210858.233=××==−−ρ=1.429 kg/m 3重度80665.9429.1×==g ργ=14.01 N/m 31-2某容器被一刚性器壁分为两部分，在容器的不同部分安装了测压计，如图所示。
压力表A 的读数为0.125MPa，压力表B 的读数为0.190 MPa，如果大气压力为0.098 MPa，试确定容器两部分气体的绝对压力可各为多少？表C 是压力表还是真空表？表Ｃ的读数应是多少？解：设表A、B、C 读出的绝对压力分别为A p 、B p 和C p 。
则根据题意，有容器左侧的绝对压力为=+=+==125.0098.0gA b A p p p p 左0.223 MPa 又∵容器左侧的绝对压力为gB C B p p p p +==左 ∴033.0190.0223.0gB C =−=−=p p p 左 MPa＜b p∴表C 是真空表，其读数为033.0098.0C b vC −=−=p p p =0.065 MPa 则容器右侧的绝对压力为=−=−=065.0098.0vC b p p p 右0.033 MPa1-3上题中，若表A 为真空表，其读数为24.0kPa，表B 的读数为0.036 MPa，试确定表C 的读数。
解：则根据题意，有容器左侧的绝对压力为=−=−==024.0098.0vA b A p p p p 左0.074 MPa 若表B 为压力表，则容器左侧的绝对压力为gB C B p p p p +==左 ∴038.0036.0074.0gB C =−=−=p p p 左 MPa＜b p∴表C 是真空表，其读数为038.0098.0C b vC −=−=p p p =0.060 MPa 则容器右侧的绝对压力为=−=−=060.0098.0vC b p p p 右0.038 MPa 若表B 为真空表，则容器左侧的绝对压力为vB C B p p p p −==左习题1-2图∴110.0036.0074.0vB C =+=+=p p p 左 MPa＞b p∴表C 是压力表，其读数为098.0110.0b C gC −=−=p p p =0.012 MPa1-4由于水银蒸气对人体组织有害，所以在水银柱面上常注入一段水，以防止水银蒸气发生。
工程热力学第1章习题答案
第1章 基本概念1-1 为了环保，燃煤电站锅炉通常采用负压运行方式。
现采用如图1-16所示的斜管式微压计来测量炉膛内烟气的真空度，已知斜管倾角α=30º，微压计中使用密度ρ=1000kg/m 3的水，斜管中液柱的长度l =220mm ，若当地大气压p b =98.85kPa ，则烟气的绝对压力为多少Pa ？图1-16 习题1-1解：大气压力98.85kPa 98850Pa b p ==真空度3sin 1000kg/m 9.81N/kg 0.22m 0.51079.1Pa v p gl ρα==×××=烟气的绝对压力98850Pa 1079.1Pa 97770.9Pa b v p p p =−=−=1-2 利用U 形管水银压力计测量容器中气体的压力时，为了避免水银蒸发，有时需在水银柱上加一段水，如图1-17所示。
现测得水银柱高91mm ，水柱高20mm ，已知当地大气压p b =0.1MPa 。
求容器内的绝对压力为多少MPa ？图1-17 习题1-2解：容器内的压力高于大气压力，因此绝对压力b e p p p =+表压力291mmHg+20mmH O 91133.3Pa 209.81Pa 0.0123MPa e p ==×+×≈大气压力0.1MPa b p =容器内的绝对压力0.1MPa 0.0123MPa 0.1123MPa b e p p p =+=+=1-3 某容器被一刚性隔板分为两部分，在容器的不同部位安装有压力计，其中压力表B放在右侧环境中用来测量左侧气体的压力，如图1-18所示。
已知压力表B 的读数为80kPa ，压力表A 的读数0.12MPa ，且用气压表测得当地的大气压力为99kPa ，试确定表C 的读数，及容器内两部分气体的绝对压力（以kPa 表示）。
如果B 为真空表，且读数仍为80kPa ，表C 的读数又为多少？图1-18 习题1-3解：（1）容器左侧（A ）的绝对压力,99kPa 120kPa 219kPa b e A p p p =+=+=A压力表B 的读数为容器左侧（A ）的绝对压力A p 和容器右侧（C ）的绝对压力C p 之差，因此,e B C p p p =−A ，得,219kPa 80kPa 139kPa C e B p p p =−=−=A同时,b e C p p p =+C ，可得压力表C 的读数为,139kPa 99kPa 40kPa e C p =−=（2）如果表B 为真空表，则,v B A p p p =−C ，得299kPa C p =，因此压力表C 的读数为,200kPa e C p =1-4 如图1-19所示，容器A 放在B 中，用U 形管水银压力计测量容器B 的压力，压力计的读数为L =20cm ，测量容器A 的压力表读数为0.5MPa ，已知当地大气压力p b =0.1MPa ，试求容器A 和B 的绝对压力。
工程热力学课后题答案
4.某锅炉每小时燃煤需要的空气量折合表准状况时为 。鼓风机实际送入的热空气温度为 ，表压力为 ，当地大气压为 ，求实际送风量 。
解
由
得
5.某理想气体比热比 ，定压比热容 ，求该气体的摩尔质量。
解由 及
得
6.在容积为 的封闭容器内装有氧气，其压力为 ，温度为 ，问应加入多少热量可使氧气温度上升到 ？
6.试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。
（1）.取水为系统；
（2）.取电阻丝、容器和水为系统；
（3）.取图中虚线内空间为系统。
答案略。
7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为 ；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为 。若大气压力为 ，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力（用 表示）
解
由
2.体积为 的某钢性容器内盛有了 的氮气。瓶上装有一排气阀，压力达到 时发门开启，压力降到 时关闭。若由于外界加热的原因造成阀门开启，问：
(1)阀门开启时瓶内气体温度为多少？
(2)因加热造成阀门开闭一次期间瓶内氮气失去多少？设瓶内空气温度在排气过程中保持不变。
答案（1） ℃；（2）
3.氧气瓶的容积 瓶中氧气的表压力为 。问瓶中盛有多少氧气？若气焊时用去一半氧气，温度降为 ，试问此时氧气的表压力为多少（当地大气压力 ）
(2)按平均比热容（表）计算。
答案
（1）
（2）
13.进入气轮机的空气状态为 ，绝热膨胀到 ，略去动能、位能变化，并设大气温度为 ，试求：
(1)每千克空气通过气轮机输出的轴功；
(2)过程的熵产及有效能损失，并表示在 图上；
(3)过程可逆膨胀到 输出的轴功。
解
（1）
(完整版)工程热力学答案(高教第四版严家騄著)
工程热力学基本概念思 考 题1、如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变，对吗？答：不对。
因为压力表的读书取决于容器中气体的压力和压力表所处环境的大气压力两个因素。
因此即使容器中的气体压力保持不变，当大气压力变化时，压力表的读数也会随之变化，而不能保持不变。
2、“平衡”和“均匀”有什么区别和联系答：平衡（状态）值的是热力系在没有外界作用（意即热力、系与外界没有能、质交换，但不排除有恒定的外场如重力场作用）的情况下，宏观性质不随时间变化，即热力系在没有外界作用时的时间特征-与时间无关。
所以两者是不同的。
如对气-液两相平衡的状态，尽管气-液两相的温度，压力都相同，但两者的密度差别很大，是非均匀系。
反之，均匀系也不一定处于平衡态。
但是在某些特殊情况下，“平衡”与“均匀”又可能是统一的。
如对于处于平衡状态下的单相流体（气体或者液体）如果忽略重力的影响，又没有其他外场（电、磁场等）作用，那么内部各处的各种性质都是均匀一致的。
3、“平衡”和“过程”是矛盾的还是统一的？答：“平衡”意味着宏观静止，无变化，而“过程”意味着变化运动，意味着平衡被破坏，所以二者是有矛盾的。
对一个热力系来说，或是平衡，静止不动，或是运动，变化，二者必居其一。
但是二者也有结合点，内部平衡过程恰恰将这两个矛盾的东西有条件地统一在一起了。
这个条件就是：在内部平衡过程中，当外界对热力系的作用缓慢得足以使热力系内部能量及时恢复不断被破坏的平衡。
4、“过程量”和“状态量”有什么不同？答：状态量是热力状态的单值函数，其数学特性是点函数，状态量的微分可以改成全微分，这个全微分的循环积分恒为零；而过程量不是热力状态的单值函数，即使在初、终态完全相同的情况下，过程量的大小与其中间经历的具体路径有关，过程量的微分不能写成全微分。
因此它的循环积分不是零而是一个确定的数值。
习 题1-1 一立方形刚性容器，每边长 1 m ，将其中气体的压力抽至 1000 Pa ，问其真空度为多少毫米汞柱?容器每面受力多少牛顿？已知大气压力为 0.1MPa 。
工程热力学基础课后答案
第一章1.闭口系统与外界没有质量交换, 系统内质量保持恒定的热力系统一定是闭口系统, 这种说法是否正确。
答: 不一定是闭口系统, 也可能是不稳定流动敞开系统。
2.开系与闭系是可以相互转变, 系统的选择对问题的分析有无影响？答: 随着研究者所关心的问题不同, 系统的选取可不同, 系统所包含的内容也可不同, 以方便解决问题为原则。
系统选取的方法对研究问题的结果并无影响, 只是解决问题时的繁杂程度不同3.系统处于热力学平衡, 是否温度和压力必须处处相等？答：平衡状态是指在没有外界影响的条件下, 系统的宏观状态不随时间而改变。
在平衡状态, 系统中没有不平衡的势（或驱动力）存在。
温差的存在, 系统就有热量的传递, 力差的存在, 系统就有力的传递, 有位移的存在, 所以要系统处于热力学平衡, 就必须使温度和压力处处相等。
4.状态参数有什么特点？答：状态参数是整个系统的特征量, 它不取决于系统状态如何变化, 只取决于最终的系统状态。
因此, 状态参数是状态的的单值函数, 状态一定, 状态参数也随之确定；若状态发生变化, 则至少有一种状态参数发生变化。
换句话说, 状态参数的变化只取决于给定的初始状态和终了状态, 而与变化过程中所经历的一切中间状态或途径无关。
因此, 确定状态参数的函数为点函数, 则具有积分特性和微分特性5.平衡状态与稳定状态有何区别与联系？平衡状态与均匀状态有何区别与联系？答: 稳定状态是指状态参数不随时间改变, 但这种不变可能是靠外界影响来维持的。
平衡状态是指不受外界影响时状态参数不随时间变化。
两者既有区别, 又有联系, 平衡必稳定, 稳定未必平衡。
均匀状态是指不受外界影响时不但状态参数不随时间变化, 而且状态参数不随空间变化。
均匀必平衡, 平衡未必均匀。
当然对于由单相物质组成的系统, 均匀必平衡, 平衡也必均匀6.什么是准平衡过程？引入这一概念在工程上有什么好处？答：在过程进行中系统随时保持无限接近平衡状态, 就称为准静态过程或准平衡过程。
工程热力学课后作业答案
p734-1 1kg 空气在可逆多变过程中吸热40kJ ，其容积增大为1102v v =，压力减少为8/12p p =，设比热为定值，求过程中内能旳变化、膨胀功、轴功以及焓和熵旳变化。
解：热力系是1kg 空气过程特性：多变过程)10/1ln()8/1ln()2/1ln()1/2ln(==v v p p n ＝0.9由于T c q n ∆=内能变化为R c v 25=＝717.5)/(K kg J •v p c R c 5727==＝1004.5)/(K kg J •=n c ==--v v c n kn c 51＝3587.5)/(K kg J •n v v c qc T c u /=∆=∆＝8×103J膨胀功：u q w ∆-=＝32 ×103J轴功：==nw w s 28.8 ×103J焓变：u k T c h p ∆=∆=∆＝1.4×8＝11.2 ×103J熵变：12ln 12lnp p c v v c s v p +=∆＝0.82×103)/(K kg J •4－2 有1kg 空气、初始状态为MPa p 5.01=，1501=t ℃，进行下列过程：（1）可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=；（2）不可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=，K T 3002=；（3）可逆等温膨胀到MPa p 1.02=；（4）可逆多变膨胀到MPa p 1.02=，多变指数2=n ；试求上述各过程中旳膨胀功及熵旳变化，并将各过程旳相对位置画在同一张v p -图和s T -图上解：热力系1kg 空气（1） 膨胀功：])12(1[111k k p p k RT w ---=＝111.9×103J熵变为0（2）)21(T T c u w v -=∆-=＝88.3×103J12ln 12ln p p R T T c s p -=∆＝116.8)/(K kg J •（3）21ln1p p RT w =＝195.4×103)/(K kg J • 21ln p p R s =∆＝0.462×103)/(K kg J • （4）])12(1[111n n p p n RT w ---=＝67.1×103J n n p p T T 1)12(12-=＝189.2K 12ln 12ln p p R T T c s p -=∆＝－346.4)/(K kg J •4-3 具有1kmol 空气旳闭口系统，其初始容积为1m 3，终态容积为10 m 3，当时态和终态温度均100℃时，试计算该闭口系统对外所作旳功及熵旳变化。
工程热力学习题答案(全)
课后思考题及习题答案思考题1-2： 否，闭口是说没有物质交换绝热是说没有热量交换没有排除做功的可能，所以不是孤立系统。
思考题1-7：否，稳定但不平衡，平衡的概念是内外同时建立热和力的平衡，显然铁棒上各点的温度并不相同，即存在热的不平衡习题1-3：212111111262111ln ln 0.50.5100.172ln138.374kJ 0.1v vv pp v p v v p p v w pdv dv v ==⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-4：sin B P gl ρα=+6310sin 0.1100.89.80720010sin30?=99215.44 Pa P B gl ρα-=-=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯３习题1-5：21w pdv =⎰1) p=定值：210.0560.020.71021kJ v v p w dv dv ⨯===⎰⎰；2) pV=定值：216211121110.05ln 0.7100.02ln 12.8kJ 0.02v vvp v v p v w pdv dv v =⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-7：需由热泵向室内提供的热量为：31700001024010019264.43600Q ⨯=-⨯-= w120Q w ε=10219264.4==3.8535Q w ε=kw 习题1-9：1) 512010==3.9773600Q w ε=⨯2) 5210=107360074800Q Q w =--⨯= kJ/h 3) 127.783600Q w == kw思考题2-5：甲与乙的看法都是错误的。
首先依题意可知，如果瓶内氧气压力要减少一半，相应的质量也会减少一半。
对于甲的看法：虽然每次抽出的氧气体积不变，但是由于每抽气一次均会导致气瓶中的压力会有所有下降，每次抽出来的氧气质量也是不同的，甲的错误就在于认为每次抽出的来氧气质量会相同。
而对于乙的看法：乙则认为气瓶内氧气体积增大一倍，压力就会减半，但是在抽气过程中，瓶内氧气的质量是在改变的，因此其结论也是错误的。
工程热力学答案
循环净功
。
5．循环中作功与耗功的绝对值之差等于 循环净功
。
6、热效率 ηt 定义为 循环净功与消耗热量的比值 。 7．如果工质的某一热力学量的变化量与过程路径无关，而只与过程的初态和终态有关，则
该热力学量必是一个 状态
参数。
8．如果可使工质沿某一过程相同的途径逆行回复到原态，并且
到原态、不留下任何变化 ，则该过程为可逆过程。
质作功为
h2 h1 。
２．工质稳定绝热流经喷管时进、出口的焓为 h1 和 h2，若进、出口的位能差可忽略不计，
则 1 千克工质的动能增量为
h1-h2
。
3．在一个闭口热力系统中，若工质向外放热 5KJ 且对外作功 5KJ， 则内能变化量为 -
10KJ
。
4．用焓变化量和技术功表示的稳定流动能量方程式为 q= h+ +wt
。
29．不同热力过程的比热容是不相同的，所以比热容是与 过程
有关的量。
30．适用于理想气体可逆过程的热力学第一定律解析式为
dq=CvdT+pdv 。
31．理想气体的热力学能与焓只是 温度
的函数。
第四章
1．T-S 图上可逆定容过程线下方的面积可代表 绝热
过程的容积变化功。
2．Ｔ－Ｓ图上 可逆定压 过程线下方的面积可代表焓的变化量。
8.314KJ/(Kmol·K) 。
18．已知理想气体在两个状态下的温度和压力值 T1,T2,P1,P2，则由状态 1 变化至状态 2，
其熵变量 ΔS12=
S12 Cp ln T2 Rln P2
。
T1
P1
19．若已知某一理想气体的摩尔质量为 M，则其气体常数 Rg= 。
参考答案 工程热力学 (康乐明 著) 中国建筑工业出版社 课后答案
6
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湖南工业大学土木工程学院
建筑环境与设备工程教研室编制
n
∑ (1) M = riMi = 16.484 i =1
ρ = M = 0.736kg / m3 22.4
各组成气体在标准状态下的分压力如下：
多少？（2）终态的比体积是多少？（3）初态与终态的密度各是多少？
解：
（1）
p0 = B +
mg f
=
101000
+
3000× 9.8 π × 0.22
= 335076.4Pa ，利用条件先将容器原始体积求
出来。
p0V0
=
mRT0
⇒ V0
=
mR0T0 p0
=
2.12× 287 × (273.15 +18) 335076.4
. 压力升高到 0.7MPa？设充气过程中气罐内温度始终保持不变。 aw 解：初态时储气罐内气体质量由下式公式计算：
.khd 终状态计算如下：
p1V1
= m1RT1
⇒ m1
=
p1V1 RT1
=
100000 × 8.5 287 × 288.15
= 10.28kg
www p2V2
= m2RT2
⇒ m2
=
w. n ∑ a R = gi Ri = g1R1 + g2R2 + ... + gn Rn ≤ (g1 + g2 + ... + gn )Rmax = Rmax
i =1
hd 2-13 有人断言，对于CO2和N2O两种气体混合物的质量成分和摩尔成分是相同的，这是真的吗？ k 为什么？
工程热力学,课后习题答案
工程热力学(第五版)习题答案工程热力学（第五版）廉乐明 谭羽非等编 中国建筑工业出版社第二章 气体的热力性质2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv 。
解：（1）2N 的气体常数2883140==M R R ＝296.9)/(K kg J •（2）标准状态下2N 的比容和密度1013252739.296⨯==p RT v ＝0.8kg m/3v 1=ρ＝1.253/m kg（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积MvMv ＝pTR 0＝64.27kmol m/32-3．把CO2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。
试求被压入的CO2的质量。
当地大气压B ＝101.325 kPa 。
解：热力系：储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中CO2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO2的质量2222RT v p m =根据题意容积体积不变；R ＝188.9Bp p g +=11 （1） Bp p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T（4）压入的CO2的质量)1122(21T p T p R v m m m -=-=（5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kPa ，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？ 解：同上题1000)273325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=-=T p T p R v m m m ＝41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa 的空气3 m3，充入容积8.5 m3的储气罐内。
工程热力学习题答案
3-16： 0.13 kJ/K 3-17： 35 kJ 3-18： （2） cm
TA TB
2
TA TB ； （3） cm ln
4TATB
2
第四章 4-2： 4-3： 4-4： 4-5： 4-6： 4-7： 4-8： 4-9： 4-10： 4-11： 4-12： 4-13： 4-14： 4-15： 第五章 5-3： 5-4： 5-5： 5-6： 5-8： 5-9： 0.15 kg （1）95.3℃； （2）8.2×10-3 kg 6.85 kg；0.627 MPa 1.068×105 m3/h 27.93 kg/kmol （1）612.3 kJ； （2）713.9 kJ 558 kJ/kg 285.86 kJ；400.21 kJ； 293.53 kJ；407.9 kJ -595.8 kJ；-765.9 kJ；0.322 kJ/K （1）8.14×103 kJ；1.14×104 kJ； （2）8.97×103 kJ；1.23×104 kJ； （3）8.95×103 kJ；1.22×104 kJ； （4）6.66×103 kJ；9.91×103 kJ （1）93.46 kJ/min；130.85 kJ/min；0.4503 kJ/(K·min) （2）91.58 kJ/min；129.44 kJ/min；0.446 kJ/(K·min) （1）-147.19 kJ/kg；-205.82 kJ/kg；-0.4597 kJ/kg·K （2）-150.81 kJ/kg；-209.68 kJ/kg；-0.4683 kJ/kg·K （1）441.76 kJ/kg； （2）0.04218 kJ/kg·K；12.65 kJ/kg； （3）472.04 kJ/kg 3 O 2 ：7.6%；N 2 ：53.6%；CO 2 ：38.8%； 0.189 m /kg
(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。
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说明理由：由于压力计的测压元件处于其所在环境压力的作用，因此压力计所测得的压力是 工质压力的真实压力与环境介质压力之差。因此即使容器中气体压力不变，压力表的读数仍 可能随环境介质压力变化而变化。 6. 水蒸气在等压汽化过程中温度不变。 ○ 说明理由：对达到饱和温度的水继续加热，就进入汽化过程，此时饱和压力不变，饱和温度 也不变。 7. 第二永动机违反了热力学第一和第二定律。 × 说明理由：第二类永动机就是在单一热源下做功的动力机。从单一热源吸热，如果所转换的 机械能不超过所吸收的热能，就不违反热力学第一定律。但是热力学第二定律的开尔文说法 是:不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功，而不留下其他任何变化的热力发动 机。 8. 朗肯循环基础上实现再热可提高循环热效率。 ○ 说明理由：在 T-S 图上，如果因再热而产生的附加部分较基本循环效率高，则能够使循环的 总效率提高。 9. 余隙容积是必需的但又是有害的，所以我们在设计气机的时候应尽量降低余隙容积。○ 说明理由：在实际的活塞式压气机中，因为制造公差的存在，余隙是不可避免的。考虑金属 材料的热膨胀及安装进、排气阀等零件的需要，余隙是必需的。当余隙容积比和多变指数一 定时，增压比越大，容积效率越低。当增压比一定时，余隙容积百分比越大，容积效率越低。 余隙容积是有害的。设计压气机的时候，应该尽量降低余隙容积。 10. 工质经一不可逆循环其熵一定增加。 ○ 说明理由：不可逆过程中存在不可逆因素引起耗散效应，使损失的机械功转换为热能被工质 吸收，产生熵增量（熵产）。
9.如图所示的容器，被一刚性壁分成两部分，环境压力为 0.1MPa， 压力表 B 的读数为 40kPa，真空计 C 的读数为 30kPa，则容器两部
分内气体绝对压力 p1 0.14MPa ， p2 0.07MPa。 10.活塞式压气机由于存在余隙容积，压缩耗功不变，产气量减 小，随比压增大，容积效率减小。（填“增加”、“不变”或“减小”）
二、 选择题（每题 1 分，共 10 分）
1. 准静态过程，系统经过的所有状态都接近于 D
A、 初态 B、环境状态 C、邻近状态 D、平衡状态
2. 有一机器可从单一热源吸收 1000KJ 热量，并输出 1200KJ 功，这台机器 D
Ａ、违反第一定律Ｂ、违反第二定律 Ｃ一个都不违反 Ｄ两个都违反
3. 若已知工质的绝对压力 P=0.08MPa，大气压力 P=0.1MPa，则测得压差 A
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宁波工程学院 2011～2012 学年第 二 学期
《工程热力学》课程期终考试卷（A）
题号
一
二
三
四
五 总分 复核人
应得分 实得分
15 10
15
30
30 100
评卷人
成型、机电、制造专业适用，考试时间：120 分钟
学号：
姓名：
一、 填空题（每格 1 分，共 15 分）
1.卡诺循环由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成。 2.迈耶公式 Cp-Cv=Rg 适用于理想气体，是否定比热容不限。 3.绝热过程 P =常数，k=Cp/Cv，适用于理想气体，定比热容。 4.绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 5.热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种状态称为 平衡 状态。 6.稳定流动系统能量方程式 q dh vdp 的适用条件是：稳定流动。
A、真空度为 0.02MPa
B、表压力 0.02 MPa
C、真空度 0.18MPa
D、表压力 0.18 MPa
4. 气体在某一过程中吸入了 100kJ 的热量，同时内能增加了 150kJ，该过程是 B
班级：
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A、膨胀过程
B、压缩过程
C、定容过程ຫໍສະໝຸດ 5.某理想气体由状态
A、 s 0
1
经过不可s逆 绝2热q过程变化到s状态2
10. 以下措施，不能提高蒸汽朗肯循环的热效率。C
A、提高新汽温度 B、提高新汽压力
C、提高乏汽压力 D、降低乏汽压力
三、 判断与分析题（每题 1.5 分，判断正确得 0.5 分，分析 1 分，
共 15 分）
1. 提高新蒸汽的温度、压力和降低乏汽压力理论上都可以提高郎肯循环热效率。○ 说明理由：在相同的初压和背压下，提高新蒸汽温度，增加了循环的高温加热段，使循环温 差增大，能提高热效率。 在相同的初温和背压下，提高初压，也能提高循环的平均温差，从而提高热效率。 在相同的初压和初温下，较低的乏气压力使循环温差增大，循环净功提高，可以显著提高循 环热效率。 2. 只要气体的比热容是常数,Cp-Cv=Rg。 × 说明理由：Cp-Cv=Rg 从理想气体推导而来，Cp-Cv 是温度的函数，与是否为常数无关 3. 准静态过程一定是可逆过程。 × 说明理由：可逆过程首先应是准静态过程，同时还要求过程中不存在耗散效应。故准静态过 程未必一定是可逆过程。 4. 稳定状态不一定是平衡状态。 ○ 说明理由：只要系统的参数不随时间改变，即认为系统处于稳定状态，而无需考虑参数如何 保持不变是如何实现的。平衡状态必须是在没有外界作用下实现参数保持不变。 5. 容器中气体的压力不变，则压力表的读数绝对不变。 ×
B、
1 T C、
1
2c，v d该TT过程12中R工dvv质熵的变化为：C
6. 可逆压缩时压气机的耗功为 A
A、 pdv
B、 2 d pv
7.
pvk =常数 k cp
cv
1
适用于 D
2
C、 vdp 1
A、一切绝热过程
B、理想气体绝热过程
C、任何气体可逆绝热过程
D、理想气体可逆绝热过程
8. 贮有空气的绝热刚性密闭容器中，安装有电加热丝，通电后，如取空气为系统，则过程
7.同一理想气体从同一初态分别经过定温压缩，绝热压缩和多变压缩 1 n k 到达同一
终压力，耗功最大的为绝热压缩过程，而耗功最小的为定温 压缩过程。
8.卡诺机 A 工作在 927℃和 T 的两个热源间，卡诺机 B 工作在 T 和 27℃的两个热源间。当此
两个热机的热效率相等时，T 热源的温度 T＝600K。
中的能量关系有 C
A、Q>0 , ΔU>0 , W>0 B、Q=0 , ΔU>0 , W<0
C、Q>0 , ΔU>0 , W=0 D、 Q=0 , ΔU=0 , W=0
9. 一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气球的容
积。则气球内的气体进行的是 B
A、定压过程 B、多变过程 C、定温过程 D、定容过程