工程热力学习题1
工程热力学习题集附答案
工程热力学习题集一、填空题．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。
．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。
．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。
．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。
．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。
．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。
．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。
（填高、低和多、少）．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为可逆循环。
．熵流是由 引起的。
．多原子理想气体的定值比热容V c = 。
．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。
．绝热系是与外界无 交换的热力系。
．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。
．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。
．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。
．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。
．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。
（填大、小） ．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为不可逆循环。
．熵产是由 引起的。
．双原子理想气体的定值比热容p c = 。
、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。
、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。
、热力平衡的充要条件是：（ ）。
、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。
、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。
、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。
.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为。
.在国际单位制中温度的单位是。
工程热力学习题(1)
3.门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在 运行，若敞开冰箱的大门就有一股凉气 扑面，感到凉爽。于是有人想通过敞开 冰箱大门达到降低室内温度的目的，请 问这种方法可行吗？在门窗紧闭的房间 内安装空调后能使房间温度降低，这又 是为什么呢？
答：门窗紧闭的房间视为与外界没有热 量交换，可看作是绝热闭口系。当系统 内部电冰箱运转时，有电功输入系统， 即W为负值。因此按照闭口系能量方程 有：
0UW
因此，△U为正值，即温度升高，不能 达到降温的目的。
房间内安装空调器后，虽然门窗仍然紧
闭，但是由于空调器安装在窗上，通过 边界向大气环境散热，此时的房间不再 是绝热的，而是向外界放热，所以Q为负 值。室内空调器仍旧有电功W输入系统， W为负值。
由闭口系能量方程:
QUW UQW
由于Q的绝对值大于W的绝对值，所以 △U＜0，即空气温度降低。
方程Q=△U+W，这里Q=0，W=0，
所以△U=0。即：
UAUB0
m A c V T T A m B c V T T B 0
p R AV A A TTTAp R BV B B TTTB0
TTATBpAV pA AV TB A ppB BV VB BTA
p mR m T A m B R T p A V A p B V B
答：由热力学第一定律：Q=△U+w,因为 刚性容器绝热，所以Q=0，空气自由膨 胀不作功，即w=0，因此，△U=0，即空 气的热力学能保持不变。
若隔板上开有一个小孔，取B为热力系 2 f2 g2 zm ou th 1 c 2 2 f1 g1 z m in W i
(3)第一种情况是不可逆过程，所以从初 态变化到终态不能在p-v图上表示；第二 种情况是准平衡过程，所以可以用实线 在p-v图上表示。
武汉大学工程热力学复习题1
工程热力学复习题第一部分 选择题001.绝对压力为P ，表压力为P g 真空为P v ，大气压力为P b ，根据定义应有A ．P ＝P b - P vB ．P ＝P b - P gC ．P ＝P v -P bD ．P ＝P g - P b002.若过程中工质的状态随时都无限接近平衡状态，则此过程可属于A ．平衡过程B ．静态过程C ．可逆过程D ．准平衡过程003.有一过程，如使热力系从其终态沿原路径反向进行恢复至其初态，且消除了正向过程给外界留下全部影响，则此过程属于A ．平衡过程B ．准静态过程C ．可逆过程D ．不可逆过程004.物理量 属于过程量。
A ．压力B ．温度C ．内能D ．膨胀功005.状态参数等同于A ．表征物理性质的物理量B ．循环积分为零的物理量C ．只与工质状态有关的物理量D ．变化量只与初终态有关的物理量006.热能转变为功的根本途径是依靠A ．工质的吸热B ．工质的膨胀C ．工质的放热D ．工质的压缩007.可逆循环在T －s 面上所围的面积表示A ．循环的吸热量B ．循环的放热量C ．循环的净功量D ．循环的净热量008.热力系储存能包括有A ．内能B ．宏观动能C ．重力位能D ．推动功009.只与温度有关的物质内部的微观能量是A ．内能B ．内热量C ．内位能D ．内动能010.构成技术功的三项能量是宏观动能增量，重力位能增量和A ．内功B ．推动功C ．膨胀功D ．压缩功011.如图所示，工质在可逆过程1～2中所完成的技术功可以可用面积A ．e+dB ．a+bC ．a+eD ．b+d012.技术功W t 与膨胀功W 的关系为A ．w t ＝w+ p 1v 1- p 2v 2.B ．w t ＝w+ p 2v 2- p 1v 1-C ．w t ＝ w+ p 1v 1D ．w t ＝ w+ p 2v 2013.当比热不能当作定值时，理想气体的定压比热A ．C p ＝p T u ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂B ．C p ＝p T h ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C ．C p ＝dT duD ．C p ＝dTdh 014..理想气体的定容比热C v 与比热比κ，气体常量R 的关系为C vA ． 1+κRB ．1-κκRC ．1-κRD ．1+κκR016. 利用平均比热表计算理想气体焓变的公式为A ．21t pm t c (t 2-t 1)B ．()dt et bt a ⎰++2C ．(20t pm c -10t m C )(t 2-t 1)D ．20t pm c t 2- 10t pm c t 1017.理想气体任何过程的内能变化量，如比热不能当作定值，应该是A ．Δu =21T v T c dT ⎰ B ．Δu =21T p T c dT ⎰ C ．Δu=C v (T 2-T 1) D ．Δu=C p (T 2-T 1)018.同一理想气体分别经可逆和不可逆过程实现相同的温度变化，则Δu 12（可逆）A ．大于Δu 12（不可逆）B ．小于Δu 12（不可逆）C ．等于Δu 12（不可逆）D ．可以大于也可以小于Δu 12（不可逆） 019.理想气体不可逆过程中熵变化量A ．无法计算B ．大于相同初终态可逆过程的熵变量C ．可以用Δs ＝ ⎰T qD ．可以用Δs ＝⎰T q020.在T －s 图上，理想气体定容线的斜率等于 A ．R T B ．v c T C ．s T D ．R T k )1(- 021.理想气体定温过程的热量q 等于A ．c n ΔTB ．w tC ．T ΔsD ．w 022.理想气体可逆绝热过程中，焓变化Δh 等于A ．1-k kR （T 2－T 1） B ． c v （T 2－T 1） C ．－⎰21pdv D ．⎰21vdp 023.理想气体多变过程内能变化Δu 等于A ．c n ΔTB ．c v ΔTC ．c p ΔTD ．R ΔT024.理想气体多变过程的膨胀功w 等于A ．1-n R (T 1-T 2) B ．1-n R (T 2-T 1) C ． 1-n nR (T 1-T 2) D ．1-n nR (T 2-T 1) 025. 多热源可逆循环工质的最高温度为T 1，最低温度为T 2，平均吸热为1T ，平均放热温度为2T ，则其循环热效率为A ．1-12T TB ．1－12T TC ．1- 2211T T T T --D ．1- 1122T T T T --026. 对于可逆循环，⎰T q δA ．>0B ．=0C ．<0D ．＝⎰ds 027.不可逆循环的⎰T q δA ．>0B ．=0C ．<0D ．≤0 028. 自然过程A ．都是使能量品质下降的过程B ．都是非自发过程C ．都是自发过程D ．都是不可逆过程029.理想气体经可逆定容过程从T 1升高到T 2，其平均吸热温度12T ＝ ........A ．(T 2-T 1)/ln 12T TB ．C v (T 2-T 1)/ln 12T T C ．(T 2-T 1)/ C v ln 12T T D ．221T T + 030.1～A ～2为不可逆过程，1～B ～2为可逆过程，则A ．⎰21A T q δ>⎰21B Tq δ B ．⎰21A T q δ=⎰21B T q δ C ．⎰21A T q δ<⎰21B T q δ D ．⎰21A ds ＝ ⎰21B ds 031.热从高温物体传向低温物体属于A ．可逆过程B ．不可逆过程C ．自然过程D ．自发过程032.自然现象的进行属于A ． 可逆过程B ．不可逆过程C ．具有方向性过程D ．自发过程033.热力学第二定律揭示了A ．实现热功转换的条件B ．自发过程的方向性C ．能量总量的守恒性D ．能量自发地贬质性034.能量质变规律指出A ．自发过程都使能量的品质降低B ．凡是能质升级的过程都不能自发地进行C ．非自发过程的补偿过程一定是能质降低的过程D ．孤立系统的熵如有变化，将使能质降低035.克劳休斯关于热力学第二定律的表述说明A ．热不能从低温物体传向高温物体B ．热只能从高温物体传向低温物体C ．热从低温物体传向高温物体需要补偿条件D ．热只能自发地从高温物体传向低温物体036.对卡诺循环的分析可得到的结论有:A ．提高高温热源温度降低低温热源温度可提高热效率B ．单热源热机是不可能实现的C ．在相同温限下，一切不可逆循环的热效率都低于可逆循环D ．在相同温限下，一切可逆循环的热效率均相同037.卡诺循环是A ． 由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环B ．热效率最高的循环C. 热源与冷源熵变之和为零的循环D ．输出功最大的循环038. A 是可逆机，B 是不可逆机。
(完整版)工程热力学习题集附答案
工程热力学习题集一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。
2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。
3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。
4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。
5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。
6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。
7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。
（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为可逆循环。
9．熵流是由 引起的。
10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。
11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。
12．绝热系是与外界无 交换的热力系。
13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。
14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。
15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。
16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。
17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。
（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为不可逆循环。
19．熵产是由 引起的。
20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。
21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。
22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。
23、热力平衡的充要条件是：（ ）。
24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。
25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。
26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。
31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。
(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。
工程热力学课后题答案
习题及部分解答第一篇 工程热力学 第一章 基本概念1. 指出下列各物理量中哪些是状态量,哪些是过程量：答：压力,温度,位能,热能,热量,功量,密度;2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积,速度,比体积,位能,热能,热量,功量,密度;3. 用水银差压计测量容器中气体的压力,为防止有毒的水银蒸汽产生,在水银柱上加一段水;若水柱高mm 200,水银柱高mm 800,如图2-26所示;已知大气压力为mm 735Hg,试求容器中气体的绝对压力为多少kPa 解：根据压力单位换算4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量,如图2-27所示;若已知斜管倾角 30=α,压力计中使用3/8.0cm g =ρ的煤油,斜管液体长度mm L 200=,当地大气压力MPa p b 1.0=,求烟气的绝对压力用MPa 表示解：5.一容器被刚性壁分成两部分,并在各部装有测压表计,如图2-28所示,其中C 为压力表,读数为kPa 110,B 为真空表,读数为kPa 45;若当地大气压kPa p b 97=,求压力表A 的读数用kPa 表示 kPa p gA 155=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MPa 4.13；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量,其读数为mmHg 706;若大气压力为MPa 098.0,试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力用MPa 表示 MPa p MPa p 0039.0;0247.021==8.测得容器的真空度mmHg p v 550=,大气压力MPa p b 098.0=,求容器内的绝对压力;若大气压变为MPa p b102.0=',求此时真空表上的读数为多少mmMPa MPa p MPa p v8.579,0247.0='= 9.如果气压计压力为kPa 83,试完成以下计算：1.绝对压力为11.0MPa 时的表压力；2.真空计上的读数为kPa 70时气体的绝对压力；3.绝对压力为kPa 50时的相应真空度kPa ；4.表压力为MPa 25.0时的绝对压力kPa ;1.kPa p g 17=；2.kPa p 13=；3.kPa p v 33=；4.kPa p 333=;10.摄氏温标取水在标准大气压下的冰点和沸点分别为0℃和100℃,而华氏温标则相应地取为32℉和212℉;试导出华氏温度和摄氏温度之间的换算关系,并求出绝对零度所对应的华氏温度;将水在标准大气压下的冰点值032和F ℃,以及沸点值100292和F ℃代入,得解该二元一次方程组,得：32,8.1==B A ;从而有 328.1+=t t F当15.273-=t ℃时,有11.气体进行可逆过程,满足pV C =C 为常数,试导出该气体从状态1变化到状态2时膨胀功的表达式,并在p V -图上定性画出过程线、示出膨胀功;答案：略12.某气体的状态方程为g pV R T =,试导出：1.定稳下气体,p v 之间的关系；2.定压下气体,v T 之间的关系；3.定容下气体,p T 之间的关系;答案：1.2112v v p p =；2.1212T T v v =；3. 1212T T p p =;第二章 热力学第一定律1.一蒸汽动力厂,锅炉的蒸汽产量为318010/q kg h =⨯,输出功率为55000P kW =,全厂耗煤,19.5/m c q t h =,煤的发热量为33010/c q kJ kg =⨯;蒸汽在锅炉中吸热量2680/q kJ kg =;试求：1.该动力厂的热效率t η；2.锅炉的效率B η蒸汽总吸热量煤的总发热量;解：1.锅炉中蒸汽吸热量热效率 %411034.1550005=⨯=Φ=H t P η 2.锅炉效率2.系统经一热力过程,放热8kj 对外做功26kJ ;为使其返回原状态,对系统加热6kJ ,问需对系统作功多少解：由W U Q +∆=得对于返回初态的过程故需对系统做功kj 28;3.气体在某一过程只能感吸收了54kJ 的热量,同时热力学能增加了94kJ ;此过程是膨胀过程还是压缩过程系统与外界交换的功是多少答案：此过程为压缩过程；此过程中系统与外界交换的功是kj 40-;4.1kg 空气由115,0.5p MPa t MPa ==膨胀到220.5,500p MPa t ==℃,得到热量506kJ ,对外做膨胀功506kJ ;接着又从终态被压缩到初态,热出热量390kJ ,试求：1.膨胀过程空气热力学能的增量；2.压缩过空气热力学能的增量；3.压缩过程外界消耗的功;答案：1.0=∆U ；2. 0=∆U ；3.kj W 390-=;5.闭口系统中实施以下过程,试填补表中的空缺数据;表中括号内的数为答案;6.如图所示,某封闭系统沿b c a --途径由状态a 变化到b ,吸入热量kj 90,对外做功kj 40,试问：1.系统从a 经d 至b ,则吸收热量是多若对外做功kj 10,少2.系统由b 经曲线所示过程返回a ,若外界对系统左贡kj 23,吸收热量为多少3.设,45,5kj U kj U d adb ==,那么过程d a -和b d -中系统吸收的热量各为多少答案 1.kj Q adb 60=；2.kj Q ba 73-=；2.kj Q ad 50=；4.kj Q db 10=;7.容积为31m 的绝热封闭的气缸中装有完全不可压缩的流体,如图2-31所示;试问：1.活塞是否对流体做功2.通过对活塞加压,把流体压力从MPa p 2.01=提高到MPa p 33=,热力学能变化多少焓变化多少答案 1.0=W ；2.kj H U 3108.2,0⨯=∆=∆;8.一质量为kg 4500的汽车沿坡度为 15的山坡下行,车速为s m /300;在距山脚m 100处开始刹车,且在山脚处刚好刹住;若不计其它力,求因刹车而产生的热量;kj Q 51004.2⨯=;9.某蒸汽动力装置,蒸汽流量为h t /40,汽轮机进出口处压力表读数为MPa 9,进口比为kg kj /3440,汽轮机出口比焓为kg kj /2240,真空表读数为kPa 06.95,当时当地大气压力为kPa 66.98,汽轮机对环境放热为;试求：1.汽轮机进出口蒸汽的绝压各为多少2.单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少3.汽轮机的功率为多少答案 1.2.kg kj sh /1200=ω3.kW P 410332.1⨯=4.考虑进出口动能差后sh ω的相对偏差10.进入冷凝器的泛汽的蒸汽为MPa p 005.0=,比焓kg kj h /25001=,出口为同压下的水,比焓为kg kj h /77.1372=,若蒸汽流量为h t /22,进入冷凝器的冷却水温为171='t ℃,冷却水出口温度为302='t ℃,试求冷却水流量为多少水的比热容为)./(18.4K kg kj ;答案 )/(104.9563,h kg q w m ⨯=11.某活塞式氮气压气机,压缩的氮气的参数分别为：MPa p 1.01=,kg m v /88.031=；MPa p 0.12=,kg m v /16.03=;设在压缩过程中每kg 氮气热力学能增加kj 180,同时向外放出热量kj 60;压气机每min 生产压缩氮气kg 18,试求：1.压缩过程对每kg 氮气所做的功；2.生产每kg 压缩氮气所需的功；3.带动比压气机至少要多大的电动机;答案 1.kg kj /240-=ω；2.kg kj sh /312-=ω；3.kW P 6.93=;12.流速为s m /600的高速空气突然受阻停止流动,即02=c ,称为滞止;如滞止过程进行迅速,以致气流受阻过程中与外界的热交换可以忽略,问滞止过程空气的焓变化了多少答案 kg kj h /180=∆第三章 理想气体及其混合物1.把2CO 压送到体积为35.0m 的贮气罐内;压送前贮气罐上的压力表读数为kPa 3,温度为C 20,压送终了时压力表读数为kPa 30,温度为C 50;试求压送到罐内的2CO 的质量;大气压力为MPap b 1.0=;解由 ()())[]()kg T p T p R V T R V p T R V p m TmR pV K kg kJ M R R kPa p p p kPa p p p g g g g g g b g b 143.02732010103273501013010189.05.0.189.044314.813030101.01033101.033311221122322311=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-+⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-=∆=====+⨯=+==+⨯=+=2. 体积为303.0m 的某钢性容器内盛有了C kPa 20,700的氮气;瓶上装有一排气阀,压力达到kPa 875时发门开启,压力降到kPa 840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 13.932=t ℃；2kg m 0097.0=∆3.氧气瓶的容积330.0m V =瓶中氧气的表压力为Ct MPa p g 30,4.111==;问瓶中盛有多少氧气若气焊时用去一半氧气,温度降为C t202=,试问此时氧气的表压力为多少当地大气压力MPap b 1.0=答案 MPa p kg m g 625.0;86.72==4.某锅炉每小时燃煤需要的空气量折合表准状况时为h m 366000;鼓风机实际送入的热空气温度为C 250,表压力为kPa 0.20,当地大气压为MPa p b 1.0=,求实际送风量()m 3; 解 ()MPa p p p g b 12.010201.03=⨯+=+=- 由T R q pq g m V =得()()m P T T q p q T q p T pq V V V V 3511000000010068.112.027325027366000101325.0.⨯=+⨯⨯===5.某理想气体比热比4.1==V p c c k ,定压比热容()K kg kJ c p .042.1=,求该气体的摩尔质量;解 由k c c Vp =及MRR c c g V p ==-得 ()()()mol g k c R M p 93.274.111042.1314.811=-⨯=-=6.在容积为31.0m 的封闭容器内装有氧气,其压力为kPa 300,温度为C15,问应加入多少热量可使氧气温度上升到C8001按定值比热容计算；2按平均比热容计算;解 ()[]k kg kJ M R R g .26.032314.8===1()()()kJ t t R m t mc Q g V 3.6121580026.0252.12512=-⨯⨯⨯=-=∆=2查得()K kg kJ c V.656.015=7.摩尔质量为kg 30的某理想气体,在定容下由C 275,加热到C 845,若热力学能变化为kg kJ 400,问焓变化了多少答案kg kJ h 9.557=∆8.将kg 1氮气由C t 301=定压加热到C400,分别用定值比热容,平均比热容表计算其热力学能和焓的变化;用定值比热容计算用平均比热容计算9. kg 2的2CO ,由C t kPa p 900,80011==膨胀到C t kPa p 600,12022==,试利用定值比热容求其热力学能、焓和熵的变化;解10. 在体积为35.1mV=的钢性容器内装有氮气;初态表压力为MPapg0.21=,温度为C230,问应加入多少热量才可使氮气的温度上升到C750其焓值变化是多少大气压力为MPa1.0; 1按定值比热容计算；2按真实比热容的多项式计算；3按平均比热容表计算；4按平均比热容的直线关系式计算;解12查得()()()()()()()()()()()()kJ TnR Q dT nC kJ T T nR T a T a T a n T nR dT aT T a a n dT nR dT nC n dT R C n dT nC Q kmol m M n a a a T a T a a C m p T T m p m p m V m p 4321,3228223123221021212121021,,21,823102210,10226.150********.87532.010005.910005.9]5031023314.87532.050310231042.0315031023102335.52150310233146.27[7532.0327532.02809.211042.0,102335.5,3146.2721⨯=-⨯⨯+⨯=∆+==∆H ⨯=-⨯⨯--⨯⨯-⨯+-⨯⨯⨯+-⨯⨯=--⎪⎭⎫ ⎝⎛++=∆-++=-=-=====⨯-=⨯==++=⎰⎰⎰⎰⎰⎰----3查得4查得11. 某氢冷却发电机的氢气入口参数为C t MPa p g 40,2.011==,出口参数为C t MPa p g 66,19.022==;若每分钟入口处体积流量为35.1m ,试求氢气经过发电机后的热力学能增量、焓增量和熵增量;设大气压力为MPa p b 1.0=;1按定值比热容计算；2按平均比热容直线关系式计算;解（1） 按定值比热()[]()[]()()()()()[]min .4504.03.029.0ln 157.42734027360ln 55.143459.0ln ln min 9.130406655.143459.0min 44.93406639.103459.0.39.10157.455.14.55.14157.427271212K kJ p p R T T c q S kJ t c q kJ t c q U K kg kJ R c c K kg kg R c g p m p m V m g p V g p =⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆=-⨯⨯=∆=∆H =-⨯⨯=∆=∆=-=-==⨯==2按平均比热容的直线关系式12. 利用内燃机排气加热水的余热加热器中,进入加热器的排气按空气处理温度为C 300,出口温度为C 80;不计流经加热器的排气压力变化,试求排气经过加热器的比热力学能变化,比焓变化和比熵的变化;1按定值比热容计算；2按平均比热容表计算;答案1213. 进入气轮机的空气状态为C kPa 600,600,绝热膨胀到C kPa300,100,略去动能、位能变化,并设大气温度为KT 3000=,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s T -图上；3过程可逆膨胀到kPa 100输出的轴功;解12熵产g s ∆及有效能损失i 如图3-36中阴影面积所示;314.由氧气、氮气和二氧化碳组成的混合气体,各组元的摩尔数为试求混合气体的体积分数、质量分数和在C t kPa p 27,400==时的比体积;解15.试证明：对于理想气体的绝热过程,若比热容为定值,则无论过程是否可逆,恒有()211T T k R w g --=式中：1T 和2T 分别为过程初终态的温度;证明 对于理想气体的绝热过程,有又 ⎪⎩⎪⎨⎧==-kc c R c c V p gV p得 1-=k R c g V故 ()211T T k R w g --=证毕第四章 理想气体的热力过程1. 某理想气体初温K T 4701=,质量为kg 5.2,经可逆定容过程,其热力学能变化为kJ U 4.295=∆,求过程功、过程热量以及熵的变化;设气体()35.1,.4.0==k K kg kJ R g ,并假定比热容为定值;解由⎪⎩⎪⎨⎧==-kc c R c c V p g V p得()[]()()()K kJ T T mc S K T mc U T T T mc T mc U K kg kJ k R c V V V V gV 568.04704.573ln 143.15.2ln3.573470143.15.24.295.143.1135.14.01121212=⨯==∆=+⨯=+∆=-=∆=∆=-=-=2. 一氧化碳的初态为K T MPa p 493,5.411==;定压冷却到K T 2932=;试计算kmol 1的一氧化碳在冷却过程中的热力学能和焓的变化量,以及对外放出的热量;比热容取定值;答案 kJ kJ U 441082.5,10154.4⨯=∆H ⨯=∆3. 氧气由MPa p C t 1.0,3011== 被定温压缩至MPa p 3.02=;1试计算压缩单位质量氧气所消耗的技术功；2若按绝热过程压缩,初态与终态与上述相同,试计算压缩单位质量氧气所消耗的技术功；3将它们表示在同一副v p -图和s t -图上,试在图上比较两者的耗功;解 ()[]K kg kJ M R R g .26.032314.8===155.863.01.0ln 30326.0ln211,-=⨯==p p T R w g T t 23两过程在v p -图和s T -图上的表示分别如图3-37a 和3-37b 所示;图中过程线T21-为定温过程,s 21-为绝热过程线;从v p -图中可以看到,绝热过程耗功比定温过程耗功多出曲边三角形面积s T 221--;4.使将满足以下要求的理想气体多变过程在v p -和s t -图上表示出来先画出4个基本热力过程：1气体受压缩、升温和放热；2气体的多变指数8.0=n ,膨胀；3气体受压缩、降温又降压；4气体的多变指数2.1=n ,受压缩；5气体膨胀、将压且放热;答案 如图3-38a 和图3-38b 所示的v p -图和s T -图上,1-1,1-2,1-3,1-4和1-5分别为满足1,2,3,4和5要求的多变过程线;5.柴油机汽缸吸入温度C t 601=的空气33105.2m -⨯,经可逆绝热压缩;空气的温度等于燃料的着火温度;若燃料的着火温度为C 720,问空气应被压缩到多大的体积答案3421063.1m V -⨯=6.有kg 1空气,初态为C t MPa p 27,6.011==,分别经下列三种可逆过程膨胀到MPa p 1.02=,试将各过程画在v p -图和s t -图上,并求各过程始态温度、做工量和熵的变化量：1定温过程；225.1=n 的多变过程；3绝热过程;答案123v p -图和s T -图如图3-39所示; 7.一容积为32.0m 的贮气罐,内装氮气,其初压力MPa p 5.01=,温度C t 371=;若对氮气加热,其压力、温度都升高;贮气罐上装有压力控制阀,当压力超过MPa 8.0时,阀门便自动打开,防走部分氮气,即罐中维持最大压力为MPa 8.0,问当贮气罐中氮气温度为C 287时,对罐内氮气共加入多少热量设氮气比热容为定值;解()[]K kg kJ M R R g .297.028314.8===由 T mR pV g =开始过程是定容过程,则8.容积为36.0m V =的空气瓶内装有压力MPa p 101=,温度为K T 3001=的压缩空气,打开压缩空气瓶上的阀门用以启动柴油机;假定留在瓶中的空气进行的是绝热膨胀;设空气的比热容为定值,)./(287.0K kg kj R g =;1.问过一段时间后,瓶中空气从室内空气吸热,温度有逐渐升高,最后重新达到与室温相等,即又恢复到K 300,问这时空气瓶中压缩空气的压力3p 为多大答案 1 kg m K T 6.15,1.2712-=∆= 2MPa p 75.73=9.是导出理想气体定值比热容的多变过程的初、终态熵变为解：主要步骤与公式由 ⎪⎩⎪⎨⎧==-k c c R c c Vp gV p 得 1-=k kR c g p10.压力为kPa 160的kg 1空气,K 450定容冷却到K 300,空气放出的热量全部被温度为17℃的大气环境所吸收;求空气所放出热量的饿有效能和传热过程、的有效能损失,并将有效能损失表示在s T -图上;解由于放出的热量全部被环境吸收,使热量有效能全部变成了无效能,故有效能损失有效能损失如图3-40的s T -图上阴影面积所示;11.空气进行可逆压缩的多变过程,多变指数,3.1=n 耗功量为kg kj /95.67,求热量和热力学能变化;答案 kJ U kJ Q 85.50,95.16=∆-=第六章 水蒸气1.湿饱和蒸汽,85.0,9.0==x MPa p ,试由水蒸气表求u s v h t 和,,,,;答案 kg kJ h C t s 99.2468,389.175==2.过热蒸汽,425.0.3==t MPa p ℃,根据水蒸气表求u s h v ,,,和过热度D ,再用s h -图求上述参数;答案 查表：kg kJ h m v 7.3286,103638.03==查图：kg kJ h kg m v 3290,105.03==3.开水房用开水的蒸汽与20=t ℃同压下的水混合,试问欲得t 5的开水,需要多少蒸汽和水解 设需蒸汽为kg m V ,则水为V w m m m -=;由MPa p 1.0=,查得kg kJ h kg kJ h 14.2675,52.417=''='C t 20=时,kg kJ h 96.832=根据热力学第学一定律4.已知水蒸气kg kj h MPa p /1300,2.0==,试求其s t v ,,;答案 )K kg kJ s C t kg m v .5452.3,30.120,3158.03===5.kg 1蒸汽,95.0,0.211==x MPa p ,定温膨胀至MPa p 1.02=,求终态s h v ,,及过程中对外所做的功;解 ()kg kJ w 0.683=6.进汽轮机的蒸汽参数为435,0.311==t MPa p ℃;若经可逆膨胀绝热至MPa p .2=,蒸汽流量为s kg /0.4,求汽轮机的理想功率为多少千克：答案 kW P 31066.4⨯=7.一刚性容器的容积为MPa 3.0,其中51为饱和水,其余为饱和蒸汽,容器中初压为MPa 1.0;欲使饱和水全部汽化,问需要加入多少热量终态压力为多少若热源温度为500℃,试求不可逆温差传热的有效能损失;设环境温度为27℃;8.容积为336.0m 的刚性容器中贮有350=t ℃的水蒸气,其压力表度数为kPa 100;现容器对环境散热使压力下降到压力表度数为kPa 50;试求：1.确定初始状态是什么状态2.求水蒸气终态温度；3.求过程放出的热量和放热过程的有效能损失;设环境温度为20℃,大气压力为MPa 1.0;答案 1过热蒸汽；2C t 8.1452=此结果为利用教材热工基础与应用后附录A-7所得;利用较详细水蒸气热表或s h -图答案应为C 1913kJ I kJ Q 8.35,6.82=-=同上,kJ I kJ Q 2.27,1.59=-=9.气轮机的乏汽在真空度为kPa 96干度为88.0=x 的湿空气状态下进入冷凝器,被定压冷却凝结为饱和水;试计算乏汽体积是饱和水体积的多少倍,以及kg 1乏汽2在冷凝器中放出的热量;设大气压力为MPa 1.0;答案 kg kJ q V V 2140,1005.3411=⨯='10.一刚性绝热容器内刚性各班将容器分为容积相同的B A ,两部分;设A 的容积为316.0m ,内盛有压力为MPa 1.0、温度为300℃的水蒸气；B 为真空;抽掉隔板后蒸汽蒸汽自由膨胀达到新的平衡态;试求终态水蒸气的压力、温度和自由膨胀引起的不可逆有效能损失;设环境温度为20℃,并假设该蒸汽的自由膨胀满足常数=pV ;解1由==1122V p V p 常数得 ()MPa V V p p 5.0210.12112=⨯== （2） 由C t MPa p 300,0.111==,查得 由kg m v MPa p 3225161.0,5.0==,查得11.利用空气冷却蒸汽轮机乏汽的装置称为干式冷却器;瑞哦流经干式冷却器的空气入口温度为环境温度201=t ℃,出口温度为352=t ℃;进入冷凝器的压力为kPa 0.7,干度为8.0,出口为相同压力的饱和水;设乏汽流量为h t /220,空气进出口压力不变,比热容为定值;试求：1.流经干式冷却器的焓增量和熵增；2.空气流经干式冷却器的熵变以及不可逆传热引起的熵产;解1由8.0,0.7==x kPa p 查算得对空气)()K kg kJ c K kg kJ R p g .004.1,.287.0==根据热力学第一定律有2()()()()K kW S kW t t c q a p a m a 18.3910177.12035004.110818.75312,=∆⨯=-⨯⨯⨯=-=∆H3()()K kW S K kW S g V 63.1417.377=∆-=∆39.500,0.911==t MPa p ℃的水蒸汽进入气轮机中作绝热膨胀,终压为kPa p 502=;汽轮机相对内效率式中s h 2——为定熵膨胀到2p 时的焓;试求1.每kg 蒸汽所做的功；2.由于不可逆引起熵产,并表示在s T -图上;答案 由C t MPa p 500,0.911==查得()K kg kJ s kg kJ h .656.6,338511==由()kPa p K kg kJ s s 0.5,.656.6212===查得kg kJ h s 20302=由s T h h h h 2121--=η得()kg kJ h 22202=()kg kJ w sh 1165=（3） 由kg kJ h kPa p 2220,522==查得过程如图所示第七章 湿空气1.设大气压力为MPa 1.0,温度为25℃,试用分析法求湿空气的相对湿度为%55=ϕ,露点温度、含湿量及比焓,并查d h -图校核之;答案 解析法 ()()a kg kJ h a kg kg d C t d 15.53,011.0,8.14===查d h -图：2.空气的参数为%30,20,1.01===ϕC t MPa p b ,在加热器中加热到85℃后送入烘箱取烘干物体/从烘箱出来时空气温度为353=t ℃,试求从烘干物体中吸收kg 1水分所消耗的赶空气质量和热量;解 由%,30,2011==ϕC t 查d h -图得由C t d d 85,212==得3.设大气压力为MPa 1.0,温度为30℃,相对湿度为8.0;如果利用空气调节设备使温度降低到10℃去湿,然后再加热到20℃,试求所的空气的相对湿度;答案 %53=ϕ4.一房间内空气为MPa 1.0,温度为5℃,相对湿度为%80;由于暖气加热使房间温度升至18℃;试求放暖气后房内空气的相对湿度;答案 %32=ϕ5.在容积为3100m 的封闭室内,空气的压力为MPa 1.0,温度为25℃,露点温度为18℃,试求室内空气的含湿量,和相对湿度;若此时室内放置若干盛水的敞口容器,容器的加热装置使水能保持25℃定温蒸发至空气达到室温下饱和空气状态;试求达到饱和空气状态的空气含湿量和水的蒸发量;解 1由C t 25=查得由C t d 18=查得MPa p V 002064.0=所以%65=ϕ2%1002=ϕ6.一股空气流压力为MPa 1.0,温度为20℃,相对湿度为%30,流量为每分钟315m ;另一股空气流压力也为MPa 1.0,温度为35℃,相对湿度为%80,流量为每分钟320m ;混合后压力仍为MPa 1.0,试求混合后空气的温度、相对湿度和含湿量;解： 水蒸气的()[]K kg kJ R v g .462.0,=由%30,2011==ϕC t 查得由%80,3522==ϕC t 查得由热力学第一定律由 ()()a kg kg d a kg kJ h 0181.0,3.7333==查得第八章 气体和蒸汽的流动1.燃气经过燃气轮机中渐缩喷管绝热膨胀,流量为s kg q m /6.0=,燃气参数6001=t ℃,压力MPa p 6.01=,燃气在喷管出口的压力为MPa p 4.02=,喷管进口流速及摩擦损失不计,试求燃气在喷管出口处的流速和出口截面积,设燃气的 热力性质与空气相同,取定值比热容; 答案： s m A s m c /65.7,/43822==2.空气流经一出口截面积为3210cm A =的渐缩喷管,喷管进口的空气参数、为s m c C t MPa p /150,80,0.2111=== ,背压为MPa p b 8.0=,试求喷管出口处的流速和流经喷管的空气流量;若喷管的速度系数为96.0,喷管的出口流速和流量又为多少解：1.528.0356.0246.28.0)(246.2)3332.344(2)()(2.344004.1210150333204.04.111010322110=<===⨯===⨯⨯+=+=--er k k p v p MPa T T p p K c c T T 所以 )(186.1246.2528.002MPa p v p p er er =⨯=⋅==2.3.水蒸气经汽轮机中的喷管绝热膨胀,进入喷管的水蒸气参数525,0.911==t MPa p ℃,喷管背压力为MPa p b 0.4=,若流经喷管的流量为s kg q m /6=,试进行喷管设计计算;解： 由546.044.00.90.41=<==er b v p p 知喷管形状应选缩放型的;由,525,0.911C t MPa p ==s h -图得由,,0.4,),(914.4546.00.912211s s MPa p p s s MPa v p p b cr cr cr =====⨯==和查得4.空气以s m /200的速度在管内流动,用水银温度计测得空气的温度为70℃,假设气流在温度计壁面得到完全滞止,试求空气的实际温度;答案 1.50=f t ℃5.压力kPa p 1001=、温度为271=t ℃的空气,流经扩压管时压力提高到kPa p 1802=,问空气进入扩压管是至少有多大流速这时进口马赫数是多少答案 956.0,/33211==M s m c6.某单级活塞式压气机每小时吸入温度171=t ℃、压力MPa p 1.01=的空气3120m ,输出空气的压力为MPa p 64.02=;试按下列三种情况计算压气机所许的理想功率：1.定温压缩；2.绝热压缩；3.多变压缩2.1=n ;答案 1.kW P T c 19.6,=； 2.kW P s c 2.8,=； 3.kW P n c 3.7,=7.一台两级压气机,几如压气机的空气温度是171=t ℃,压力为MPa p 1.01=,压气机将空气压缩至MPa p 5.23=,压气机的生产量为h m /503标态下,两级压气机中的压缩过程均按多变指数25.1=n 进行;现以压气机耗功最小为条件,试求：1.空气在低压气缸中被压缩后的饿压力为2p ；2.空气在气缸中压缩后的温度；3.压气机耗功量；4.空气在级间冷却器中放出的热量;解 1.)(5.051.051.05.21213MPa p p p p opt opt =⨯=====ππ 2.K T T T T K p p T T nn 400,)(4005290231225.125.011212==='=⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=- 3.)(9.56)15(125.1290287.018.025.12)1(12)/(180.0)/(6.64627310287.010*********.025.125.01136000kW n T R nq P s kg h kg T R q p q opt n n g m c g v m =-⨯-⨯⨯⨯⨯=--===⨯⨯⨯⨯==-π4.()()()()kW T T c q T T c q p m p m 9.19400290004.118.02122-=-⨯⨯=-=-'=Φ8.某轴式压气机,每秒生产kg 20压力为MPa 5.0的压缩空气;若进入压气机的空气温度为201=t ℃,压力为MPa p 1.01,压气机的绝热效率92.0,=s c η,求出口处压缩空气的温度及该压气机的耗功率;解 )(1.4641.05.02934.114.111212K p p T T k k =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-- 由12121212,T T T T h h h h s c -'-=-'-=η得 9.一离心式压气机每分钟吸入压力为2010011==t kPa p 、℃的空气3200m ;空气离开压气机的温度为502=t ℃,出口截面上的流速为s m /50,空气的比热容()K kg kJ c p ./004.1=,假定与外界无热量交换;试求压气机的耗功率;答案 kW P 4.124=10.定容加热汽油机循环在每千克空气加入热量kJ 1000,压缩比5/21==v v ε,压缩过程的初参数为15,100kPa ℃;试求：1.循环的最高压力和最高温度；2.循环的热效率;答案 1.K T 1943max =,MPa p 37.3max =； 2.%6.52,=s c η11.一混合加热理想内燃机循环,工质视为空气,已知3.1/,8.1/,12/,50,1.034232111========v v p p v v C t MPa p ρλε ,比热容为定值;试求在此循环中单位质量工质的吸热量、净功量和循环热效率;解 循环s T -图如右图所示;1点：2点： 3点：4点：5点：12.在相同的初态及循环最高压力与最高温度相同的条件下,试在s T -图上利用平均温度的概念比较定容加热、定压加热及混合加热的内燃机理想循环的热效率;答案 s T -图如图所示 若定容加热理想循环热效率为V t ,η,定压加热理想循环热效率为p t ,η,混合加热理想循环热效率为t η,则有p t t V t ,,ηηη<<13.在燃气轮机的定压循环中,工质视为空气,进入压气机的温度271=t ℃,压力MPa p 1.01=,循环增压比4/12==p p π;在燃烧事中加入热量,经绝热膨胀至MPa p 1.04=;设比热为定值;1.画出循环的s T -图；2.求循环的最高温度；3.求循环的净功量和热效率；4.若燃气轮机的相对内效率为91.0,循环的热效率为多少答案 1.s T -图如图所示；2.K T T 11763max ==；3.%7.32,/8.2390==t kg kJ ηω；4.%28=t η14.对于燃气轮机定压加热理想循环,若压气机进出口空气参数为MPa p 1.01=,271=t ℃,燃气轮机进出口处燃气温度10003=t ℃,试向增压比π最高为多少时,循环净功为0 答案 157max =π15.某锅炉每小时生产t 4水蒸气;蒸汽出口的表压为MPa p g 122=,温度3502=t ℃;设给水温度401=t ℃,锅炉效率8.0=B η,煤的发热量热值kg kJ q p /1097.24⨯=,试求每小时锅炉的耗煤量;答案 耗煤量h kg q c m /448,=16、 填空题：1用水银温度计测量高速流动的气流温度,设温度计上读数为t ,气流温度为f t ,则二者的大小关系为____________；2在喷管的气体流动中,气体压力不断__________,流速＿＿＿＿,马赫数 ＿＿＿＿＿＿； 3有一减缩喷管,空气进口压力为MPa p 11=,背压MPa p b 3.0=,册出口压力=2p ;4现设计一喷管,若进口过热蒸汽压为MPa p 91=,背压为MPa p b 2=,此 喷管的形状应选择 ;17、压力为MPa 1.0、温度为C 015的空气,分别以s m /100,s m /200,和s m /400的流速流动,当空气滞止时,问空气的滞止温度和滞止压力各为多少18、某减缩喷管进口氮气压力为MPa p 6.61= ,温度C t 0960= ,背压为MPa p b 0.4=试求出口截面流速;19.某减缩喷管出口截面积为225mm ,进口空气参数C t Pa p 011300,5.0==,初速s m c /1781=,问背压为多大时达到最大质量流量该值是多少20.压力为MPa 1.0,温度C 030的空气经扩压管后压力升高至MPa 16.0,问空气进入扩压管的初速是多少21.压力MPa p 0.91=、温度C t 01550=的水蒸气,经节流阀后压力降为MPa P 6.82=,然后进入喷管作可逆膨胀至压力为MPa p 63=;设环境温度为K T 3000=,流量s kg q m /32=问：1该喷管为何形状；2喷管出口流速及截面积为多少；3因节流引起的熵产及有效能损失为多少第九章 蒸汽动力循环1.蒸汽动力循环的主要设备是什么各起什么作用2.提高蒸汽动力循环热效率的主要措施与方法有那些3.在蒸汽压缩制冷循环中,如果用膨胀代替节流阀,有何优缺点4.试画出蒸汽再循环的s T -图;5.某朗肯循环,水蒸气初参数为C t MPa p 011500,4==,背压为MPa p 004.02=;试求循环吸热、放热量、汽轮机做功和循环热效率;6.某蒸汽动力循环,水蒸气的初参数为C t MPa p 011530,5.4==,背压为MPa p 005.02=,汽轮机相对内效率88.0=T η,试求循环吸热量、放热量、汽轮机做功量和循环热效率;7.某蒸汽压缩制冷循环,制冷剂为氟里昂134a,蒸发器的出口温度为C 045.26-,冷凝器的出口温度C 030;试求：1循环制冷量和压气机耗功量；2制冷系数；3循环热效率;8.某蒸汽动力循环装置为郎肯循环;蒸汽的初压为MPa p 0.41=,背压为MPa p 005.02=,若初温分别为300℃和500℃,试求蒸汽在不同初温下的循环热效率t η及蒸汽的终态干度2x ; 解：1.由MPa p 0.41=,3001=t ℃,查过热蒸汽表得由MPa p 005.02=,查饱和水和饱和蒸汽表得由12s s =得又 kg kJ h h /22.13723='=忽略泵功 34h h =2.过程和上一问相同,最后结果是%39=t η,832.02=x9.某朗肯循环,水蒸气初温为5001=t ℃,背压为MPa p 005.02=,试求当初压分别为MPa 0.4和MPa 0.6时的循环热效率及排汽干度;答案10.某蒸汽动力厂按再热循环工作,锅炉出口蒸汽参数为500,1011==t MPa p ℃,汽轮机排汽压力MPa p 004.02=;蒸汽在进入汽轮机膨胀至MPa 0.1时,被引出到锅炉再热器中再热至500℃,然后又回到汽轮机继续膨胀至排汽压力;设汽轮机和水泵中的过程都是理想的定熵过程,试求： 1.由于再热,使乏汽干度提高多少2.由于再热,循环的热效率提高了多少解： 1.由500,1011==t MPa p 查得由)./(5954.6,0.11K kg kJ s s MPa p a a ===查得由500,0.1==b b t MPa p ℃查得由)(7597.7,004.022K kg kJ s s MPa p b •===且 kg kJ h 3.1212=' 由)(5954.6,004.012K kg kJ s s MPa p a •===查得忽略泵功 kg kJ h h h 3.121234='== 2忽略泵功 ()()210h h h h w w b a T -+-===()())(17060.23378.347628078.3372kg kJ =-+-=()())(3.392128078.34763.1218.3372kg kJ =-+-无再热时第十章 制冷循环1.某蒸气压缩制冷装置如图5-26所示;制冷剂为氨,蒸发器出口氨的温度为 C t ︒-=151,在冷凝器中冷凝后的氨为饱和液,温度C t ︒=251;试求：蒸发器中氨的压力和冷凝器中氨的压力；循环的制冷量L q ,循环净功0w 和制冷系数ε； 若该装置的制冷能力为h kJ L 41042⨯=Φ,氨的流量为多大解 1T-s 图参阅图5-26b。
工程热力学概念复习题1 (1)
填空题：1.根据是否有能量传递和物质交换的情况，可以将热力系分为（）热力系和（）热力系。
2.热力系统与外界通过边界进行能量交换和（）交换，而能量交换又可分为（）交换和（）交换。
3.测得容器的表压力p e=75kPa，大气压力p a=0.098MPa，则容器内的绝对压力为（）kPa。
4.测得容器的真空度压力p v=75kPa，大气压力p a=0.098MPa，则容器内的绝对压力为（）kPa。
5.气体的温度为20℃，那么该系统内气体的热力学温度为( )K。
6.气体的温度为-20℃，那么该系统内气体的热力学温度为( )K。
7.理想气体在一热力过程中，其热力学能增加 50J ，同时外界对系统做功为 100J 。
则该热力系统传给外界的热量为 ( ) J 。
8.一稳定流动开口系，从外界吸收热量 500J ，开口系进出口焓差为 300J，则该热力系对外界所作的技术功为( )J。
9.熵可用来对热力过程进行热量分析，在热力过程中如果△s>0,说明该过程是（）的；如果△s< 0,说明该过程是（）的。
10.物体温度升高 1℃所需要吸收的热量称为该物体的（）11.物质由液态转变为气态的相变过程为汽化过程，通常分为（）和（）两种不同的形式。
12.物质由气态转变为液态的相变过程为（）。
13.湿蒸汽是（）和（）的混合物，未饱和湿空气是（）和（）的混合物，饱和湿空气是（）和（）的混合物。
14.当湿蒸汽的干度 x ＝ 0 时，工质全部为( )。
15.当湿蒸汽的干度 x ＝ 1 时，工质为 ( ) 状态。
16.相对湿度是湿空气的绝对湿度和同温度下饱和湿空气的绝对湿度之比。
相对湿度等于0时是（）；等于1时是（）。
17.含湿量d指1kg（）所带有水蒸气的质量。
18.四个基本热力过程，分别是（）过程，（）过程，（）过程，（）过程。
19.在定容过程中，气体吸热，温度（），压力（），熵（）。
20.在定压过程中，气体放热压缩外界对其做功，温度（），熵（）。
工程热力学期末复习题1答案
一、判断题：1. 平衡状态一定稳定状态。
2。
热力学第一定律的实质是能量守恒定律；3．公式d u = c v d t适用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的函数。
7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，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，并能恢复到初始状态的过程。
9. 根据比热容的定义式，可知理想气体的为一过程量；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。
15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。
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.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=c pΔT=0。
23．定压过程的换热量q p=∫c p dT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。
工程热力学习题附答案解析
工程热力学习题集一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为能源和能源。
2．孤立系是与外界无任和交换的热力系。
3．单位质量的广延量参数具有参数的性质，称为比参数。
4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器的绝对压力为。
5．只有过程且过程中无任效应的过程是可逆过程。
6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、和。
7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越、水蒸气含量越，湿空气越潮湿。
（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰为可逆循环。
9．熵流是由引起的。
10．多原子理想气体的定值比热容V c =。
11．能源按其有无加工、转换可分为能源和能源。
12．绝热系是与外界无交换的热力系。
13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。
14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器的绝对压力为。
15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使都返回原来状态而不留下任变化，则这一过程称为可逆过程。
16．卡诺循环是由两个和两个过程所构成。
17．相对湿度越，湿空气越干燥，吸收水分的能力越。
（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰为不可逆循环。
19．熵产是由引起的。
20．双原子理想气体的定值比热容p c =。
21、基本热力学状态参数有：（）、（ ）、（）。
22、理想气体的热力学能是温度的（）函数。
23、热力平衡的充要条件是：（）。
24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（）。
25、卡诺循环由（）热力学过程组成。
26、熵增原理指出了热力过程进行的（）、（）、（）。
31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。
32.在国际单位制中温度的单位是_______。
工程热力学习题课1
3. 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。 问： ⑴ 空气的热力学能如何变化？ ⑵ 空气是否作出了功？ ⑶ 能否在坐标图上表示此过程？为什么？ 答：（1）空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变。 （2）空气对外不做功。 （3）不能在坐标图上以实线表示此过程，因为不是准静态过 程。
2
n 1
得：
T2 60 273 ln T1 300 273 n 1 1 1.494 V1 1 ln ln V2 3 ln
由多变过程计算功公式： W m 故
Rg
1 Rg (T1 T2 ) 100 kJ n 1
W (n 1) 100(1.494 1) 0.1029kJ/( kg K) m(T1 T2 ) 2(573 333)
Rg
cp=cv· k=0.1666×1.6175=0.2695kJ/(kg· K)
解法2：根据热力学第一定律
Q U W 求得： U Q W 80kJ
U mcv T
c p cv Rg
由此求的cp，cv。
13
6. 容器中盛有温度为150 ℃的4 kg水和0.5 kg水蒸气。现对容器 加热，工质所得热量Q=4000 kJ。试求容器中工质热力学能的 变化和工质对外作的膨胀功。（设活塞上的作用力不变，活塞 和外界绝热，并与器壁无摩擦。）
2.求总熵变△S ：
例4.一刚性绝热容器由一隔板分为容积相等的A、B两部分，每一部分容积 为0.01m3。其中A是温度为40℃、压力为4bar的空气；B是温度为20℃，压力为 2bar的空气。当抽出隔板后，空气混合达到热力平衡，求混合过程中空气熵的变 化量。（忽略隔板体积）。
工程热力学习题集及答案(1)
工程热力学习题集及答案一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为 常规 能源和 新 能源。
2．孤立系是与外界无任何 能量 和 物质 交换的热力系。
3．单位质量的广延量参数具有 强度量 参数的性质，称为比参数。
4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 54kpa 。
5．只有 准平衡 过程且过程中无任何 耗散 效应的过程是可逆过程。
6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 干饱和蒸汽 和 过热蒸汽 。
7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 高 、水蒸气含量越 多 ，湿空气越潮湿。
（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 等于零 为可逆循环。
9．熵流是由 与外界热交换 引起的。
10．多原子理想气体的定值比热容V c = g 72R 。
11．能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。
12．绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。
13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 两 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。
14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 173a KP 。
15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。
16．卡诺循环是由两个 定温 和两个 绝热可逆 过程所构成。
17．相对湿度越 小 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 大 。
（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 小于零 为不可逆循环。
19．熵产是由 不可逆因素 引起的。
20．双原子理想气体的定值比热容p c = 72g R 。
21．基本热力学状态参数有：（ 压力）、（温度 ）、（体积）。
22．理想气体的热力学能是温度的（单值 ）函数。
工程热力学考试和答案
工程热力学考试和答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式为：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q + WC. ΔG = Q + WD. ΔS = Q/T + W/T答案：A2. 理想气体的内能仅与下列哪个因素有关？A. 体积B. 压力C. 温度D. 质量答案：C3. 在绝热过程中，下列哪项是恒定的？A. 焓B. 熵C. 内能D. 温度答案：B4. 卡诺循环的效率与下列哪个因素有关？A. 工作介质B. 循环类型C. 热源温度D. 热汇温度答案：C5. 理想气体的比热容在下列哪种情况下是恒定的？A. 等压过程B. 等容过程C. 绝热过程D. 等熵过程答案：D6. 根据热力学第二定律，下列哪项是正确的？A. 热量不能自发地从低温物体传向高温物体B. 熵总是减少的C. 热机的效率可以超过100%D. 任何过程都是可逆的答案：A7. 理想气体的绝热指数γ与下列哪个比值有关？A. Cp/CvC. R/CvD. R/Cp答案：A8. 理想气体的节流过程是：A. 等温过程B. 等压过程C. 等熵过程D. 等容过程答案：C9. 理想气体的混合过程中，下列哪项是守恒的？A. 内能B. 焓C. 熵答案：D10. 根据热力学第三定律，下列哪项是正确的？A. 绝对零度是可以达到的B. 绝对零度时，所有完美晶体的熵为零C. 绝对零度时，所有物质的内能为零D. 绝对零度时，所有物质的熵为零答案：B二、填空题（每题2分，共20分）11. 理想气体的比热容Cp和Cv之间的关系为：Cp = Cv + _______。
答案：R12. 理想气体的绝热指数γ定义为：γ = _______ / Cv。
答案：Cp13. 卡诺循环的效率η_Carnot = 1 - T_Cold / _______。
答案：T_Hot14. 理想气体的熵变ΔS可以通过公式ΔS = _______ / T计算。
答案：Q_Rev15. 理想气体的节流过程是 _______ 过程。
工程热力学试卷及答案1
一、单项选择题1．湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中，不相互独立的一对是（D ）D ．(p,t)2．在不可逆循环中（B ）A ．⎰⎰>∂ds T qB ．⎰⎰<∂ds T qC ．⎰⎰=∂ds T qD ．⎰⎰≥∂ds Tq3．比热容c p 为定值的冷热流体，热流体T 1，冷流体T 2，定压混合后的温度为T ，其每公斤热流体熵的变化量为（ A ） A．1p T T lnc s =∆ B ．12p T T lnc s =∆C ．1212p P PRln T T ln c s +=∆ D ．TQs =∆4．在理想气体的多方程中，多方指数n 取实数值的范围是（B A ．k n≤∞＜－ B ．+∞<∞n ＜－ C ．+∞<n 0＜ D ．+∞<≤n 05．用干湿温度计测量未饱和湿空气的露点时，湿球温度t w ，干球温度t 和露点t DP 之间的关系是（A ） A ．t DP <t w <t B ．t DP >t w >t C ．t DP =t w =t D ．t w > t DP >t6．如果孤系内发生的过程都是可逆过程，则系统的熵（C ） A ．增大 B ．减小 C ．不变 D ．可能增大，也可能减小 7．pdv dT c q v +=δ适用于（A ）A ．可逆过程，理想气体B ．不可逆过程，理想气体C ．可逆过程，实际气体D ．不可逆过程，实际气体 8．电厂蒸汽动力循环回热是为了（C ） A ．提高循环初参数 B ．降低循环终参数 C ．提高平均吸热温度 D ．提高汽轮机的相对内效率 9．活塞式压气机采取分级压缩（ C ） A ．能省功 B ．不能省功 C ．不一定省功 D ．增压比大时省功10．理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大，将使生产1kg 压缩空气的耗功量（C ）A 增大B ．减小C ．不变D ．的变化视具体压缩空气的耗功量11．下列各项中，不影响燃烧过程热效应的是（C ） A ．反应物的种类 B ．反应温度C ．反应速度D ．反应压力 12．欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用（C ）A ．渐缩喷管B ．渐扩喷管C ．缩放喷管D ．前后压差较大直管 13．水蒸汽h －s 图上定压线（C ）．在湿蒸汽区是直线，在过热蒸汽区是曲线14．为提高空气压缩制冷循环的制冷系数，可以采取的措施是（D ） A ．增大空气流量 B ．提高增压比 C ．减小空气流量 D ．降低增压比15．在范德瓦尔方程中，常数b 为考虑气体 而引入的修正项。
工程热力学复习题一
工程热力学复习题一一、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。
0____Pa。
7. 1mmHg=____Pa;1mmH28. 气压计读数为750mmHg，绝对压力为2.5x105Pa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720.6mm。
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w____0，工质受到压缩时w____0，功的大小决定于____________。
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。
5. 经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。
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。
工程热力学试题及答案
工程热力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔS = Q/TD. ΔG = H - TS2. 理想气体的内能仅与下列哪一项有关？A. 温度B. 压力C. 体积D. 质量3. 根据热力学第二定律，下列哪一项是正确的？A. 热量可以自发地从低温物体传向高温物体B. 热量不能自发地从高温物体传向低温物体C. 热量可以自发地从高温物体传向低温物体，但必须引起其他变化D. 热量可以在不引起其他变化的情况下从低温物体传向高温物体4. 卡诺循环的效率与下列哪一项无关？A. 工作介质B. 高温热源温度C. 低温热源温度D. 循环的路径5. 什么是熵？A. 热力学系统的一个状态参数B. 热力学系统的一个过程量C. 表示热力学系统混乱程度的物理量D. 表示热力学系统能量转换效率的物理量6. 以下哪种情况下，气体的熵会增加？A. 气体在绝热条件下膨胀B. 气体在等温条件下压缩C. 气体在等压条件下膨胀D. 气体在等容条件下加热7. 热力学第三定律的实质是什么？A. 绝对零度不可能达到B. 绝对零度时所有物质的熵为零C. 绝对零度时所有物质的熵为常数D. 绝对零度时所有物质的熵为负无穷8. 什么是临界点？A. 液体和气体的界面消失的点B. 液体和固体的界面消失的点C. 气体和固体的界面消失的点D. 液体和气体的界面出现波动的点9. 什么是热机效率？A. 热机输出功与输入热量的比值B. 热机输入热量与输出功的比值C. 热机输出功率与输入功率的比值D. 热机输入热量与输出功率的比值10. 什么是湿蒸汽的干度？A. 湿蒸汽中液态水分的质量分数B. 湿蒸汽中气态水分的质量分数C. 湿蒸汽中液态水分的体积分数D. 湿蒸汽中气态水分的体积分数二、简答题（每题5分，共20分）1. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
2. 解释什么是理想气体，并简述其状态方程。
工程热力学(第五版)第1章练习题
第1章基本概念1．1 本章基本要求深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。
1．2 本章难点1．热力系统概念，它与环境的相互作用，三种分类方法及其特点，以及它们之间的相互关系。
2．引入准静态过程和可逆过程的必要性，以及它们在实际应用时的条件。
3．系统的选择取决于研究目的与任务，随边界而定，具有随意性。
选取不当将不便于分析。
选定系统后需要精心确定系统与外界之间的各种相互作用以及系统本身能量的变化,否则很难获得正确的结论。
4．稳定状态与平衡状态的区分：稳定状态时状态参数虽然不随时间改变，但是靠外界影响来的。
平衡状态是系统不受外界影响时，参数不随时间变化的状态。
二者既有所区别，又有联系。
平衡必稳定,稳定未必平衡。
5．注意状态参数的特性及状态参数与过程参数的区别。
1．3 例题例1：绝热刚性容器内的气体通过阀门向气缸充气。
开始时气缸内没有气体,如图 1.1所示。
气缸充气后,气体推动气缸内的活塞向上移动,如图1.2所示。
设管道阀门以及气缸均可认为是绝热的。
若分别选取开口系统与闭口系统,试说明它们的边界应该如何划定?这些系统与外界交换的功量与热量又如何?解：(1)若以容器内原有的气体作为分析对象，属于闭口系统。
容器放气前，边界如图1.1中的虚线所示。
放气后边界如图1.2中的虚线所示。
气体对活塞作的功W是闭口系统与外界交换的功量。
气体通过活塞与外界交换的热量Q是此闭口系统的传热量。
图1.1 图1.2图1.3 图1.4（2）若以容器放气后残留在容器内的气体作为分析对象，同样也是闭口系统。
这时放气前的边界如图1.3中的虚线所示。
放气后的边界如图1.4的虚线表示。
残留气体对离开容器的那部分放逸气体所作的功，是本闭口系统与外界交换的功，残留气体与放逸气体之间交换的热量是本系统的传热量。
（3）类似地若以放逸气体为分析对象，同样也是闭口系统。
工程热力学1期末试题+答案(1).
图1图22012工程热力学Ⅰ考题（A ）一、简答题（共30分）1、图1中循环1-2-3-a -1和循环1-b -3-4-1都是不可逆循环。
有人判断循环1-2-3-a -1的热效率高于循环1-b -3-4-1的热效率，你是否同意他的说法，为什么？（10分）2、有一种热机，以水蒸气为工质，循环的高温热源温度为1200 K ，低温热源温度为300 K ，循环的热效率t η。
现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率t'η与原循环热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （10分）3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量，有人提出将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉可提高水蒸气循环的热效率。
”请据热力学基本定律出发评估这种观点。
（10分）二、计算题（共70分）1、一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为200kPa 、温度20℃，喷嘴内径为0.002m 时，射出水流温度20℃，压力100kPa ，流速1000m/s ，已知在200kPa 、20℃时，30.001002m /kg v =，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。
（10分）2、某太阳能供暖的房屋用5×8×0.3m 的大块混凝土板作为蓄热材料，该混凝土的密度为2300kg/m 3，比热容0.65kJ/(kg·K)。
若混凝土板在晚上从23℃冷却到18℃（室内温度），求此过程的熵产。
（10分）3、某活塞式内燃机定容加热理想循环（图2循环1-2-3-4-1），压缩比ε =10，压缩冲程的起点状态是t 1=35℃ 、p 1=100kPa 。
加热过程中气体吸热650kJ/kg 。
假定比热容为定值，且c p =1.004kJ/（kg·K ），κ =1.4，求：（1）循环中各点的温度、压力和循环热效率；（2）若循环压缩过程和膨胀过程均不可逆，两过程的熵产分别为0.1kJ/(kg·K)和0.12 kJ/(kg·K)，求工质经循环后的熵变； （3）若膨胀过程持续到5（p 5 = p 1），画出循环T-s 图，并分析循环热效率提高还是下降。
《工程热力学》参考试题及答案
《工程热力学》参考试题及答案一、选择题（每题5分，共30分）1. 热力学第一定律表明（）A. 热量不能自发的从低温物体传到高温物体B. 热量不能完全转化为功C. 能量守恒D. 热量总是从高温物体传到低温物体答案：C2. 下列哪个过程是可逆过程？（）A. 自由膨胀B. 等温膨胀C. 等压膨胀D. 绝热膨胀答案：B3. 在热力学中，以下哪个参数是状态函数？（）A. 功B. 热量C. 温度答案：C4. 下列哪个参数表示热力学系统的内能？（）A. 温度B. 压力C. 熵D. 内能答案：D5. 在下列哪个过程中，熵增最大？（）A. 等温膨胀B. 等压膨胀C. 绝热膨胀D. 等温压缩答案：A6. 下列哪个过程是绝热过程？（）A. 等温膨胀B. 等压膨胀C. 绝热膨胀D. 等温压缩二、填空题（每题10分，共30分）1. 热力学第一定律的表达式为：△U = Q - W，其中△U 表示____，Q表示____，W表示____。
答案：系统内能的变化、系统吸收的热量、系统对外做的功2. 在等温过程中，理想气体的熵变为：△S =nRln(V2/V1)，其中n表示____，R表示____，V1表示____，V2表示____。
答案：气体的物质的量、气体常数、初始体积、终态体积3. 下列热力学过程中，熵增最小的是____过程。
答案：绝热过程三、计算题（每题20分，共40分）1. 已知某理想气体的初始状态为：T1 = 300K，P1 =1MPa，V1 = 0.1m³。
经过一个等温膨胀过程，气体的终态压力为P2 = 0.5MPa。
求气体的终态体积V2和膨胀过程中气体对外做的功W。
解：根据理想气体状态方程：PV = nRT，可得P1V1 = P2V2解得：V2 = 2V1 = 0.2m³膨胀过程中气体对外做的功为：W = P1V1ln(P1/P2) = 1 × 10⁶ × 0.1 × ln(1/0.5) = 1.69 × 10⁴ J2. 一台理想卡诺热机的热源温度为800K，冷源温度为300K。
工程热力学习题集(含答案)
氮气
例 2.1 图 【解】
3
以气缸中氮气为研究对象，其状态方程为
pv = Rg T
对于绝热膨胀过程，其状态参数满足以下方程：
pv γ 0 = c
综合以上两式可得
T2 ⎛ p 2 ⎞ =⎜ ⎟ ⎟ T1 ⎜ ⎝ p1 ⎠
于是
γ 0 −1 γ0
⎛ p2 ⎞ T2 = T1 ⎜ ⎜p ⎟ ⎟ ⎝ 1⎠
2
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
即
2 ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ c12 c2 ⎜ ⎟ ⎜ q－wsh + ⎜ h1 + &#z 2 ⎟ ⎟=0 2 2 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠
上式可变为
1 2 ⎡ ⎤ q = Δh + ⎢ wsh + c 2 − c12 + g (z 2 − z1 )⎥ 2 ⎣ ⎦
忽略闭口系入口和出口处的热交换，则由式（a）和式（d）进行比较可得
(
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/ ℃
工程热力学习题集附答案
工程热力学习题集一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。
2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。
3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。
4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。
5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。
6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。
7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。
（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为可逆循环。
9．熵流是由 引起的。
10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。
11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。
12．绝热系是与外界无 交换的热力系。
13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。
14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。
15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。
16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。
17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。
（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为不可逆循环。
19．熵产是由 引起的。
20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。
21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。
22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。
23、热力平衡的充要条件是：（ ）。
24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。
25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。
26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。
31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。
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1．热力系内工质质量若保持恒定，则该热力系一定是 。
A 开口系B 闭口系C 孤立系D 不能确定题解：当稳定流动的开口系mout q q =min 则热力系工质质量亦保持恒定2．当分析以下热现象时，通常哪些可以取作闭口系：（）1）正在使用的压力锅内的蒸汽 。
2）被扎了胎的自行车轮胎。
3）汽车行驶中轮胎被热的路面加热。
4）内燃机气缸内燃烧的气体。
5）内燃机排气冲程时气缸内的燃烧气体。
A 1）、2）可取作闭口系B 3）、4）可取作闭口系C 4）、5）可取作开口系D 2）、4）可取作开口系3．热力系与外界既有质量交换，又有能量交换的是 。
A 闭口系B 开口系C 绝热系D 开口系或绝热系4．开口系的质量是 。
A 不变的B 变化的C 变化的也可以是不变的D 在理想过程中是不变的5．下列热力系中与外界可能与外界有质量交换的系统是 。
A 开口系B 绝热系C 闭口系D 开口系、绝热系6．某设备管道中的工质为50mmHg ，设大气压力为80kP a ，此压力在其压力测量表计上读数为 。
A 73.3 k PaB 86.67 k PaC 130 k PaD 30k Pa题解：工质压力50mmHg ×133.32=6666Pa ，低于大气压力，设备管道为负压状态，表计指示为真空值7．如图所示，某容器压力表A 读数300kP a ,压力表B 读数为120kP a ,若当地大气压力表读数720mmHg ，则压力表C 的读数为 。
A 276.06kP aB 180kP aC 396.1kP aD 216.06kP a题解：由∏I I -=-=p p p p p p B b A ,,则B A b C p p p p p -=-=∏。
8．容器内工质的压力将随测压时的地点不同而 。
A 增大B 减小C 不变D 无法确定题解：测压地点不同b p 不同，测量压力的参考基准变了，表压力b g p p p -=、真空值p p p b v -=会随之变化，但工质的压力不会随测压地点而变化。
9．某压力容器，其压力表的读数在南京为1g p 与在拉萨2g p 时相比较 。
A 相同12g g p p =B 增大12g g p p >C 减小12g g p p <D 无法确定题解：b g p p p -=,拉萨的b p 低于南京的，因此同样的压力容器中的工质在拉萨测量时2g p 大。
10．某负压工作状态的凝汽器，若由于工作疏忽有个与大气相连的阀门未关紧，则凝汽器内工质压力将 。
A 升高B 降低C 不改变D 可能降低也可能升高11．某负压工作的凝汽器，若有个与大气相连的阀门未关紧，真空遭破坏，此时凝汽器的真空表读数 。
A 降低B 升高C 不变D 没有反应12．平衡状态就是 。
A 稳定状态B 均匀状态C 不随时间变化的状态D 与外界不存在任何势差的的状态13．平衡状态是指当不存在外界影响时， 。
A 热力系逐渐达到热平衡的状态。
B 热力系状态参数多次测量数值不变。
C 热力系内部变化很小。
D 热力系内部均匀一致。
14．可逆过程 。
A 要求过程一定是准平衡过程。
B 并不要求过程是准平衡过程。
C 强调的是过程可以按原路线返回。
D 只是要求过程中不存在摩擦。
15．准平衡过程，工质经历的所有状态都接近于 。
A 初状态B 环境状态C 均匀状态D 邻近状态16．准平衡过程就是 。
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17．可逆过程一定是 。
A 工质能回复到初态的过程B 非平衡过程C 准平衡过程D 存在着损耗的准平衡过程18．可逆过程与准平衡过程的主要区别是 。
A 可逆过程比准平衡过程进行的快得多B 准平衡过程是进行得无限慢的过程C 可逆过程不但是内部趋于平衡，而且与外界亦趋于平衡D 可逆过程中工质可以恢复为初态19．初、终状态相同的任何过程，其过程中传递的热量 。
A 相等B w u q +∆=C 均为⎰21Tds D T -S 图面积均相等 题解：初终状态间经历不同的过程其交换的热量不同；若为可逆过程w u T d s q +∆==⎰21，随过程不同各不相等；若为不可逆过程则不能表示为⎰21Tds ，但仍然遵循能量守恒方程w u q +∆=。
20．推动功 。
A 是过程量B 是状态的函数C 是储存能D 是热力状态变化时作的功21．热力系与外界发生能量交换时，功和热量是 。
A 过程量B 强度量C 广延量D 状态参数22．动力循环中膨胀功 压缩过程消耗的功。
A 等于B 小于C 大于D 不能确定两者的大小23．制冷循环中，膨胀功 压缩功。
A 吸热量大于放热量B 等于C 小于D 不能确定两者大小24．任意一个逆向循环，其 。
A 吸热量大于放热量B 吸热量小于放热量C 吸热量等于放热量D 吸热和放热的大小关系不定25．工质膨胀时 。
A 一定对外放热B 一定要对工质加热C 工质温度一定降低D 工质必须满足能量平衡方程26．下列各式正确的是 。
1）)(1122v p v p u q -+∆= 2）⎰-∆=Vdp H Q3）t w h q ∆+∆= 4）v pd u q ⎰+∆=5）)(12w w u q -+∆= 6) q u =∆A 1） 2） 6）B 3） 4） 6）C 1） 3） 5）D 2） 5） 6）27．外界对热力系作功60kJ ，热力系从外界吸热20kJ ，则热力系的热力学能变化量为 。
A 40KjB 60KjC －40KjD 80kJ28．pdv dT c q v +=δ适用于 过程。
A 任何工质的不可逆B 任何工质的可逆C 理想气体的任何D 理想气体的可逆29．可逆稳定流动能量方程可表示为 。
A t w h q ∆+∆=B ⎰+∆=21pdv h q C vdp dh q -=δ D ⎰-∆=21vdp u q 30．技术功21h h w t -=适用于 。
A 任何工质的任何过程B 理想气体的定压过程C 任何工质的绝热过程D 理想气体的任何过程31．绝热节流过程为 过程。
A 定焓B 定温C 可逆D 不可逆32．吸热量12h h q -=的表达式只适用于 。
A 可逆的定容过程B 定压条件的可逆、不可逆过程C 定温条件的可逆、不可逆过程D 任何条件的可逆、不可逆过程题解：稳流t w h vdp h q +∆=-∆=⎰21，当定压时0=t w 33．稳定流动的开口系其质量流量 。
A 进口处大于出口处的B 进口处小于出口处的C 进口处等于出口处的D 为f Ac34．稳定流动的开口系能否同时满足22t f s m Q dH W Q dH dc mgdz W δδδδ=+=+++、 ？ （ ） A 无法判断 B 不可以满足 C s f t W mgdz dc m W δδ++≠22D s f t W mgdz dc m W δδ++=22,所以满足 35．输气管路向绝热、真空的刚性容器充气。
若充气时输气管路中的参数保持恒定，v p c c 、为定值，则当气体充入容器后其温度将 。
A 升高B 降低C 不变D 不能确定36．体积为1m 3的容器中充有N 2 ，温度为20℃，表压力为1000mmHg ，当地大气压力为1kg/cm 2，为了确定其中的气体质量，下列计算哪些是正确的。
（ ） A kg 1684203145.8280.110002=⨯⨯⨯==RT pVM m N B kg 51.153********.8280.11081.96.735100042=⨯⨯⨯⨯⨯==RT pVM m N C kg 659.229383145280.132.133)6.7351000(=⨯⨯⨯⨯+==T R pV m g D kg 1078.0293287280.1)16.7351000(3-⨯=⨯⨯⨯+==T R pV m g 37．已知空气的温度20℃，压力700mmHg ，则此时空气的密度＝ 。
A 29383146.735/760⨯ B 293314.897.2832.133760⨯⨯⨯ C 293831497.2832.133760⨯⨯⨯ D 20314.897.28760⨯⨯ 38．某刚性容器体积3.0m 3，盛有10kg 的一氧化碳气体，气体温度40℃，若维持其温度不变，慢慢注入一氧化碳气体，当压力升至原先状态的3倍时，容器内气体的质量为原先 倍。
A 3012=m m B 1.312=m m C 31212==p p m m D 312112==p p m m 39． 某车胎体积0.05m 3，内有20℃、0.2MPa 的空气。
若车胎在高温路面上行驶，设车胎体积一定，受高温路面影响，胎内气体温度上升至40℃时，气体压力为 MPa 。
A 1.068 p 1B 3 p 1C 2 p 1D p 112t t题解：11221122T R m T R m V p V p g g =, 当21m m =,12V V =时1122p T T p = 40．气体流量若在冷态测得体积流量q v ＝10m 3/s ，热态工作时，常采用系数K T修正温度对流量的影响。
设冷态t 1＝25℃，热态t 2＝300℃，忽略压力变化，热态时气体流量 。
A s q K q V T VT /m 10123⨯==B s q K q V T VT /m 10923.13⨯==C s q K q V T VT /m 10091.03⨯==D s q K q V T VT /m 100833.03⨯== 题解：由222111T q p T q p v v =，当21p p =，v T v vT v q K q T T q q ===1122 41．2kmol 的各种气体所占的体积 。
A 均相等B 同温同压下均相等C 均为22.4m 3D 均为2×22.4m 342．10标准立方米空气定容吸热，温度由300℃升高至500℃，其吸热量为 kJ 。
A 10)300500(97.2825⨯-⨯R B 10)300500(97.2827⨯-⨯g R C10)300500(97.28157.45⨯-⨯ D )300500(10300'500'00⨯-⨯⨯v v c c 43．10标准立方米氧气定压吸热，温度由20℃升高至150℃，其吸热量为 kJ 。
A 10)20150(97.2825⨯-⨯R B 10)20150(97.2827⨯-⨯R C 10)20150(4.22157.45⨯-⨯ D 10)20150(4.22157.47⨯-⨯ 44．10kg 氮气定容吸热，温度由300℃升高至400℃，其吸热量为 - kJ 。
A 10)300400(28314.85⨯-⨯ B 10)300400(28157.47⨯-⨯ C 5 4.157(400300)1028⨯-⨯ D 10)300400(4.22157.45⨯-⨯ 45．10kg 空气定压吸热，温度由300℃升高至350℃，其吸热量为 - kJ 。