热工计算题30道
热工基础与应用试题及答案
热工基础考试题一、填空量：1、按照热力系与外界有无物质的交换，可以把热力系分为开口系和闭口系。
2、热力系的划分是以分析问题的需要及分析方法上的方便而定。
3、物质的内能包括内动能及内位能，内动能与温度有关，内位能决定于它的体积。
4、焓是指流动工质所具有的能量。
5、平衡状态与稳定状态的区别是平衡状态不受外界条件的影响，稳定状态要依靠外界的作用维持。
6、三种典型的不可逆过程是指气体有摩擦的膨胀做功过程、自由膨胀过程、温差传热过程。
7、热量和功是过程量8、热能与机械能的相互转换是通过工质的膨胀和压缩而实现的。
9、理想气体是忽略分子本身体积和分子间的相互作用力的气态物质。
10、理想气体的比热分为质量比热、摩尔比热、体积比热。
11、卡诺循环由等温吸热过程、绝热膨胀过程、等温放热过程、绝热压缩过程四个可逆过程组成12、物质的汽化过程有蒸发和沸腾两种形式。
13、液汽两相处于动态平衡的状态称为饱和状态。
14、声速是一种微弱扰动在连续介质中所产生的压力波的传播速度。
15、在朗肯循环中进汽参数及排汽参数均会影响热效率。
16、某一可逆热力过程所做的功可用它在P-V 图上过程曲线下的面积来表示。
17、理想气体的内能是温度的单值函数。
18、绝热过程是工质在状态变化过程中与外界没有任何形式的热量交换的过程。
19、热量和功都是过程量。
20、水蒸汽的饱和温度是饱和压力的单值函数。
21、水蒸汽参数的参考点是以水的三相点时的饱和水状态。
22、热传递的三种形式是热传导、热对流、热辐射。
23、凡是高于0K 的物体总是可以不断地把热能变为辐射能。
24、辐射能力最强的辐射体称为黑体。
25、工程传热问题可分为两类一类是传热的强化一类是传热的削弱。
26、影响固体的热辐射的吸收和反射的主要因素是物体表面的粗糙程度。
27、由于气体的辐射率和吸收率与波长有关，所以一般不能把纯气体视为灰体。
28、按换热器的工作原理可分为混合式换热器、回热式换热器、表面式换热器。
热工学-传热习题
1. 一大平板，高3m ，宽2m ，厚 0.02m ，导热系数为45 W/(m·K)，两侧表面温度分别为1001=t ℃、502=t ℃，试求该板的热阻、热流量、热流密度。
解：解：由傅立叶导热定律： 热阻 0.027.407/3245R K W A λδλ==⨯⨯＝m 热流量 121005032456750000.02w w t t A W λδ-Φ=⨯⨯⨯=－＝热流密度 2675000112500 W/m 32q A Φ==⨯＝2. 空气在一根内径50mm ，长2.5m 的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃，管内对流换热的表面传热系数为h =70W/(m 2·K) ，热流密度为q =5000W/m 2，试求管壁温度及热流量。
解：由牛顿冷却公式：()f w t t h q -=得到 500080151.42C 70w f q t t h =+=+= 50000.05 2.51963.50 W qA q dlππΦ===⨯⨯⨯=3．炉墙由一层耐火砖和一层红砖构成，厚度都为250 mm ，热导率分别为0.6 W/(m ⋅K)和0.4 W/(m ⋅K)，炉墙内外壁面温度分别维持700 ︒C 和80 ︒C 不变。
（1）试求通过炉墙的热流密度；（2）如果用热导率为0.076 W/(m ⋅K)的珍珠岩混凝土保温层代替红砖层并保持通过炉墙的热流密度及其它条件不变，试确定该保温层的厚度。
解：多层平壁的导热量计算:122121270080595.2W/m 0.2500.2500.60.4w w t t q δδλλ--==＝＋＋又122212170080595.20.2500.60.076w w t t q δδδλλ--==''＝+＋得到：247.5 mm δ=4． 热电厂有一外径为100 mm 的过热蒸汽管道（钢管），用热导率为04.0=λ W/(m ⋅K)的玻璃绵保温。
热工测试计算题总结
E(400,0) 16.397mV, E(30,0) 1.203mV
实际热电势为实际温度t 与冷端30 ℃产生的热电势， 即
Ux=27.3mV，再求t x。
例1：有一节流式流量计，用于测量水蒸汽流量，设计时的水蒸 汽密度为ρ=8.93kg/m3。但实际使用时被测介质的压力下降，使 实际密度减小为ρ=8.12kg/m3。试求当流量计的读数为8.5kg/s 时，实际流量是多少？由于密度的变化使流量指示值产生的给 出值相对误差为多少？
例2 某电阻炉温度在450±50℃范围内波动，要求测量误差不超过 ±6℃，并能自动记录。试选配一套测温仪表满足上述要求，应写 出测量元件名称、分度号、显示仪表名称、测温范围和准确度等。
• 由温度范围（400~500）×4/3=667℃ 确定量程：0~700℃ • 根据量程、误差等选择测温元件： Ⅰ级K分度热偶误差：±0.4t%=±2.8℃ E分度热偶误差：±0.4t%=±2.8℃ （超出测量误差舍去） • K分度补偿导线误差：±0.15mV=±3.7℃
例题：用分度号为K的镍铬镍硅热电偶及 毫伏表刻度的显示仪表测量炉温，在自由端
温度为 t0 20C 时，测得的热电势 Et,t0 39.17mV
问炉温为多少度？
解：由 EAB T ,Tn ,T0 EAB T ,Tn EAB Tn ,T0
得
EAB T,0 EAB T,T0 EAB T0 ,0 39.17 EAB 20,0 39.17 0.798 39.968mV
K分度热电偶误差Δ1=800℃×±0.75%=±6℃； K分度热电偶补偿导线误差Δ2 =±0.15 mV； EK(10,0)=0.4mV，利用插值公式对应的温度误差 Δ2=±3.8℃; 同样, ±0.16mV的冷端补偿器误差Δ3=±4℃; 数字显示仪表误差Δ4=1000×±1%=±10℃
热工学传热习题
热工学-传热习题.————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ1. 一大平板，高3m ，宽2ｍ,厚 0.02m ，导热系数为45 W/(m·K)，两侧表面温度分别为1001=t ℃、502=t ℃，试求该板的热阻、热流量、热流密度。
解:解：由傅立叶导热定律: 热阻 0.027.407/3245R K W A λδλ==⨯⨯＝ｍ 热流量 121005032456750000.02w w t t A W λδ-Φ=⨯⨯⨯=－＝热流密度 2675000112500 W/m 32q A Φ==⨯＝2. 空气在一根内径50m ｍ,长２.５m 的管子内流动并被加热,已知空气平均温度为80℃,管内对流换热的表面传热系数为ｈ=70W/（ｍ2·Ｋ) ,热流密度为q =5000Ｗ/m 2，试求管壁温度及热流量。
解:由牛顿冷却公式：()f w t t h q -=得到 500080151.42C 70w f q t t h =+=+= 50000.05 2.51963.50 W qA q dlππΦ===⨯⨯⨯=3.炉墙由一层耐火砖和一层红砖构成，厚度都为２50 mm,热导率分别为0．6 Ｗ／(m ⋅Ｋ)和0.4 W/(ｍ⋅K ）,炉墙内外壁面温度分别维持70０ ︒C 和80 ︒Ｃ不变。
(1）试求通过炉墙的热流密度;（2)如果用热导率为0．076 Ｗ／(ｍ⋅K)的珍珠岩混凝土保温层代替红砖层并保持通过炉墙的热流密度及其它条件不变,试确定该保温层的厚度。
解：多层平壁的导热量计算:122121270080595.2W/m 0.2500.2500.60.4w w t t q δδλλ--==＝＋＋又122212170080595.20.2500.60.076w w t t q δδδλλ--==''＝+＋得到:247.5 mm δ=4． 热电厂有一外径为1００ mm 的过热蒸汽管道（钢管）,用热导率为04.0=λ W/（m ⋅K)的玻璃绵保温。
热工试验计算题
四、计算题1．已知水的温度为(热力学温度)297K，计算此温度相当于多少摄氏度?P1382．摄氏温度310℃相当于多少热力学温度?P1383．如图D-1中所示，其中R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω，求a、b端间的电阻。
P1384．凝汽器真空表的读数为97.09kPa，大气压力计读数为101.7kPa，求工质的绝对压力?P1385．锅炉汽包压力表读数为9.604MPa，大气压表的读数为101.7kPa，求汽包内工质的绝对压力?P1386．除氧器绝对压力为0.6MPa，压力表指示值为0. 508MPa，求当地大气压。
P1397．如图D-2所示，电源的电动势E＝6V，内阻r＝1.8Ω，外电阻R3＝R4＝R6＝6Ω，R5＝12Ω，当开关S与1接通时，电流表A示值为零；当S与2接通时电流表A示值为0.1A，求R1、R2的值。
P1398．如图D-3所示为－3DG6三极管的输出特性曲线，试根据图中所示计算其共发射极直流放大系数和共发射极交流电流放大系数。
P1409．有一根导线，每小时通过其横截面的电量为900C，问通过导线的电流多大?P14110．求图D-4电路中V o和V i1、V i2的关系式。
P14111．如图D-5所示，已知电源电动势E1＝6V，E2＝1V，电源内阻不计，电阻R1＝1Ω，R2＝2Ω，R3＝3Ω，试用支路电流法求各支路的电流。
P14212．如图D-6所示电路中，已知电源电动势E1＝18V，E3＝5V，内阻r1＝1Ω，r2＝1Ω，外电阻R1＝4Ω，R2＝2Ω，R3＝6Ω，R4＝10Ω，伏特表的读数为28V，求电源电动势E2。
P14213．如图D-7所示单电源供电的基本放大电路，各元件参数如图D-7所示，试估算该放大器的静态工作点。
P143 14．将二进制数(101001)2转换为十进制数。
P14315．将二进制数(11001.1001)2转换为十进制数。
P14416．求图D-8表示的传递函数。
热工基础期末考试试卷
热工基础期末考试试卷一、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. ΔG = Q - WD. ΔS = Q/T2. 理想气体的内能只与什么有关？A. 温度B. 压力C. 体积D. 质量3. 卡诺循环的效率与以下哪个因素有关？A. 工作物质B. 环境温度C. 循环次数D. 循环路径4. 热力学第二定律的开尔文-普朗克表述指出：A. 热量不能自发地从低温物体传到高温物体B. 热量不能从单一热源完全转化为功C. 热机的效率不可能达到100%D. 以上都是5. 以下哪个不是热力学基本定律？A. 第零定律B. 第一定律C. 第二定律D. 第三定律6. 绝对零度是指：A. 温度的最低极限B. 物质的内能为零C. 物质的熵为零D. 物质的热膨胀为零7. 热力学系统与外界交换热量时，系统的状态量变化量是：A. 熵B. 内能C. 焓D. 功8. 理想气体状态方程是：A. PV = nRTB. PV = nTC. PV = nRD. PV = RT9. 混合气体的摩尔分数与体积分数的关系是：A. 摩尔分数等于体积分数B. 摩尔分数与体积分数成正比C. 摩尔分数与体积分数成反比D. 摩尔分数与体积分数无直接关系10. 气体的压缩性指数通常表示为：A. γB. RC. nD. T二、填空题（每空1分，共10分）1. 热力学系统与外界交换的功可以分为______和______。
2. 热力学第二定律的克劳修斯表述指出，不可能从单一热源______，而不引起其他变化。
3. 理想气体的内能只与______有关，而与______无关。
4. 热力学第三定律指出，在绝对零度时，所有完美晶体的______为零。
5. 卡诺循环的效率是______和______之间的温度比的函数。
三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述热力学第一定律和第二定律的区别。
2. 描述卡诺循环的四个主要过程。
大学热工考试题及答案解析
大学热工考试题及答案解析一、选择题（每题5分，共40分）1. 热力学第一定律的数学表达式为：A. \(\Delta U = Q + W\)B. \(\Delta U = Q - W\)C. \(\Delta H = Q + P\Delta V\)D. \(\Delta G = Q - T\Delta S\)答案：A2. 在绝热过程中，下列哪一项是正确的？A. \(Q = 0\)B. \(\Delta S = 0\)C. \(\Delta U = 0\)D. \(\Delta H = 0\)答案：A3. 理想气体状态方程为：A. \(pV = nRT\)B. \(pV = mRT\)C. \(pV = \frac{nRT}{M}\)D. \(pV = \frac{mRT}{M}\)答案：A4. 热传导的基本定律是：A. 傅里叶定律B. 牛顿冷却定律C. 斯特藩-玻尔兹曼定律D. 普朗克定律答案：A5. 热机效率的计算公式为：A. \(\eta = \frac{W}{Q_H}\)B. \(\eta = \frac{Q_H - Q_C}{Q_H}\)C. \(\eta = \frac{Q_C}{Q_H - Q_C}\)D. \(\eta = \frac{Q_C}{Q_H}\)答案：B6. 热力学第二定律的开尔文表述是：A. 不可能从单一热源吸热全部转化为功而不产生其他效果B. 不可能使热量从低温物体自发地传递到高温物体C. 不可能实现热机的效率达到100%D. 所有选项都正确答案：D7. 根据热力学第二定律，下列哪一项是不可能实现的？A. 将热量从高温物体传递到低温物体B. 将热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他效果C. 将热量从单一热源吸热全部转化为功D. 将热量从低温物体传递到高温物体同时产生其他效果答案：B8. 热辐射的强度与物体温度的关系是：A. 与温度成正比B. 与温度成反比C. 与温度的四次方成正比D. 与温度的平方成正比答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 热力学系统与外界没有能量交换时，系统的_______为零。
热工期末考试题库及答案
热工期末考试题库及答案一、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. △U = Q + WB. △H = Q - WC. △G = Q + WD. △S = Q/T答案：A2. 以下哪种物质的比热容最大？A. 水B. 冰C. 干冰D. 空气答案：A3. 绝对零度是多少？A. -273.15°CB. 0°CC. -459.67°FD. 0°F答案：A4. 热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式，其中不需要介质的是：A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 以上都不是答案：C5. 在理想气体状态方程PV=nRT中，R代表什么？A. 气体常数B. 绝对温度C. 压力D. 体积答案：A6. 以下哪种设备是用来测量温度的？A. 压力计B. 流量计C. 温度计D. 湿度计答案：C7. 热机效率的计算公式是：A. η = W/QB. η = Q/WC. η = Q_in/Q_outD. η = W_in/W_out答案：A8. 热力学第二定律指出：A. 能量守恒B. 熵增原理C. 能量可以完全转化为功D. 能量可以完全转化为热答案：B9. 以下哪种物质的导热性最好？A. 木头B. 铜C. 玻璃D. 橡胶答案：B10. 热力学第三定律的实质是：A. 绝对零度不可达到B. 绝对零度是可能达到的C. 熵在绝对零度时为零D. 熵在绝对零度时为负值答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律又称为______定律。
答案：能量守恒2. 绝对零度是______。
答案：-273.15°C3. 理想气体状态方程是______。
答案：PV=nRT4. 热传导、热对流和______是热传递的三种基本方式。
答案：热辐射5. 热机效率是指______。
答案：输出功与输入能量之比6. 温度计是用来测量______的设备。
答案：温度7. 气体常数R在理想气体状态方程中代表______。
热工
wsh13
由于z13＝0 wsh13＝0 方程简化为
q13
h3
h1
1 2
(c32
c12 )
c3 2[q (h3 h1)] c12
2[879103J/kg (502 286) 103J/kg 20(m/s)2
1152 m/s
（2）取 3－4 截面为热力系统
q34
h34
1 2
c324
c2
,
120
m/s
，蒸汽的质
(1)汽轮机的功率；
(2)忽略蒸汽进、出口动能变化引起的计算误差。
解（1）取汽轮机进、出口所围空间为控制容积系统，如图 所示，则系统为稳定流动系统。从而有
依题意：q＝o，∆z＝0，故有
q h c2 2 gz wsh
wsh
h 1 c2 2
h1 h2 (c22 c12 )
推动叶轮时热力状态不变，只是流速降低。离开燃气轮机的速度 c4 =150 m/s.试求：
(1) 燃气在喷管出口的流速 c3 ;
(2) 每干克燃气在燃气轮机中所作的功；
(3) 当燃气质量流量为 5.6 kg/s 时，燃气轮机输出的功率。
解：（1）取 1－3 截面为热力系统
q13
h13
1 2
c123
gz13
违反卡诺定理，所以不可能
或
t
Wnet Q1
432 kJ 1 000 kJ
0.432 c
违反卡诺定理，所以不可能
10、例 ： 某热机从 Th=1000k 的热源吸热 2000kj，向 Tl=300k 的冷源放热 810kj 。此循 环可行吗？是可逆循环还是不可逆循环？若将此热机作制冷机用，从 Tl 的冷热源吸热 810kj 时，是否可能向 Th 的热源放热 2000kj？
热工仪表初 计算
＝±0.5％×（1计的允许误差为±5℃。
3、已知一压力表的精确度等级为1.5级，量程为0～10MPa，求该仪表的允许误差。
解：Δx允＝10×（±1.5％）
＝±0.15（MPa）
6、选一压力表，测量最大值不超过15MPa，最小值不低于14.5MPa的压力，要求保证最小值的相对误差不超过1％，求所选用压力表的量程和精确度等级。
解：选用压力表测量上限值＝3/2×测量压力值＝3/2×15＝22.5（MPa）
选用压力表量程为0～25MPa。
选用压力表的精确度等级：δ≤〔（14.5×1％）/25〕×100％＝0.58％
答：该表的允许误差为±0.15MPa。
4、在仪表中需绕制一个R＝30Ω的电阻，用长度L＝15m的锰铜线，试计算所需导线的横截面S（锰铜线的电阻率ρ＝0.42×10-6Ω.m）。
解：由公式R=ρL/S,得
S=ρL/S=0.42×10-6×15/30=0.21(mm2)
答：所需导线的横截面为0.21mm2
5、有一块压力真空表，精确度等级为1级，真空部分为0～760mmHg,压力部分为0～1.6MPa，求该表的允许误差。
解：此表真空部分的760mmHg近似为0.1MPa，为计算方便，将760mmHg以0.1MPa计算。
Δx允＝（0.1+1.6）×（±1％）＝±0.17（MPa）
答：该表的允许误差为±0.17MPa。
选用0.5级表。
答：所选用压力表的量程为0～25MPa,精确度等级为0.5级。
7、测量200mm水位，而仪表指示值为208mm，试问试问表的绝对误差是多少？
解：绝对误差＝测量值－真实值＝208－200＝8（mm）
热工专业考试题库
热工专业考试题库一、选择题1. 热力学第一定律的表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔG = Q - WD. ΔS = Q/T2. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. PV = nCpTC. PV = nMRTD. PV = nRH3. 以下哪个不是热传导的三种基本方式之一：A. 导热B. 对流C. 辐射D. 蒸发4. 熵是表示热力学系统：A. 能量B. 温度C. 混乱度D. 压力5. 热机效率的定义是：A. 有用功与输入热量之比B. 有用功与输入功之比C. 输入热量与有用功之比D. 输入功与有用功之比二、填空题6. 热力学第二定律指出，不可能从单一热源吸热使之完全转化为_________而不产生其他影响。
7. 气体的比热容分为定压比热容_________和定容比热容_________。
8. 热力学温度T与气体压力P、体积V和物质的量n的关系由_________定律描述。
9. 热力学系统与外界交换热量时，如果系统不对外做功，其内能变化ΔU等于_________。
10. 热力学第三定律表明，当温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于_________。
三、简答题11. 简述热力学第一定律和第二定律的区别和联系。
12. 解释什么是卡诺循环，并说明其在热力学中的意义。
13. 描述热传导、对流和辐射三种热传递方式的特点。
14. 什么是熵增原理？它在热力学过程中有何应用？15. 热机效率的高低受哪些因素影响？四、计算题16. 已知理想气体的初始状态为P1 = 1 atm，V1 = 2 m³，最终状态为P2 = 0.5 atm，V2 = 4 m³，求该过程中气体所做的功W。
17. 某热机的输入热量Q_in = 1000 J，输出功W_out = 300 J，求该热机的效率η。
18. 一个封闭容器内装有100 mol的理想气体，初始温度T1 = 300 K，压强P1 = 1 atm。
供热工程期末复习题——简答题及计算题
三、简答题及计算题：1、民用建筑失热量：①通过围护结构的传热耗热量Q1②冷风渗透耗热量Q2③冷风侵入耗热量Q3。
【Q=Q′1+Q′2+Q′3】2、基本耗热量的计算：q’=KF(tn-t′w)aK-传热系数， W/（㎡·℃）；F-传热面积，㎡；tn-冬季室内计算温度，℃；t′w-供暖室外计算温度，℃；(历年平均不保证5天的日平均温度) a-温差修正系数；3、围护结构的附加（修正）耗热量：①朝向修正耗热量（北、西北、东北 0~10％；东南、西南 -10％~-15％；东、西 -5％；南 -15％~-30％；N向基本不做修正，按0计算，即Xch=0）②风力附加耗热量（一般不做修正）：空旷地区，附加率5%-10%。
③房高附加修正当房间净高＞4m时，每高出1m，附加2％，但总的附加率不应大于15％。
4、围护结构的传热系数K5、围护结构最小传热阻：是由围护结构的热工卫生要求决定的。
a.除浴室等相对湿度很高的房间外，围护结构内表面温度τn值应满足【内表面不结露】的要求，使其不低于室内空气露点温度。
(内表面结露可导致耗热量增大和使围护结构易于损坏)。
b.室内空气温度tn与围护结构内表面温度τn的【温度差还要满足卫生要求】。
（当内表面温度过低，人体向外辐射热过多，会产生不舒适感）。
根据上述要求而确定的外围护结构传热阻，称为最小传热阻。
6、对散热器的要求：①热工性能方面要求；②经济方面要求；③安装使用和制造工艺方面的要求；④卫生和美观方面的要求；⑤使用寿命的要求。
散热器面积的计算：（P33）F=Qβ1β2β3/K(tpj-tn)7、重力循环热水供暖系统①工作原理：水在热源被加热后密度减小，热水沿供水立管向上流动，经干管流入散热器。
热水在散热器内被冷却散热后密度增大，随即从散热器流出，回到热源被重新加热。
②作用压力：P1=g(h0ρh+hρg+h1ρg)P2=g(h0ρh+hρh+h1ρg)△P=P1-P2=gh（ρh-ρg）重力循环热水供暖系统循环作用压力，取决于散热器中心和热源中心之间的（高度差）和两者中水的（密度差）。
热工期末考试题及答案
热工期末考试题及答案一、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 = Q - W答案：A2. 在理想气体的状态下，以下哪个参数与温度无关？A. 压力B. 体积C. 摩尔质量D. 焓答案：C3. 热机效率的计算公式是：A. η = Q_in / Q_outB. η = Q_out / Q_inC. η = W / Q_inD. η = Q_in / W答案：B4. 以下哪个过程是可逆过程？A. 绝热膨胀B. 等温膨胀C. 等压膨胀D. 等熵膨胀答案：D5. 根据热力学第二定律，以下哪个说法是正确的？A. 能量守恒B. 熵增原理C. 热量不能自发地从低温物体传向高温物体D. 所有选项都是答案：D6. 热传导的基本定律是：A. 傅里叶定律B. 牛顿冷却定律C. 斯特藩-玻尔兹曼定律D. 普朗克定律答案：A7. 以下哪个不是热交换器的类型？A. 壳管式B. 板式C. 螺旋板式D. 离心式答案：D8. 热力学温度与摄氏温度的关系是：A. T = t + 273.15B. T = t - 273.15C. T = 273.15 / (t + 1)D. T = 273.15 / (1 - t)答案：A9. 以下哪个是热力学系统的宏观量？A. 温度B. 压力C. 熵D. 所有选项都是答案：D10. 以下哪个是热力学系统的微观量？A. 温度B. 压力C. 熵D. 能量答案：D二、简答题（每题10分，共30分）1. 解释什么是热力学第一定律，并给出一个实际应用的例子。
答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体。
在热力学中，它通常表述为ΔU = Q - W，其中ΔU是系统内能的变化，Q是系统吸收的热量，W是系统对外做的功。
热工程控保护-计算题
创建时间：2007-2-17 13:24完成时间：2007年3月13日星期二当前时间：2016年11月6日星期日排版完毕：终结版：可用4.1.4 计算题La5D3001 一个R=400Ω，P=1W的电阻，使用时电流和电压不得超过多大?解：I=(P/R)1/2=(1/400)1/2=0.05(A)U=(PR)1/2=4001/2=20(V)答：电流不得超过0.05A，电压不得超过20V。
La5D3002 已知在某一阻抗上的电压相量为(10+j15)V，电流相量为(12－j18)A，求该阻抗的大小。
解：=(10+j15)/(12一j18)=-0.321+j0.769(Ω)答：阻抗为(-0.321+j0.769) Ω。
La5D3003 一只U=220V，P=100W的白炽灯泡，在正常使用时，灯丝的电阻和电流各为多大?解：R=U2/P=2202/100=484（Ω）I=U/R=220/484=0.455(A)答：电阻为484Ω，电流为0.455A。
La5D3004 如图D-1所示电路中，R1=2Ω，E=2V，I S=0.5A，求电压源支路中的电流I1。
解：I1=E/R1+I S=2/2+0.5=1.5(A)答：I1为1.5A。
La5D4005 已知电容C=57.8μF，外加电压为u=311sin(314t+30°)V，(1)求电容的容抗X L和通过电容的电流i；解：(1)X C=1/(ωC)=1/(57.8×10-6×314)=55（Ω）；i=311sin（314t+30°+90°）/55=4×21/2sin(314t+120°)（A）；f2=500Hz=10f；(2)X C’=0.1Xc=5.5(Ω)；i=40×21/2sin(314t+120°)（A）。
答：原电容的容抗为55Ω，电流为4×21/2sin(314t+120°)（A），当频率改变时：Xc=5.5Ω，i=40×21/2sin(314t+120°)（A）。
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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2.5×105Pa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。
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。
热工基础试题及答案
热工基础试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 热力学第一定律的表达式是：A. △U = Q - WB. △U = Q + WC. △H = Q + WD. △S = Q/T答案：B2. 以下哪种物质是理想气体？A. 液态水B. 固态铁C. 干冰D. 氢气答案：D3. 根据热力学第二定律，以下哪种说法是正确的？A. 热量可以从低温物体自发地传递到高温物体B. 热量不能从低温物体自发地传递到高温物体C. 热量可以从高温物体自发地传递到低温物体D. 热量不能从低温物体传递到高温物体答案：B4. 熵的概念是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 焦耳C. 克劳修斯D. 卡诺答案：C5. 以下哪种现象不是热传递的三种基本方式之一？A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热扩散答案：D二、填空题（每题2分，共10分）1. 在热力学中，系统与外界之间除了能量交换外，还有______的交换。
答案：物质2. 绝对零度是______。
答案：-273.15℃3. 热机效率的极限由______定律决定。
答案：卡诺4. 热力学的四个基本定律是：第一定律、第二定律、第三定律和______。
答案：零定律5. 热力学温度的单位是______。
答案：开尔文三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述热力学第一定律的内容。
答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
在热力学过程中，系统吸收的热量等于系统内能的增加与系统对外做的功之和。
2. 什么是熵，它在热力学中的意义是什么？答案：熵是一个物理量，用来描述系统的无序程度。
在热力学中，熵的增加与系统的无序程度的增加是一致的，熵的减少则与系统的有序程度的增加相对应。
3. 热力学第二定律有哪些表述方式？答案：热力学第二定律有多种表述方式，其中最著名的是克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述指出，不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
热工计算题(1) (1)
1.有1kg空气,初始状态为乃=0.5MPa、「150°C，膨胀到终了状态p2=0.1MPa,膨胀过程有三种形式：（1）定温过程；（2）绝热过程；（3）多变过程，多变指数1.2。
试将各过程画在p-v图和E-s图上，并求出各种过程嫡的变化量。
设过程可逆，且比热为定值。
2.某车间在冬季每小时经过四周散出外界环境的热量为3Xl（）5kj。
己知该车间各种工作机器所耗的功率中有50 kW将转化为热量，室内还经常点着50盏100 W的电灯，问该车间在冬季为了维持恒定的室温，是否还需要外加采暖设备？如要，则每小时需供多少热量？3.某电厂的发电量为2500kw,已知煤的发热量为29000 kJ/kg,发电厂效率为37%。
问该发电厂每昼夜要消耗多少煤？4.开水房烧开水，用1大气压下100°C的水蒸气和20°C的水混合，问欲得到2000kg开水，需要用多少蒸汽（设水的汽化潜热为52（）kJ/kg）。
5.100kg温度为0°C的冰，在20°C的环境中融化为水后升温至20°C o已知冰的溶解热为335kJ/kg,水的比热容为％=4.i87kJ/（kg・K）,求:冰融化为水的嫡变化量；（8分）6.空气流经喷管作定炳流动，初始流速为0,进口空气参数为目=6bar、匕=700°C,若使出口处空气温度t2 =500 °C，试确定喷管的形式7.试证明比热为定值的理想气体，定炳地流过喷管时，滞止温度％与任一点的温度7\流速。
及马赫数M之间的关系为：广k - 1W +破=0+亍护）78.两物体A和B的质量及比热相同温度各为「和T2,且T I>T2O设环境温度为To。
（1）按一系列微元卡诺循环工作的可逆机以A为热源，以B为冷源，循环进行后A物体的温度逐渐降低，B物体的温度逐渐升高，直至两物体的温度相同，同为Tf为止，试证明：7}=应；（2）若A和B直接传热，热平衡时的温度为Tm，求Tm。
热工基础试题及答案
热工基础试题及答案一、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 = Q - W2. 下列哪一项不是热力学系统状态参数？A. 温度B. 压力C. 体积D. 热量3. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. P = ρRT/VC. PV = mRD. PV = RT4. 根据热力学第二定律，下列说法正确的是：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. 热量可以完全转化为功D. 热量不能完全转化为功5. 传热的基本方式有：A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 对流、辐射、蒸发D. 导热、对流、扩散二、简答题（每题10分，共30分）6. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
7. 解释什么是熵，并简述熵增原理。
8. 描述导热、对流和辐射三种传热方式的特点。
三、计算题（每题25分，共50分）9. 一个理想气体在等压过程中，从状态1（P1=100 kPa, V1=0.5 m³）变化到状态2（V2=1.5 m³）。
如果气体的摩尔质量为28 g/mol，求该过程中气体的温度变化。
10. 一个长方体固体（尺寸为0.5 m × 0.3 m × 0.2 m），材料的导热系数为50 W/m·K，初始温度为20°C。
当固体的底面被加热到100°C时，求经过30分钟后，固体顶面的温度。
答案一、选择题1. A2. D3. A4. D5. A二、简答题6. 热力学第一定律，即能量守恒定律，表述为系统内能的变化等于系统吸收的热量与对外做功的代数和。
第二定律表述为不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响，或不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体。
7. 熵是热力学系统无序度的量度，是一个状态函数。
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1．某人将镍铬-镍硅补偿导线极性接反。
当炉温控制于800℃时。
若热电偶接线盒处温度为50℃，仪表接线端子温度为40℃，测量结果和实际相差多少？答案：如补偿导线接反，则仪表的电势为E(800、40)=E×(800、0)-E(50、0)-[E(50、0)-E(40、0)]=33.28-2.02-2.02+1.61=30.85mV但仪表示值仍按正常接法指示，即E(800、40)=E(t、0)-E(40、0)=0于是得30.85=E(t、0)-1.61E(t、0)=32.46mV查得t=780℃即比800℃指示低20℃2．一真空压力表量程范围为－100～500kPa,校验时最大误差发生在200kPa,上行程和下行程时校准表指示为194kPa和205kPa,问该表是否满足其1.0级的精度要求？答案：变差=[△max/(量程上限-量程下限)]×100%=(205-194)/[500-(-100)]×100%=1.83%＞1.0%，所以不满足1.0级精度要求。
3．一台1151绝对压力变送器，量程范围为0～80kPa(绝压)，校验时采用刻度范围为100～0kPa标准真空压力计，若当地大气压力为98kPa,则当变送器输出为12mA时，真空压力计指示的读数为多少？答案：设变送器输入压力为P绝时，输出电流为12mA,则P绝/(80-0)×16+4=12,P 绝=40KPa，根据P真空=P大气－P绝=98-40=58KPa，所以真空压力计的读数为58KPa，变送器的输出为12mA。
4．计算如图下所示的压力式液位计的调校量程范围及迁移量，已知h1=5m,h2=1m,ρ=1.0g/cm3答案：由图可知，液位计测量量程为：P=ｐgh1=1.0×9.8×5=49KPa；迁移量A=ｐgh2=1.0×9.8×1=9.8KPa，所以仪表调校量程范围为9.8—58.8KPa。
5．一单法兰液位计测量开口容器液位，其最高液位和最低液位到仪表的安装距离分别为h1=3m,h2=1m,如下图所示，若所测介质密度ρ=1g/cm3，求仪表的量程及迁移量？答案：由图可知仪表测量的有效量程高度为h1-h2=2m,所以仪表的量程△P=(h1-h2)ｐg=(3-1)×1×9.81=19.62KPa，当液位最低时，仪表正负压室的受力分别为P+=ｐgh2=1.0×9.81×1=9.81KPa，P-=0，所以液面计迁移量为P+-P-=9.81-0==9.81KPa(正迁移)6．某套节流装置蒸汽流量计，原设计的蒸汽压力为2.94MPa,温度为400℃。
实际使用中，被测处蒸汽压力为2.84MPa(温度不变)，当流量计指示数为102t/h，求实际流量为多少吨/小时？(水蒸汽密度表：2.94MPa、400℃时ρ=9.8668kg/m3；2.84MPa、400℃时ρ=9.5238kg/m3)答案：M实际＝M设计×SQRT(ρ实际÷ρ设计)＝102t/h×SQRT(9.5238÷9.8668)＝102t/h×0.9825＝100.2t/h所以：真正的流量是100.2t/h47．如图所示，分度号K的热电偶误用了分度号E的补偿导线，但极性连接正确，则仪表指示如何变化？已知t=500℃，t0‘=30℃，t0=20℃。
答案：若错用了补偿导线，则根据中间温度定则，热偶电势为E=EK(t，t0‘)+EE(t0‘，t0)=EK(500，30)+EE(30，20)=EK(500，0)–EK(30，0)+EE(30，0)-EE(20，0)=20.640-1.203+1.801-1.192=20.046mV若用正确的补偿导线，则和温度t0‘无关，热偶电势为E=EK(t，t0)=EK(500，20)=EK(500，0)–EK(20，0)=20.640-0.798=19.842Mv两者相比，由于补偿导线用错，二次仪表的指示偏高。
8．锅炉上水流量孔板的满量程为25t/h，差压上限为40kPa，现差压变送器输出16mA，请问此时的流量显示应为多少？答案：解1：25=K√40；K=25/√40(8-4)/20-4)=4/16=1/4；1/4×40=10kPaF’=25/×√10=25/2=12.5(t/h)解2：F=25×√(8-4)/20-4)=12.5(t/h)此时流量显示应为12.5t/h。
9．如图所示，通过双室平衡容器来测量锅炉汽包水位。
已知：P1＝3.82MPa，ρ汽＝19.78kg/m3，ρ液＝800.4kg/m3，ρ冷＝915.8kg/m3，h1＝0.6m，h2＝1.5m，求答案：差压变送器的量程及迁移量。
答案：差压液位计的量程△PP＝h1(ρ液-ρ汽)×g＝0.6×(800.4-19.7)×9.807＝4593.8Pa当液位最低时，差压液位计的正、负压室的受力为：P+＝P1+h1×ρ汽×g+h2×ρ水×g＝3.82×106+0.6×19.6×9.087+h2×ρ水×g＝3820115.3+h2×ρ水×gP-＝P1+h1×ρ冷×g+＝3.82×106+0.6×915.8×9.087+h2×ρ水×g＝3825388.8+h2×ρ水×g于是迁移量△P＝P+-P-＝-5273.5Pa因为P+＜P-，故为负迁移。
变送器的量程为△P＝-5273.5-(5273.5+4593.8)＝679.7Pa10．有一块EJA差压变送器差压上限值为80kPa，流量上限值为320t/h，求变送器输出电流为13.6mA时差压是多少？相应的流量为多少？答案根据流量与差压的平方成正比，而差压与输出电流成正比，则△P/△Pmax＝I。
/Imax△P＝(I。
×△Pmax)/Imax＝(13.6－4)×80/16＝48kPaq2/q2max＝△P/△Pmaxq＝qmax×√P/△Pmax＝320×√48/80＝247.9(t/h)答：差压变送器输出为13.6mA时，差压为48kPa，流量为247.9t/h。
11．已知扩散硅压力变送器输出电流为4～20mA，原测量范围0～1MPa改为测量范围1～2.5MPa后，则原来0.6MPa压力的电流表工作点对应于改测量范围后的被测压力为多少MPa？答案：设原0.6MPa压力对应的电流为Ix，对应改测量范围后的被测压力为Px，因为输出电流与被测压力成正比，则有0.60104x----＝I204得Ix＝13.6mA由Px..----12511364204＝得Px＝1.9MPa答：0.6MPa压力是13.6mA，其相应量程改变后的读数压力为1.9MPa。
12．现有一台精度等级为0.5级的测量仪表，量程为0～1000℃，正常情况下进行校验，其最大绝对误差为6℃，求该仪表①最大引用误差；②基本误差；③允许误差；④仪表的精度是否合格。
答案：(1)最大引用误差δ＝[6/(1000一0)]×100%＝0.6%；(2)基本误差＝0.6%；(3)允许误差＝土0.5%；(4)仪表精度不合格，因为该表的基本误差为0．6%，大于仪表允许误差土0．5%。
答案：答：仪表精度不合格13．如图所示，已知p1=4.52MPa，ρ汽=19.7kg/m3，ρ液=800.4kg/m3，ρ冷=915.8kg/m3，h1=0.8m，h2=1.7m。
试求差压变送器的量程，并判断零点迁移的正负方向，计算迁移量。
答案：由题意：p+=p1+ρ汽g(h1-h)+ρ液gh+ρ水gh2P_=p1+ρ冷gh1+ρ水gh2所以Δp=p+-p_=(ρ汽g-ρ冷g)h1-(ρ汽g-ρ液g)h由上式，当h=0时，Δp=(ρ汽g-ρ冷g)h1=-7025Pa当h=h1时，Δp=(ρ汽g-ρ冷g)h1-(ρ汽g-ρ液g)h1Δp=(-ρ冷g+ρ液g)h1=-905Pa所以，差压变送器的量程为7025-905=6120Pa零点迁移方向为负迁移。
迁移量为6120Pa，即当输入差压为-6120Pa时输出为4mA，当输入差压为0时输出为20mA。
14．电动Ⅲ型差压变送器，量程为36Kpa对应最大流量为80T/h要求60T/h时报警。
问(1)不带开方器时报警值设定在多少？(2)带开方器时报警值设定在多少？答案：(1)ΔP=36×(60/80)2=20，25KpaI=(20，25/36)×16+4=13(mA)(2)ΔP=36×(60/80)=27KpaI=(27/36)×16+4=16(mA)15．有两台测温仪表其测量范围分别是0～800℃和600～1100℃，已知其最大测量误差均为±6℃，试分别确定它们的精度等级。
答案：根据基本误差δm＝△Max/(AMax-AMin)×100%可得：δm＝6/(800－0)×100%＝0.75%δm＝6/(1100－600)×100%＝1.2%根据仪表的精度等级系列，测量范围是0～800℃的测温仪表应定为1级精度，测量范围是600～1100℃的测温仪表应定为1.5级精度。
16．与节流装置配套的差压变送器的测量范围为0～39.24KPa，二次表刻度为0～10t/h。
若二次表指示50%，变送器输入差压Δp为多少？变送器输出电流为多少？答案：流量与差压的关系为(10/5)2=39.24/ΔpΔp=9.81KPa变送器输出电流范围为4～20mA39.24/9.81=(20-4)/(I0-4)I0=8mA17．一台节流式差压流量表，其刻度上限为320t/h，差压上限为80kPa，求(1)测量值在80t/h相应的差压是多少？(2)若差压为20kPa时相应的流量为多少？答案：(1)设测量值为80t/h时的差压为ΔP由流量公式得(Q/Qmax)2=ΔP/ΔPmax即(80/320)2=ΔP/80ΔP=5kPa(2)设差压为20kPa时流量为Q则(Q/Qmax)2=ΔP/ΔPmax即(Q/320)2=20/80Q=160t/h18．用差压变送器(Ⅲ)测量开口容器的液位，其最高液位和最低液位到仪表的距离分别为h1=3m,h2=1m。
若测量介质的密度为1000kg/m3,，求变送器的量程为多少Pa?是否需要迁移，迁移量？当液位h=2.5m时，变送器的输出电流；答案：1)变送器的量程P=(h1-h2)ρg=(3-1)×1000×9.807=19614Pa2)当液面最低时,变送器正负压室的受力分别为：P+=h2ρg=1×1000×9.807=9807PaP-=0迁移量P+-P-=9807-0=9807Pa正迁移3)h=2.5m 时变送器输出IC=(h-h2)/(h1-h2)(20-4)+4=(2.5-1)/(3-1)16+4=16mA19．有一台电动差压变送器，表量程为25000Pa ，对应的最大流量为50t/h ，工艺要求40t/h 时报警，问：(1)不带开方器时，报警值设定在多少？(2)带开方器时，报警信号设定在多少答案：不带开方器时，对应40t/h 流量的差压∆p1=25000×(5040)2=16000Pa 对应40t/h 流量的输出P 出1=(2500016000)×16+4=12.24mA报警值S=12.24mA(2)带开方器时，∆Q=K ∆p对应于40t/h 的差压∆P2=25000×5040=20000Pa对应于40t/h 的输出值P 出2=2500020000×16+4=16.8 mA报警值S=16.8 mA20．如图所示，分度号K 的热电偶误用了分度号E 的补偿导线，但极性连接正确，则仪表指示如何变化？已知t=500℃，t0‘=30℃，t0=20℃。