沈维道《工程热力学》(第4版)名校考研真题-气体和蒸汽的性质(圣才出品)

=
−
2
1 vdp ，在温度不变时， wt
=
−
2
vdp
1
=
p1v1 ln
p1 p2
5．等量水蒸气从相同的初态出发分别经过不可逆绝热过程 A 和任意可逆过程 B 到达相
同的终态，若热力学能变化分别用 UA 和 UB 表示，则（ A． UA = UB B． UA UB C． UA UB D． UA = UB = 0
效率。
4．理想气体经历一可逆定温过程，由于温度不变，则工质不可能与外界交换热量。（ ）
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[东南大学 2003 研]
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【答案】错
【解析】如果气体同时与外界有功的交换，就会与外界交换热量，如定温膨胀过程。
5．Tds＝cvdT＋pdv＝cpdT－vdp 只适应于理想气体，与过程的可逆与否无关。（ ） [湖南大学 2007 年考研试题]
二、填空题 1．空气流经阀门，其焓变化______，压力变化______，熵变化______，温度变化______。 [天津大学 2005 研] 【答案】等于零；小于零；大于零；等于零
2．比热容为 cV 为常数的某理想气体，从初态 p1、T1 经历一定容过程，达到终态 p2 时，其温度为______，此过程中气体对外所作的膨胀功为______；热力学能变化量为______， 与外界交换的热量为______。[北京理工大学 2007 研]
【答案】A
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【解析】在四个选项中，只对于理想气体的绝热过程， du = cV dT ，且 dq = 0 ，即 w = −cV dT 。
4．理想气体等温过程的技术功＝（ ）。[宁波大学 2008 研] A．0 B．p2v2－p1v1
C．
D．h1－h2
【答案】C
【解析】 wt
安交通大学 2003 研]
【答案】（1）错；（2）对
【解析】（1）气体的状态需要由两个独立的状态参数来确定，而不是任意两个状态参数
即可确定气体的状态。
（2）根据容积效率的计算结果V
=1−
V3 V1 −V3
p2 p1
1/ n
−1 。提高增压比，将减小容积
效率，所以若要获得较高压力，采用多级压缩、级间冷却的方法，就可以提高压气机的容积
【答案】T1（p2/p1）；0； cv (T2 − T1) ； cv (T2 − T1)
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三、判断题
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1．流动功的大小仅取决于系统的进口和出口状态，而与经历的过程无关。（ ）[天
津大学 2005 研]
【答案】对
【答案】A
）。[上海交通大学 2004 研]
【解析】因为内能的变化与过程无关，所以过程 A 与过程 B 内能变化相同 UA = UB 。 又根据过程 A 为不可逆绝热过程，所以 UA 0 。
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6．确定湿蒸汽状态的条件是（ ）。[西安交通大学 2003 研] A．压力与温度 B．压力或温度 C．压力与比容 D．温度或比容 【答案】C 【解析】湿蒸汽的状态参数中压力和温度是一一对应的，而 v、s、h 却与湿蒸汽中水与 汽的成分比例相关，所以要确定湿蒸汽的状态，至少需要压力、温度两者之一，与 v、s、h 三者之一。故答案选 C。
A．升高 B．降低 C．不变 【答案】A 【解析】充气的过程中增加了流动功，故导致瓶子气体的内能升高，温度升高。
3． w = cvdT 使用条件为（
A．理想气体绝热过程
）。[湖南大学 2007 研]
B．理想气体可逆过程
C．任何工质定容过程
D．任何工质绝热过程
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体的热力学能如何变化？[华中科技大学 2004 研]
图 3-1 解：将气体视作一个控制质量，由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，所以
过程功W = 0 ；又因为容器绝热，所以过程的热量 Q = 0 。根据热力学第一定律 Q = U +W ， 所以有气体的热力学能变化 U = 0 ，也即热力学能不变。
【答案】错 【解析】上式不仅只适应于理想气体，也只能用于可逆过程。
四、名词解释 1．理想气体与实际气体。[天津大学 2005 研] 答：理想气体是不考虑分子之间的作用力以及气体分子本身所占体积的气体模型，严格 地说它是一种假想的气体。实际气体则是实际存在的气体。前者遵循理想气体方程式等规律， 后者则不遵循这种规律。实际气体的压力趋近于零时，实际气体就趋向于理想气体。
如果有固定隔板，隔板上有小孔，则气体从 A 中泄露入 B 中，若隔板绝热，则过程为 A 对 B 的充气过程，因为 A 部分气体对 B 部分作推进功，充气的结果是 A 部分的热力学能 比原来减少，而 B 部分气体的比热力学能升高，最后当两部分气体的压力达到平衡，但是 A 部分气体的温度比 B 低。
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第 3 章 气体和蒸汽的性质
一、选择题 1．湿空气是干空气和水蒸汽的混合物，不能作为完全气体看待。该表述（ ）。[北 京航空航天大学 2005、2006 研] A．正确 B．错误 【答案】B
2．由一气体参数恒定的干管向一绝热刚性容器内充入该理想气体，充气前容器内为真 空，充气后容器内的气体与干管中气体的温度相比将（ ）。[东南大学 2004 研]
2．理想气体只有取定比热容时，才能满足迈耶公式：cp − cv = Rg 。（ ）[南京航空
航天大学 2008 研] 【答案】错 【解析】只要是理想气体，就满足迈耶公式。
3．（1）理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。（ ）
（2）活塞式压气机采用多级压缩和级间冷却方法可以提高它的容积效率。（ ）[西
2．比热容。[东南大学 2004 研] 答：指单位质量的物体温度变化 1℃时所吸收的热量。
五、简答题 1．如图 3-1 所示，刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保 持真空。若将隔板抽去，试分析容器中空气的热力学能如何变化？若容器中所装的为固定隔 板，隔板上有一小孔，气体从 A 泄露入 B，试分析当 A、B 两侧压力相同时 A、B 两部分气