工程热力学试题附答案

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：X ，只要 孤立系统发生热力过程，其热力状态就会发生变化。

2、工质从同一初态岀发，经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态，

「S g 不可逆-S g 可逆、i-Sf 不可逆-S f 可逆、S 不可逆=.■: S 可逆。

3、 热力过程中，系统向外界放热，其温度必然降低。

4、 答：X ，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

t

：：： Wne ^。

q i

答: X ， 一切循环的热效率

t

=些色。

q i

6、 系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵一定减小。

7、 答: X ，系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵不一定减小。

6Q

d Q

6、工质经过不可逆循环后，有^

0，根据dS

，则有［dS ：：： 0。

T

r

T

r

§Q

答: X ，工质经过不可逆循环后，有

0，但•• dS = 0。

T r

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

A 、

：s =0， U =0;

B 、 ：S =0， H =0; c 、 ：s :: 0， U 0 ； D

、.:S 0， U = 0。

2、 q 二 C p^T - W t 适用于 c

A 、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， B

答: X,

」S f 不可逆；匚S

f 可逆

则两种过程中

A、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C

A、△E < 0，也S A O，也E > 0 ； B 、卜E > 0，也S〉0，也E < 0

C、_ E =0，-S 0 - E X::: 0 ； D 、：一E=0，二S 0 - E X =0

5、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B

A、降低；B升高；

C不变；D不定。

6、工质不可逆稳态稳流经过某控制容积，则此控制容积内：B

A、储存能不变，熵增加；

B、储存能不变，熵不变；

C、储存能增加，熵增加；

D、储存能增加，熵不变。

三、简答题

1、什么是可逆过程？实现可逆过程的基本条件是什么？可逆过程与准静态过程的区别与联系是什么？

答：可逆过程是当系统完成某一过程后，如果令过程沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及到的一切

（系统和外界）都回复到原来的状态，而不留下任何的痕迹的过程

实现可逆过程的基本条件是过程无限缓慢，即所有的不平衡势差无限小；没有耗散效应。

可逆过程与准静态过程的共同点：他们都是无限缓慢的、由连续的、无限接近平衡的状态所组成的过程，

都可以在坐标图上用连续的实线来表示。

可逆过程与准静态过程的区别是准静态过程着眼与平衡，耗散效应对它无影响，而可逆过程不但强调平

衡，而且强调能量传递效果。

2、理想气体从同一初态膨胀到同一终态比体积，定温膨胀与绝热膨胀相比，哪个过程做功多？若为压缩过

程，结果又如何？

答：对于膨胀过程而言，定温膨胀做功多，若为压缩过程，则定熵压缩耗功多。可以用示功图来表示。

3、朗肯循环由哪几个过程组成？这些热力过程分别在哪些热力设备中完成？

答：朗肯循环由定压加热（2分）、定熵膨胀、定压冷却和定熵压缩四个过程组成，这些热力过程分别在锅炉和过热器、气轮机、冷凝器以及给水泵中完成的。

四、证明题

试证明：理想气体在T-S图上的任意两条定容线之间的水平距离相等，即证明14 = 23证明：根据理想气体熵变的计算公式有:

因为

T 3 二 T 2 , T 4 二 T I

所以 .：&2 =R g In 上,.：S 41 = % In 空

v 2

v 1

又 V 3 = V4 , V 2 = V1

即 l4 =23。 四、计算题

1、试确定图中的循环是热机循环还是制冷循环？是可逆的 不可逆的？

（ 15分）

解：若为热机循环，则 Q 1 =1000 • 4000 =5000kJ

根据克劳修斯积分不等式

■: — < 0

，T

贝寸有 5000 （乂

°0） = 2.86 ：： 0 700

400

故该循环为不可逆的热机循环；

若为制冷循环，则

（

一

5000） 4000

=

2.86 ■ 0，则不可能实现

700

400

答略。

3、某热机工作于

T 1 =1000K

的高温热源和 T 2 =30°K 的环境热源之间，若热机从高温热

源吸取的

1000KJ 热量，求：

（1） 热机中的工质按照卡诺循环工作时，对外输岀的净功和循环的热效率各为多少？

I

I

（2） 若工质在T 1 =800K 时定温吸热，在T 2 =350K 时定温放热，在绝热膨胀和绝热压缩过程中工质的熵 各自增加0.30kJ/K ，则对外输岀的净功、实际循环的热效率，吸热和放热过程引起的熵产以及由不可逆性 所造成的总做功能力的损失各为多少？

解：（1） r =1 —卫=1 —空=70%

T 1

1000

“’

350

（2）

=1

56%

1000V