第九章、工程热力学思考题答案
第九章工程热力学思考题答案
第九章气体动力循环1、从热力学理论瞧为什么混合加热理想循环的热效率随压缩比ε与定容增压比λ的增大而提高,随定压预胀比ρ的增大而降低？答:因为随着压缩比ε与定容增压比λ的增大循环平均吸热温度提高,而循环平均放热温度不变,故混合加热循环的热效率随压缩比ε与定容增压比λ的增大而提高。
混合加热循环的热效率随定压预胀比ρ的增大而减低,这时因为定容线比定压线陡,故加大定压加热份额造成循环平均吸热温度增大不如循环平均放热温度增大快,故热效率反而降低。
2、从内燃机循环的分析、比较发现各种理想循环在加热前都有绝热压缩过程,这就是否就是必然的？答:不就是必然的,例如斯特林循环就没有绝热压缩过程。
对于一般的内燃机来说,工质在气缸内压缩,由于内燃机的转速非常高,压缩过程在极短时间内完成,缸内又没有很好的冷却设备,所以一般都认为缸内进行的就是绝热压缩。
3、卡诺定理指出两个热源之间工作的热机以卡诺机的热效率最高,为什么斯特林循环的热效率可以与卡诺循环的热效率一样？答:卡诺定理的内容就是:在相同温度的高温热源与相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环,其热效率都相同,与可逆循环的种类无关,与采用哪一种工质无关。
定理二:在温度同为T1的热源与同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环,其热效率必小于可逆循环。
由这两条定理知,在两个恒温热源间,卡诺循环比一切不可逆循环的效率都高,但就是斯特林循环也可以做到可逆循环,因此斯特林循环的热效率可以与卡诺循环一样高。
4、根据卡诺定理与卡诺循环,热源温度越高,循环热效率越大,燃气轮机装置工作为什么要用二次冷却空气与高温燃气混合,使混合气体降低温度,再进入燃气轮机？答:这就是因为高温燃气的温度过高,燃气轮机的叶片无法承受这么高的温度,所以为了保护燃气轮机要将燃气降低温度后再引入装置工作。
同时加入大量二次空气,大大增加了燃气的流量,这可以增加燃气轮机的做功量。
5、卡诺定理指出热源温度越高循环热效率越高。
工程热力学-第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)
工程热力学-第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)工程热力学第四版沈维道 思考题 完整版第1章 基本概念及定义1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?答：否。
当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。
这种观点对不对，为什么? 答：不对。
“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。
热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。
物质并不“拥有”热量。
一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。
⒊平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。
⒋倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式中，当地大气压是否必定是环境大气压?答：可能会的。
因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。
环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。
“当地大气压”并非就是环境大气压。
准确地说，计算式中的P b 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。
⒌温度计测温的基本原理是什么?答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。
它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。
工程热力学-思考题答案-沈维道-第九章
第九章 实际气体答：理想气体模型中忽略了气体分子间的作用力和气体分子所占据的体积。
实际气体只有在高温低压状态下，其性质和理想气体相近。
或者在常温常压下，那些不易液化的气体，如氧气、氦气、空气等的性质与理想气体相似，可以将它们看作理想气体，使研究的问题简化。
2. 答：压缩因子为温度、压力相同时的实际气体比体积与理想气体比体积之比。
压缩因子不仅随气体的种类而且随其状态而异，故每种气体应有不同的曲线。
因此不能取常数。
3. 答：范德瓦尔方程其计算精度虽然不高，但范德瓦尔方程式的价值在于能近似地反映实际气体性质方面的特征，并为实际气体状态方程式的研究开拓了道路，因此具有较高的地位。
4. 答：当需要较高的精度时应采用实验数据拟和得到a 、b 。
利用临界压力和临界温度计算得到的a 、b 值是近似的。
5. 答：在相同的压力与温度下，不同气体的比体积是不同的，但是只要他们的和分别相同，他们的必定相同这就是对应态原理，。
对应态原理并不是十分精确，但大致是正确的。
它可以使我们在缺乏详细资料的情况下，能借助某一资料充分的参考流体的热力性质来估算其他流体的性质。
相对于临界参数的对比值叫做对比参数。
对比温度，对比压力，对比比体积。
6. 答：对简单可压缩的系统，任意一个状态参数都可以表示成另外两个独立参数的函数。
其中，某些状态参数若表示成特定的两个独立参数的函数时，只需一个状态函数就可以确定系统的其它参数，这样的函数就称为“特性函数”由函数知且将两公式进行对比则有，但是对于比容无法用该函数表示出来，所以此函数不是特性函数。
7.答：将状态方程进行求导，然后带入热力学能、焓或熵的一般关系式，在进行积分。
),(T p f Z =r p r T r v 0),,(=r r r v T p f c T T r T =c p p r p =c v v r v =),(p s u u =dp p u ds s u du v p ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=pdv Tds du -=p s u T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=8. 答：以为独立变量时,将第二方程代入同时，得到同理：以为独立变量时,将第三方程代入，得到以为独立变量时，将第一方程代入得以为独立变量时，将第三方程代入得9. 答：热力学能、焓、熵都是状态参数，计算两个平衡状态之间的变量可任意选择其过程。
工程热力学课后作业答案(第九章)第五版
9-1压力为0.1MPa,温度为20℃地空气,分别以100、300、500及1000m/s 地速度流动,当被可逆绝热滞止后,问滞止温度及滞止压力各多少？解：h 1=1T c p =1.01×293=296kJ/kgh 0=h 1+22c 当c=100m/s 时：h 0=301 kJ/kg,T 0＝p c h 0＝298K,11010)(-=k k T T p p ＝0.106 MPa 当c=300m/s 时：h 0=341 kJ/kg,T 0＝337.6K,p 0= 0.158MPa当c=500m/s 时：h 0=421 kJ/kg,T 0＝416.8K,p 0= 0.33MPa当c=1000m/s 时：h 0=796 kJ/kg,T 0＝788.1K,p 0= 0.308MPa9-2质量流量1=mkg/s 地空气在喷管内作定熵流动,在截面1-1处测得参数值p 1= 0.3MPa,t1＝200℃,c1=20m/s.在截面2-2处测得参数值p 2＝0.2MPa.求2-2截面处地喷管截面积. 解：=⨯==3.0528.01p p c β0.1584>0.2 MPa采用渐缩喷管.c1=20m/s 较小忽略.因此2-2截面处是临界点==-k k p p T T 12)12(1421K ==222P RT v 0.6m 3/kg =--=-])12(1[11221k k p p k kRT c 323m/s =⨯=222c m v f 0.00185m 39-3渐缩喷管进口空气地压力p 1= 2.53MPa,t1＝80℃,c1=50m/s.喷管背压p b = 1.5MPa.求喷管出口地气流速度c2,状态参数v2、t2.如喷管出口截面积f2=1cm 2,求质量流量.解: ⨯==528.01p p c β 2.53=1.33<1.5 MPa没有到临界.滞止温度：pc c T T 21021+=＝354.24K滞止压力：1)10(10-=k k T T p p ＝2.56 MPa =--=-])02(1[10221k k p p k kRT c 317.5 m/s k k p p T T 1)12(12-=＝304K ==222P RT v 0.058 m 3/kg ==222v c f m 0.55 m 3/s9-4如上题喷管背压p b = 0.1MPa.求喷管出口地气流速度及质量流量？解：⨯==528.01p p c β 2.53=1.33 MPa >p b所以渐缩喷管进口截面压力p2＝p c ＝1.33 MPa由定熵过程方程可得：（按c1＝0处理）k k p p T T 1)12(12-=＝294Kc2＝a ＝2KRT ＝344 m/s==222P RT v 0.0634 m 3/kg ==222v c f m 0.543 m 3/s9-5空气流经喷管作定熵流动,已知进口截面上空气参数p 1= 0.7MPa,t1＝947℃,c1=0m/s.喷管出口处地压力p2分别为0.5 MPa 及0.12 MPa,质量流量均为5.0=mkg/s.试选择喷管类型,计算喷管出口截面处地流速及出口截面积.解：（1）p2＝0.5MPa⨯==528.01p p c β0.7=0.37 MPa <p b未到临界,选用渐缩喷管.k k p p T T 1)12(12-=＝1108K =--=]21[122T T k kR c 474 m/s ==222P RT v 0.636 m 3/kg2c （2）p2＝0.12MPa⨯==528.01p p c β0.7=0.37 MPa>p b选缩放喷管.k k p p T T 1)12(12-=＝737K =--=]21[122T T k kR c 985 m/s ==222P RT v 1.76 m 3/kg =⨯=222c m v f 8.9cm 29-6空气流经一断面为0.1m 2地等截面通道,在截面1-1处测得c1=100m/s,p 1= 0.15MPa,t1＝100℃；在截面2-2处,测得 c2=171.4m/s,p 2＝0.14MPa.若流动无摩擦损失,求（1）质量流量；（2）截面2-2处地空气温度；（3）截面1-1与截面2-2之间地传热量.解：（1）质量流量==111P RT v 0.71 m 3/kg ==11v fc m 14.08 kg /s （2）08.144.1711.022⨯==m fc v ＝1.22 m 3/kg ==R v p T 222595K （3）=∆=t mc q p 3141kJ/s9-7有p 1= 0.18MPa,t1＝300℃地氧气通过渐缩喷管,已知背压p b = 0.1MPa.喷管出口直径d2=10mm.如不考虑进口流速地影响,求氧气通过喷管地出口流速及质量流量.解： p2＝0.1 MPa⨯==528.01p p c β0.18=0.1 MPa =p b出口为临界流速=+=112RT k k c c 416.7 m/s 质量流量 k k p p T T 1)12(12-=＝484K2P ==2v fc m 0.026 kg /s9－8空气通过一喷管,进口压力p 1= 0.5MPa,t1＝600K,质量流量为=m1.5kg/s.如该喷管地出口处压力为p 2= 0.1MPa,问应采用什么型式地喷管？如不考虑进口流速影响,求定熵膨胀过程中喷管出口气流流速及出口截面积.如为不可逆绝热流动,喷管效率η＝0.95,则喷管气体出口速度及出口截面积各为多少？解：⨯==528.01p p c β0.5=0.264 MPa >p 2所以应采用缩放喷管.(1)出口流速：=-k k p p 1)12(0.6314k k p p T T 1)12(12-=＝378.8K ==222P RT v 1.09 m 3/kg =--=-])12(1[11212k k p p k kRT c 667m/s22c mv f =＝24.5cm 2 (2)==2'2c c η650 m/s=--=)21(1'2T T T T η390 K==2'2'2P RT v 1.12 m 3/kg 2'2'c mv f =＝25.8cm 29-9某燃气p 1= 1MPa,t1＝1000K,流经渐缩渐扩喷管.已知喷管出口截面上地压力p 2=0. 1MPa,进口流速c1＝200m/s,喷管效率η＝0.95,燃气地质量流量=m50kg/s,燃气地比热k ＝1.36,定压质量比热c p ＝1kJ/(kg.K).求喷管地喉部截面积和出口截面积.解：进口流速c1＝200m/s=221c 20 kJ/kg 远小于燃气地进口焓1T c p ＝1000 kJ/kg 忽略.出口流速：=-k k p p 1)12(0.5436k k p p T T 1)12(12-=＝543.6K=-=)21(72.442T T c c p 955m/s==2'2c c η931 m/s=--=)21(1'2T T T T η566 Kp c k k R 1-=＝264.7 kJ/(kg.K) ==2'2'2P RT v 1.5 m 3/kg 出口截面积2'2'c mv f =＝805cm 2 (2)喉部流速：===1p p c β0.535 MPak k c T T 11-=β＝847.4K==)c c kRT c 552m/s==cc c P RT v 0.4193 m 3/kg 喉部截面积cc c mv f ''=＝380cm 29-10水蒸气压力p 1= 0.1MPa,t 1＝120℃以500m/s 地速度流动,求其滞止焓、滞止温度和滞止压力.解：p 1= 0.1MPa,t 1＝120℃时水蒸气焓h 1=2716.8 kJ/kg,s1=7.4681 kJ/(kg.K)滞止焓h 0= h 1+c 2/2=2841.8 kJ/kg查表得p 0=0.19 MPat 0=185.7℃9-11水蒸气地初参数p 1= 2MPa,t 1＝300℃,经过缩放喷管流入背压p b = 0.1MPa 地环境中,喷管喉部截面积20cm 2.求临界流速、出口速度、质量流量及出口截面积. 解：h 1=3023 kJ/kg,s1=6.765 kJ/(kg.K)p c = 0.546×2=1.092 MPah c =2881 kJ/kg,v c =2.0 m 3/kgh 2=2454 kJ/kg,v 2=1.53 m 3/kgc c ==-c h h 172.44532.9 m/sc 2==-2172.44h h 1066.7 m/s质量流量==cc v c f m min 0.533 kg /s 222c mv f =＝76.4cm 29-12解：h 1=3231 kJ/kg,节流后s=7.203 kJ/(kg.K)h 2=3148 kJ/kg,v 2=0.2335 m 3/kgp b /p>0.546渐缩喷管c 2==-2172.44h h 407.4 m/s==22v fc m 0.35 kg /s9-13解：查表得h 2=2736 kJ/kg由p 1= 2MPa 等焓过程查表得x1＝0.97t1=212.4℃=⨯--=--=610)21.0(4.2121301212p p t t j μ43.4K/MPa9-14解:查表得：h 1=3222 kJ/kg h 2=3066 kJ/kgc 2==-2172.44h h 558.6 m/s2'2c c ϕ= ＝519 m/s动能损失：=-2)1(222c ϕ21 kJ/kg9-15解：=+=∆1ln 12ln 2v v R T T c s v 0.199 kJ/(kg.K) （理想气体地绝热节流过程温度相等） 用损s T s s T h h e x ∆=-+-=∆0)21(021＝59.7 kJ/kg9-16解：由2/22/12221c T c c T c p p +=+得 ==-)1/()12(12k k p p T T 355K 2/)12(2122c T T c c p +-=＝337m/s。
工程热力学(第三版)习题答案全解可打印第九章
π
pV 400 ∴ q m = 400 × 1 es = × R g T1 60
可逆定温功压缩功率为：
Wc ,T = − p1V1 ln =−
p2 p1
400 8 π × 0.1 × 10 6 × 0.786 × × 0.3 2 × 0.2 × ln = 15.4 × 10 3 J = 15.4kW s 60 4 1
n = 3× p1 v1 (π n −1 t1 = 20°C
n −1 n
p4 12.5 =3 =5 p1 0 .1
（1） wc = 3wc , L
Q p1 = 0.1MPa
− 1) ∴v =
1 1.3−1 1.3
R g T1 p1
=
287 × 293.15 0.1× 10
6
= 0.8413 m
3
kg kg
− 1] =
1.4 × 0.1× 10 6 × 140 × [6 1.4 − 1
1.4 −1 1.4
− 1] = 327.9 × 10 5 J
h
327.9 ×10 5 = 9108.3W = 9.11KW 3600 p n p1V1 [( 2 ) n −1 p1
n −1 n
（3）多变压缩
Wt , n = Nn = − 1] = 1 .2 × 0.1×10 6 × 140 × [6 1 .2 − 1
V h = 0.009m 3
π =7
1 n
σ = 0.06
1 n
n = 1.3
1
（1） η v = 1 −
Vc (π Vh
− 1) = 1 − σ (π
− 1) = 1 − 0.06 × (7 1.3 − 1) = 0.792
工程热力学思考题及答案(A)
工程热力学思考题及答案第 一 章 基本概念与定义1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？答：不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？答：这种说法是不对的。
工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系？答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式e b p p p += )(b p p >，v b p p p -= )(b p p <中，当地大气压是否必定是环境大气压？ 答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么？答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.经验温标的缺点是什么？为什么？答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么？ 答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变。
工程热力学思考题及答案之欧阳德创编
工程热力学思考题及答案第一章基本概念1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？答：不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？答：这种说法是不对的。
工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量的交换就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系？答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是它们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.假如容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p = pb+pe(p >pb)，pv=pb−p (pb<p)中，当地大气压是否必定是环境大气压？答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么？答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.经验温标的缺点是什么？为什么？答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么？答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化。
8.(1)将容器分成两部分，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。
工程热力学思考题答案
第九章气体动力循环1、从热力学理论看为什么混合加热理想循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高,随定压预胀比ρ的增大而降低答：因为随着压缩比ε和定容增压比λ的增大循环平均吸热温度提高,而循环平均放热温度不变,故混合加热循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高.混合加热循环的热效率随定压预胀比ρ的增大而减低,这时因为定容线比定压线陡,故加大定压加热份额造成循环平均吸热温度增大不如循环平均放热温度增大快,故热效率反而降低.2、从内燃机循环的分析、比较发现各种理想循环在加热前都有绝热压缩过程,这是否是必然的答：不是必然的,例如斯特林循环就没有绝热压缩过程.对于一般的内燃机来说,工质在气缸内压缩,由于内燃机的转速非常高,压缩过程在极短时间内完成,缸内又没有很好的冷却设备,所以一般都认为缸内进行的是绝热压缩.3、卡诺定理指出两个热源之间工作的热机以卡诺机的热效率最高,为什么斯特林循环的热效率可以和卡诺循环的热效率一样答：卡诺定理的内容是：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环,其热效率都相同,与可逆循环的种类无关,与采用哪一种工质无关.定理二：在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环,其热效率必小于可逆循环.由这两条定理知,在两个恒温热源间,卡诺循环比一切不可逆循环的效率都高,但是斯特林循环也可以做到可逆循环,因此斯特林循环的热效率可以和卡诺循环一样高.4、根据卡诺定理和卡诺循环,热源温度越高,循环热效率越大,燃气轮机装置工作为什么要用二次冷却空气与高温燃气混合,使混合气体降低温度,再进入燃气轮机答：这是因为高温燃气的温度过高,燃气轮机的叶片无法承受这么高的温度,所以为了保护燃气轮机要将燃气降低温度后再引入装置工作.同时加入大量二次空气,大大增加了燃气的流量,这可以增加燃气轮机的做功量.5、卡诺定理指出热源温度越高循环热效率越高.定压加热理想循环的循环增温比τ高,循环的最高温度就越高,但为什么定压加热理想循环的热效率与循环增温比τ无关而取决于增压比π答：提高循环增温比,可以有效的提高循环的平均吸热温度,但同时也提高了循环的平均放热温度,吸热和放热均为定压过程,这两方面的作用相互抵消,因此热效率与循环增温比无关.但是提高增压比,p不变,即平均放1提高,即循环平均吸热温度提高,因此循环的热效率提高.热温度不变,p26、以活塞式内燃机和定压加热燃气轮机装置为例,总结分析动力循环的一般方法.答：分析动力循环的一般方法：首先,应用“空气标准假设”把实际问题抽象概括成内可逆理论循环,分析该理论循环,找出影响循环热效率的主要因素以及提高该循环效率的可能措施,以指导实际循环的改善；然后,分析实际循环与理论循环的偏离程度,找出实际损失的部位、大小、原因及提出改进办法.7、内燃机定容加热理想循环和燃气轮机装置定压加热理想循环的热效率分别为111--=κεηt 和κκπη111--=t .若两者初态相同,压缩比相同,他们的热效率是否相同为什么若卡诺循环的压缩比与他们相同,则热效率如何为什么答：若两者初态相同,压缩比相同,它们的热效率相等.因为21v v =ε,12p p =π. 对于定压加热理想循环来说κ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2112v v p p ,将其带入定压加热理想循环热效率的公式可知,二者的效率相等.对于卡诺循环来说,112121--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=κκεv v T T ,又因为卡诺循环的热效率为1211211111--=-=-=κεηT T T T ,所以卡诺循环和它们的效率相等.8、活塞式内燃机循环理论上能否利用回热来提高热效率实际中是否采用为什么答：理论上可以利用回热来提高活塞式内燃机的热效率,原因是减少了吸热量,而循环净功没变.在实际中也得到适当的应用.如果采用极限回热,可以提高热效率但所需的回热器换热面积趋于无穷大,无法实现9、燃气轮机装置循环中,压缩过程若采用定温压缩可减少压缩所消耗的功,因而增加了循环净功如图8-1,但在没有回热的情况下循环热效率为什么反而降低,试分析之.答：采用定温压缩后,显然循环的平均吸热温度T 1降低,而循环的平均放热温度T 2却没有变化,121T T -=η,因此整个循环的热效率反而降低. 10、燃气轮机装置循环中,膨胀过程在理想极限情况下采用定温膨胀,可增大膨胀过程作出的功,因而增加了循环净功如图8-2,但在没有回热的情况下循环热效率反而降低,为什么图 8-2答：在膨胀过程中采用定温膨胀,虽然增加了循环净功,但是却提高了循环的平均放热温度T 2,而整个循环的平均吸热温度T 1没有变化,热效率121T T -=η因此循环的热效率反而降低. 11、燃气轮机装置循环中,压气机耗功占燃气轮机输出功的很大部分约60%,为什么广泛应用于飞机、舰船等场合答：因为燃气轮机是一种旋转式热力发动机,没有往复运动部件以及由此引起的不平衡惯性力,故可以设计成很高的转速,并且工作是连续的,因此,它可以在重量和尺寸都很小的情况下发出很大的功率.而这正是飞机、舰船对发动机的要求.12、加力燃烧涡轮喷气式发动机是在喷气式发动机尾喷管入口前装有加力燃烧用的喷油嘴的喷气发动机,需要突然提高飞行速度是此喷油嘴喷出燃油,进行加力燃烧,增大推力.其理论循环1-2-3-6-7-8-1如图8-3的热效率比定压燃烧喷气式发动机循环1-2-3-4-1的热效率提高还是降低为什么答：理论循环1-2-3-6-7-8-1的热效率小于定压燃烧喷气式发动机循环1-2-3-4-1的热效率.因为由图中可以看出循环6-7-8-4-6的压缩比小于循环1-2-3-4-1,因此循环6-7-8-4-6的热效率小于循环1-2-3-4-1,因此理论循环1-2-3-6-7-8-1虽然增大了循环的做功量,但是效率却降低了.13、有一燃气轮机装置,其流程示意图如图8-4 所示,它由一台压气机产生压缩空气,而后分两路进入两个燃烧室燃烧.燃气分别进入两台燃气轮机,其中燃气轮机Ⅰ发出的动力全部供给压气机,另一台燃气轮机Ⅱ发出的动力则为输出的净功率.设气体工质进入让汽轮机Ⅰ和Ⅱ时状态相同,两台燃气轮机的效率也相同,试问这样的方案和图9-16、图9-17所示的方案相比较压气机的s C ,η和燃气轮机的T η都相同在热力学效果上有何差别装置的热效率有何区别答：原方案：循环吸热量：t cm Q ∆=1循环功量：()()][1243h h h h m w w w c T net ---=-=题中方案：循环吸热量：t cm t cm t cm Q B A ∆=∆+∆='1 1 循环净功：()43'h h m w B net -= 2对于此方案,m A h 3-h 4=mh 2-h 1 3由123可以得到()()[]1243'h h h h m w net ---=所以这两种方案的循环吸热量和循环净功均相等,因此它们的热力学效果和热效率均相等.。
工程热力学课后作业答案(第九章)第五版
9-1压力为0.1MPa ，温度为20℃的空气，分别以100、300、500及1000m/s 的速度流动，当被可逆绝热滞止后，问滞止温度及滞止压力各多少？解：h 1=1T c p =1.01×293=296kJ/kgh 0=h 1+22c 当c=100m/s 时：h 0=301 kJ/kg ，T 0＝p c h 0＝298K ，11010)(-=k k T T p p ＝0.106 MPa 当c=300m/s 时：h 0=341 kJ/kg ，T 0＝337.6K ，p 0= 0.158MPa当c=500m/s 时：h 0=421 kJ/kg ，T 0＝416.8K ，p 0= 0.33MPa当c=1000m/s 时：h 0=796 kJ/kg ，T 0＝788.1K ，p 0= 0.308MPa9-2质量流量1=mkg/s 的空气在喷管内作定熵流动，在截面1-1处测得参数值p 1= 0.3MPa ，t1＝200℃，c1=20m/s 。
在截面2-2处测得参数值p 2＝0.2MPa 。
求2-2截面处的喷管截面积。
解：=⨯==3.0528.01p p c β0.1584>0.2 MPa采用渐缩喷管。
c1=20m/s 较小忽略。
因此2-2截面处是临界点==-k k p p T T 12)12(1421K ==222P RT v 0.6m 3/kg =--=-])12(1[11221k k p p k kRT c 323m/s =⨯=222c m v f 0.00185m 39-3渐缩喷管进口空气的压力p 1= 2.53MPa ，t1＝80℃，c1=50m/s 。
喷管背压p b = 1.5MPa 。
求喷管出口的气流速度c2，状态参数v2、t2。
如喷管出口截面积f2=1cm 2，求质量流量。
解: ⨯==528.01p p c β 2.53=1.33<1.5 MPa没有到临界。
滞止温度：pc c T T 21021+=＝354.24K滞止压力：1)10(10-=k k T T p p ＝2.56 MPa =--=-])02(1[10221k k p p k kRT c 317.5 m/s k k p p T T 1)12(12-=＝304K ==222P RT v 0.058 m 3/kg ==222v c f m 0.55 m 3/s9-4如上题喷管背压p b = 0.1MPa 。
工程热力学思考题及答案 第 九 章
∫ Tds
2
。
2
等温过程所作的功为图 7-1 中面积 1-2T-m-n-1，绝热过程所作的功为图中面积 1- 2 s -f-n-1 多变过程所作的功为图中面积 1-2’n-j-g-2n-1 4．叶轮是压气机不可逆绝热压缩比可逆绝热压缩多耗功可用图 7-2 中的面积 m2s2’nm 表示，这 是否即是此不可逆过程的做功能力损失？为什么？
沈维道、将智敏、童钧耕《工程热力学》课后思考题答案
工程热力学思考题及答案
第 九 章 压气机的热力过程
1.如果由于应用汽缸冷却水套以及其他冷却方法， 气体在压气机气缸中已经能够按定温过程进行压 缩，这时是否还需要采用分级压缩？为什么？ 答：分级压缩主要是减小余隙容积对产气量的影响，冷却作用只是减小消耗功。所以仍然需要采用 分级压缩。 2.压气机按定温压缩时气体对外放出热量， 而按绝热压缩时不向外放热， 为什么定温压缩反较绝热 压缩更为经济？ 答：绝热压缩时压气机不向外放热，热量完全转化为工质的内能，使工质的温度升高不利于进一步 压缩容易对压气机造成损伤，耗功大。等温压缩压气机向外放热，工质的温度不变，有利于进一步 压缩耗功小，所以等温压缩更为经济。 3.压气机所需要的功也可以由第一定律能量方程式导出，试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需 要的功，并用 T-s 图上面积表示其值。 答：由第一定律能量方程式 q = Δh + wt ，定温过程 Δh = 0 ，所以 wc = − wt = − q = −TΔs ，同时
'
1
答：多消耗的功量并不就是损失的做功能力损失。因为
i = T0 Δs g = T0 ( s 2 ' − s1 ) = T0 ( s 2 ' − s1 ) = 2 T ( s 2 ' − s1 )
工程热力学-思考题答案.docx
第一章基本概念与定义1.答：不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定2.答：这种说法是不对的。
工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
3.答：只有在没冇外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称Z为平衡状态。
稳定状态只要其丁质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响卜，这是他们的木质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.答：压力表的读数可能会改变，根据圧力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气圧是指压力仪表所处的环境的压力。
5.答：温度计随物体的冷热程度不同冇显苕的变化。
6.答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
山于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采川不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。
8.答：（1）第一种情况如图IT （a），不作功（2）第二种情况如图IT （b），作功（3）第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来，第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。
9.答：经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。
系统和外界整个系统不能恢复原来状态。
10.答：系统经历一可逆正向循环及英逆向可逆循环后，系统恢复到原來状态，外界没冇变化; 若存在不可逆因索，系统恢复到原状态，外界产生变化。
11.答：不一定。
主要看输出功的主要作用是什么，排斥大气功是否冇用。
第二章热力学第一定律1. 答:将隔板抽去，根据热力学第一定律9二A" + w 其中q = O,w = O 所以容器中空气的热 力学能不变。
工程热力学思考题及答案之欧阳总创编
工程热力学思考题及答案第一章基本概念1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？答：不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？答：这种说法是不对的。
工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量的交换就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系？答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是它们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.假如容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p = pb+pe(p >pb)，pv=pb−p (pb<p)中，当地大气压是否必定是环境大气压？答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么？答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.经验温标的缺点是什么？为什么？答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么？答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化。
8.(1)将容器分成两部分，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。
工程热力学思考题及答案之欧阳家百创编
工程热力学思考题及答案欧阳家百（2021.03.07）第一章基本概念1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？答：不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？答：这种说法是不对的。
工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量的交换就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系？答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是它们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.假如容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p = pb+pe(p >pb)，pv=pb−p (pb<p)中，当地大气压是否必定是环境大气压？答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么？答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.经验温标的缺点是什么？为什么？答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么？答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化。
《工程热力学》(第四版)习题提示及答案09章习题提示与答案
习题提示与答案 第九章 气体动力循环9-1 活塞式内燃机定容加热循环的参数为：p 1＝0.1 MPa 、t 1＝27 ℃，压缩比ε＝6.5，加热量q 1＝700 kJ/kg 。
假设工质为空气及比热容为定值，试求循环各点的状态、循环净功及循环热效率。
提示：1-2过程为等熵压缩过程，压缩比21v v =ε；2-3过程为定容加热过程，过程热量q =c p 0ΔT ；3-4过程为等熵膨胀过程；4-1过程为定容放热过程。
循环净功： w 0=q 1-│q 2│；循环热效率：111-κt εη-=。
答案： v 1=0.861 m 3/kg ；p 2=1.37 MPa ，v 2=0.132 m 3/kg ， T 2=634.3 K ；p 3=3.48 MPa ，v 3=0.132 m 3/kg ，T 3=161 2 K ；p 4=0.253 MPa ，v 4=0.861 m 3/kg ，T 4=762.4 K ；kJ/kg 9.3680=w ；527.0=t η。
9-2 若上题活塞式内燃机定容加热循环的压缩比由6.5提高到8，试求循环热效率的变化及平均吸热温度和平均放热温度的变化。
提示：循环热效率1t 11-εηκ-=；平均温度sq T Δ=m 。
答案：ΔT m1=58.8 K ，ΔT m2=14.3 K ，t η∆=3.8%。
9-3 根据习题9-1所述条件，若比热容按变比热容考虑，试利用气体热力性质表计算该循环的热效率及循环净功。
提示：w 0=q 1-│q 2│，121q q η-=t ，q =Δu ，工质可看做理想气体；热力过程终态与初态的比体积之比等于其相对比体积之比，即r1r212v v v v =，相对比体积为温度的单值函数。
答案：w 0＝342.24 kJ/kg ，t η=0.489。
9-4 在活塞式内燃机中，为了保证气缸的机械强度及润滑，总是在气缸壁外面加以冷却。
如果考虑定容加热循环的T -s 图压缩过程和膨胀过程中工质与气缸壁间的热交换，根据习题9-1所给条件，则膨胀过程可近似为n ＝1.37的多变过程，压缩过程可近似为n ＝1.38的多变过程，试据此计算其状态变化及过程的功。
工程热力学第9章答案
1.4 −1 1.4
= 391.615K
出口气流流速
c 2 = 2c p (T0 − T2 ) = 2 × 1004 × (453.15 − 391.615) = 351.51m / s
比体积 v 2 =
R g T2 P2
=
287 × 351.51 = 0.06726m 3 / kg 6 1.5 × 10
1.4 −1
出口气流流速
c 2 = 2c p (T0 − T2 ) = 2 × 1004 × (611.355 − 509.390) = 452.488m / s
出口空气比体积 v 2 =
R g T2 P2
=
287 × 509.390 = 0.5192m 3 / kg 6 0.2816 × 10
流进喷管的质量流量为 q m =
T2 = 691.071K
出口处流速 c 2 =
2c p (T0 − T2 ) = 2 × 1004 × (829.285 − 691.071) = 526.815m / s ⎞ k −1 ⎛ 691.071 ⎞ 1.4−1 ⎟ = 0.194 MPa ⎟ ⎟ = 0.3674 × ⎜ ⎝ 829.285 ⎠ ⎠ =
3.14 ⎛ 800 ⎞ 2 蒸汽流通的面积 A = d = ×⎜ ⎟ = 0.5024m 4 4 ⎝ 1000 ⎠
2
π
2
蒸汽在管道中的流速 c f =
1000 × D × v 1000 × 1000 × 0.0209326 = = 11.574m / s 3600 A 3600 × 0.5024
9-2 滞止压力 p0 和静压力 p 可以用如图 9-3 所示的这种叫皮托管的仪器来测量， 利用测 得的两种压力的数据可以求出流体的速度。 试证明， 对于不可压缩流体的速度可以用静压力 p、滞止压力 p0，以下列形式表示： c = 解：根据能量方程 h +
工程热力学思考题及答案之欧阳理创编
率；（×）（3）可逆循环的热效率都相等；（×）
t
6． 循环热效率公式
q1 q2 q1
t
T1 T2 T1
是否完全相同？
各适用于哪些场合？
t
答：这两个公式不相同。
q1 q2 q1
适用于任何工质，任
t
何循环。
T1 T2 T1
适用于任何工质，卡诺循环
7． 与大气温度相同的压缩空气可以膨胀做功，此事实是 否违反了热力学第二定律？
， S f ,可逆
S g,不可逆 S g,可逆 是否正确？
答： 、 、 S不可逆 S可逆 S f ,不可逆 S f ,可逆 S g,不可逆 S g,可逆
（6） 不可逆绝热膨胀的终态熵大于初态熵，S2>S1，不
可逆绝热压缩的终态熵小于初态熵S2<S1?
答：不可逆绝热膨胀的终态熵大于初态熵S2>S1 不可逆
在闭口系能量方程式中？
答：流动功是由流进（出）系统的工质传递而由工质后
面的物质系统作出的。对于闭口系统，不存在工质的流
进（出）所以不存在这样进行传递的功。
5. 稳定流动能量方程式是否可应用于活塞式压气机这种
机械的稳定工况运行的能量分析？为什么？
答：可以。稳定流动能量方程式可应用于任何稳定流动
过程，对于连续工作的周期性动作的能量转换装置，只
欧阳阳理创编
2021.03.04
欧阳阳理创编
2021.03.04
答：不一定。主要看输出功的主要作用是什么，排斥大 气功是否有用。
第二章热力学第一定律 1. 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，分析容器中空 气的热力学能如何变化？若隔板上有一小孔，气体泄 漏入B 中，分析A、B 两部分压力相同时A、B 两部分 气体的热力学能如何变化？
工程热力学 课后习题答案 可打印 第三版 第九章
缩功； （4）压缩过程中传出的热量。 解： （1）多变指数
0.32 0.1 = 1.186 ∴n = = V 0 . ln( 1 ) ln 032 V2 0.012 ln(
2
p
Q p1v1 = p 2 v 2
n
n
p
)
ln
1
（2）空气终温
p T2 = T1 ( 2 ) p1
n −1 n
0.32 = (273.15 + 50) × ( ) 0.1
3
温升为 14℃。求（1）空气可能达到的最高压力； （2）压气机必需的功率。 解：
Q w = q m,W c∆t = q m, a 465 × 4.187 × 14 = 7.5715kW 3600 pV 0.1× 10 6 × 250 = 1 1 = = 0.08254 kg s R g T1 3600 × 287 × 293.15
9-4 三台空气压缩机的余隙容积比均为 6%， 进气状态均为 0.1MPa,27°C ， 出口压力为 0.5MPa ，
但压缩过程的指数分别为：n1=1.4、n2=1.25、n3=1,试求各压气机的容积效率（假设膨胀过程的 指数和压缩过程相同） 。 解： 据题意
Vc = 0.06 Vh 0.5 π= =5 0 .1
或
wc = p n RgT1 [( 2 ) p1 n −1
n −1 n
− 1] =
1.2 0.9 × 287 × 293.15 × [( ) 1.2 − 1 0.1
1.2 −1 1.2
− 1] = 2.23 × 10 5 J
kg
N = q m ,a ⋅ wc = 0.0825 × 2.23 × 10 5 = 18.4kW
工程热力学课后作业答案chapter9
9-1压力为0.1MPa ，温度为20℃的空气，分别以100、300、500及1000m/s 的速度流动，当被可逆绝热滞止后，问滞止温度及滞止压力各多少？解：h 1=1T c p =1.01×293=296kJ/kgh 0=h 1+22c 当c=100m/s 时：h 0=301 kJ/kg ，T 0＝pc h 0＝298K ，11010)(-=k k T T p p ＝0.106 MPa 当c=300m/s 时：h 0=341 kJ/kg ，T 0＝337.6K ，p 0= 0.158MPa当c=500m/s 时：h 0=421 kJ/kg ，T 0＝416.8K ，p 0= 0.33MPa当c=1000m/s 时：h 0=796 kJ/kg ，T 0＝788.1K ，p 0= 0.308MPa9-2质量流量1=mkg/s 的空气在喷管内作定熵流动，在截面1-1处测得参数值p 1= 0.3MPa ，t1＝200℃，c1=20m/s 。
在截面2-2处测得参数值p 2＝0.2MPa 。
求2-2截面处的喷管截面积。
解：=⨯==3.0528.01p p c β0.1584>0.2 MPa采用渐缩喷管。
c1=20m/s 较小忽略。
因此2-2截面处是临界点==-k k p p T T 12)12(1421K ==222P RT v 0.6m 3/kg =--=-])12(1[11221k k p p k kRT c 323m/s=⨯=222c m v f 0.00185m 39-3渐缩喷管进口空气的压力p 1= 2.53MPa ，t1＝80℃，c1=50m/s 。
喷管背压p b = 1.5MPa 。
求喷管出口的气流速度c2，状态参数v2、t2。
如喷管出口截面积f2=1cm 2，求质量流量。
解:⨯==528.01p p c β 2.53=1.33<1.5 MPa没有到临界。
滞止温度：pc c T T 21021+=＝354.24K 滞止压力：1)10(10-=k kT T p p ＝2.56 MPa =--=-])02(1[10221k k p p k kRT c 317.5 m/s k k p p T T 1)12(12-=＝304K ==222P RT v 0.058 m 3/kg ==222v c f m 0.55 m 3/s9-4如上题喷管背压p b = 0.1MPa 。
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第九章气体动力循环
1、从热力学理论看为什么混合加热理想循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高，随定压预胀比ρ的增大而降低？
答：因为随着压缩比ε和定容增压比λ的增大循环平均吸热温度提高，而循环平均放热温度不变，故混合加热循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高。
混合加热循环的热效率随定压预胀比ρ的增大而减低，这时因为定容线比定压线陡，故加大定压加热份额造成循环平均吸热温度增大不如循环平均放热温度增大快，故热效率反而降低。
2、从内燃机循环的分析、比较发现各种理想循环在加热前都有绝热压缩过程，这是否是必然的？
答：不是必然的，例如斯特林循环就没有绝热压缩过程。
对于一般的内燃机来说，工质在气缸内压缩，由于内燃机的转速非常高，压缩过程在极短时间内完成，缸内又没有很好的冷却设备，所以一般都认为缸内进行的是绝热压缩。
3、卡诺定理指出两个热源之间工作的热机以卡诺机的热效率最高，为什么斯特林循环的热效率可以和卡诺循环的热效率一样？
答：卡诺定理的内容是：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相同，与可逆循环的种类无关，与采用哪一种工质无关。
定理二：在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。
由这两条定理知，在两个恒温热源间，卡诺循环比一切不可逆循环的效率
都高，但是斯特林循环也可以做到可逆循环，因此斯特林循环的热效率可以和卡诺循环一样高。
4、根据卡诺定理和卡诺循环，热源温度越高，循环热效率越大，燃气轮机装置工作为什么要用二次冷却空气与高温燃气混合，使混合气体降低温度，再进入燃气轮机？
答：这是因为高温燃气的温度过高，燃气轮机的叶片无法承受这么高的温度，所以为了保护燃气轮机要将燃气降低温度后再引入装置工作。
同时加入大量二次空气，大大增加了燃气的流量，这可以增加燃气轮机的做功量。
5、卡诺定理指出热源温度越高循环热效率越高。
定压加热理想循环的循环增温比τ高，循环的最高温度就越高，但为什么定压加热理想循环的热效率与循环增温比τ无关而取决于增压比π？
答：提高循环增温比，可以有效的提高循环的平均吸热温度，但同时也提高了循环的平均放热温度，吸热和放热均为定压过程，这两方面的作用相互抵消，因此热效率与循环增温比无关。
但是提高增压比，p1不变，即平均放热温度不变，p2提高，即循环平均吸热温度提高，因此循环的热效率提高。
6、以活塞式内燃机和定压加热燃气轮机装置为例，总结分析动力循环的一般方法。
答：分析动力循环的一般方法：首先，应用“空气标准假设”把实际问题抽象概括成内可逆理论循环，分析该理论循环，找出影响循环热效率的主要因素以及提高该循环效率的可能措施，以指导实际循环的改善；然后，分析实际循环与理论循环的偏离程度，找出实际损失的部位、大小、原因及提出改进办法。
7、内燃机定容加热理想循环和燃气轮机装置定压加热理想循环的热效率分别为1
1
1--=κεηt 和κκπη1
11--=t 。
若两者初态相同，压缩比相同，
他们的热效率是否相同？为什么？若卡诺循环的压缩比与他们相同，则热效率如何？为什么？ 答：若两者初态相同，压缩比相同，它们的热效率相等。
因为2
1v v =ε，12p p =π。
对于定压加热理想循环来说κ
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2112v v p p ，将其带入定压加热理想循环热效率的公式可知，二者的效率相等。
对于卡诺循环来说，112121--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=κκεv v T T ，又因为卡诺循环的热效率为12
11211111--=-=-=κε
ηT T T T ,所以卡诺循环和它们的效率相等。
8、活塞式内燃机循环理论上能否利用回热来提高热效率？实际中是否采用？为什么？
答：理论上可以利用回热来提高活塞式内燃机的热效率，原因是减少了吸热量，而循环净功没变。
在实际中也得到适当的应用。
如果采用极限回热，可以提高热效率但所需的回热器换热面积趋于无穷大，无法实现
9、燃气轮机装置循环中，压缩过程若采用定温压缩可减少压缩所消耗的功，因而增加了循环净功(如图8-1)，但在没有回热的情况下循环热效率为什么反而降低，试分析之。
答：采用定温压缩后，显然循环的平均吸热温度T 1降低，而循环的平均放热温度T 2却没有变化，1
21T T -
=η，因此整个循环的热效率反而降低。
10、燃气轮机装置循环中，膨胀过程在理想极限情况下采用定温膨胀，可增大膨胀过程作出的功，因而增加了循环净功(如图8-2)，但在没有回热的情况下循环热效率反而降低，为什么？
图 8-2
答：在膨胀过程中采用定温膨胀，虽然增加了循环净功，但是却提高了循环的平均放热温度T 2，而整个循环的平均吸热温度T 1没有变化，热效率
1
21T T -=η因此循环的热效率反而降低。
11、燃气轮机装置循环中，压气机耗功占燃气轮机输出功的很大部分（约60%），为什么广泛应用于飞机、舰船等场合？
答：因为燃气轮机是一种旋转式热力发动机，没有往复运动部件以及由此引起的不平衡惯性力，故可以设计成很高的转速，并且工作是连续的，因此，它可以在重量和尺寸都很小的情况下发出很大的功率。
而这正是飞机、舰船对发动机的要求。
12、加力燃烧涡轮喷气式发动机是在喷气式发动机尾喷管入口前装有加力燃烧用的喷油嘴的喷气发动机，需要突然提高飞行速度是此喷油嘴喷出燃油，进行加力燃烧，增大推力。
其理论循环1-2-3-6-7-8-1（如图8-3）的热效率比定压燃烧喷气式发动机循环1-2-3-4-1的热效率提高还是降低？为什么？
答：理论循环1-2-3-6-7-8-1的热效率小于定压燃烧喷气式发动机循环1-2-3-4-1的热效率。
因为由图中可以看出循环6-7-8-4-6的压缩比小于循环1-2-3-4-1，因此循环6-7-8-4-6的热效率小于循环1-2-3-4-1，因此理论循环1-2-3-6-7-8-1虽然增大了循环的做功量，但是效率却降低了。
13、有一燃气轮机装置，其流程示意图如图8-4 所示，它由一台压气机产生压缩空气，而后分两路进入两个燃烧室燃烧。
燃气分别进入两台燃气轮机，其中燃气轮机Ⅰ发出的动力全部供给压气机，另一台燃气轮机Ⅱ发出的动力则为输出的净功率。
设气体工质进入让汽轮机Ⅰ和Ⅱ时状态相同，两台燃气轮机的效率也相同，试问这样的方案和图9-16、图9-17所示的方案相比较（压气机的s C ,η和燃气轮机的T η都相同）在热力学效果上有何差别？装置的热效率有何区别？
答：原方案：循环吸热量：t cm Q ∆=1
循环功量：()()][1243h h h h m w w w c T net ---=-=
题中方案：循环吸热量：t cm t cm t cm Q B A ∆=∆+∆='1 （1）
循环净功：()43'h h m w B net -= （2）
对于此方案，m A (h 3-h 4)=m(h 2-h 1) （3） 由（1）（2）（3）可以得到()()[]1243'h h h h m w net ---=
所以这两种方案的循环吸热量和循环净功均相等，因此它们的热力学效果和热效率均相等。
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