整理某公路工程节能篇章

某公路工程节能篇章

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化工热力学阶段3练习题(答案)

——热力学第一、第二定律及其工程应用部分

一、基本概念题

1．理想气体流过节流阀，其参数变化为。

(A)⊿T＝0, ⊿S＝0(B)⊿T＝0, ⊿S＞0

(C)⊿T ≠ 0, ⊿S＞0(D)⊿T＝0, ⊿S＜0

答案：(B)。系统工质经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故该系统不能与外界交换能量。

2．①孤立系统的熵永远增加。

②在绝热的条件下，趋向平衡的过程中，系统的熵增加。

③孤立系统的熵永不减少。

④可用系统的熵函数的增加或不变来判断过程是否可逆。

上述表述中全部错误的是____________。

(A)①，④(B)②，④(C)②，③(D)①，②

答案：A。①孤立系统的自发过程向着熵值增大的方向进行，直到系统的熵具有极大值（d S = 0）时达到平衡态。④熵增原理必须在孤立系统或绝热系统中应用。3．在△H＋g△Z＋0.5△u2=Q+W s中，如果u的单位用，则H的单位为:

(A)(B)(C)(D)

答案：( C )

4. 蒸汽压缩制冷循环过程中，制冷剂蒸发吸收的热量一定_______制冷剂冷却和冷凝放出的热量。

(A)大于(B)等于(C)小于(D)说不清

答案：(C)

5. 某蒸汽压缩制冷过程，制冷剂在250K吸收热量Q L，在300K放出热量-Q H，压缩和膨胀过程是绝热的，向制冷机输入的功为W s，判断下列问题的性质是：A可逆的；

B 不可逆的；

C 不可能的

(1) Q L =2000kJ W s=400kJ

(A)

，该制冷过程是A可逆的

(2) Q L=1000kJ Q H=－1500kJ

(B)

，该制冷过程是B不可逆的

(3) W s=100kJ Q H=－700kJ

(C)

，该制冷过程是C不可能的。

6. 卡诺制冷循环的制冷系数与__________有关。

(A)制冷剂的性质(B)制冷剂的工作温度

(C)制冷剂的循环速率(D)压缩机的功率

答案：( B )

二、是非题

1．系统熵增加的过程必为不可逆过程。( )

答案：错

2．绝热过程必是定熵过程。( )

答案：错

3. 热温熵即过程的熵变。( )

答案：错。过程熵变的定义为，即可逆过程的热温商才是熵变。

4．对一个绝热不可逆过程，是否可设计一个绝热可逆过程来计算其熵变化？( )答案：否。绝热不可逆过程是自发过程，而绝热可逆过程是平衡过程，两者不能替代。但是对一个不可逆过程的熵变，可以设计一系列可逆过程来计算有相同初、终态的过程熵变。

5. 不可逆过程一定是自发的，自发过程一定是不可逆的。( )

答案：否。自发过程一定是不可逆的，但不可逆过程不一定是自发的。例如：

理想气体的等外压压缩就不是自发过程，但是不可逆过程。

6. 功可以全部转变成热，但热一定不能全部转化为功。( )

答案：否。功可以自发地全部变为热，热也可以全部转化为功，但一定会引起其他变化。例如，理想气体等温膨胀是ΔT=0；ΔU=0，Q=W，热全部转化为功，但系统的体积变大了，压力变小了。

7. 无论流体的温度高于或低于环境温度，其有效能均为正。( )

答案：对。根据热力学原理，一切不平衡状态均走向平衡，可以作功。因此所有偏离环境温度的状态应具有正的有效能。

三、计算和分析题

1．某封闭系统经历一可逆过程，系统所作的功和排出的热量为100kJ和45kJ。问系统的熵变：(A) 为正；(B) 为负；(C) 可正可负

解：由热力学第二定律可知。因可逆过程，则；又，所以，选择(B)

2．某封闭系统经历一不可逆过程，系统所作的功和排出的热量分别为100kJ和45kJ。问系统的熵变：(A)为正；(B)为负；(C)可正可负

解：由热力学第二定律可知。因不可逆过程，则；又，

所以要视和相对大小而定。若，则；若

，则，选择(C)

3．某流体在稳流装置内经历一个不可逆绝热过程，所产生的功为24kJ，试问流体的熵变：(A)为正；(B)为负；(C)可正可负

解：由热力学第二定律可知。因绝热过程，，则；又不可逆过程，；又功源对总熵变无影响，所以，选择(A)。4．某流体在稳流装置内经历一个不可逆过程，加给装置的功为25kJ，从此装置带走的热量(即流体吸热)为10kJ，试问流体的熵变：(A)为正；(B)为负；(C)可正可负。解：由热力学第二定律可知。因吸热过程，，则；又不可逆过程，；又功源对总熵变无影响，所以，选

择(A)。

5. 试算在稳定流动过程中温度为813K，压力为5.0MPa的1 kmol 所能给出的理想功为多少？假设为理想气体，取环境温度288K，环境压力0.1MPa。的摩尔等压热容，。

解：

6．某厂有一输送℃热水的管道，由于保温不良，到使用单位时，水温已降至70℃。试求水温降低过程的热损失与损耗功，设大气温度为25℃，已知水的热容

。

解：取1mol水作为计算基准，则根据热力学第一定律：，℃，℃根据热力学第二定律有：，即：

7 有一逆流换热器，利用废气加热空气。空气从0.1MPa、20℃的状态被加热到125℃，空气的流量力1.5。而废气从0.13MPa、250℃的状态冷却到95℃；空气的等压热容为1.04，废气的等压热容为0.84。假定空气与废气通过换热器的压力与动能变化可忽略不计，忽略换热器与环境热量交换，环境状态为