工程热力学复习
工程热力学复习题
一、名词解释
定值比热容：对于理想气体在较低温的范围内，比热容受温度的影响可以忽略，比热容仅与气体原子结构有关，称作定值比热容。
理想气体：理想气体是一种实际上不存在的假想气体，其分子是些弹性的、不具体积的质点，
分子间相互没有作用力。
可逆过程：热力系在完成一个过程后，工质若能沿原路线返回原状态，并且使外界不留下任何痕迹的过程称作可逆过程。
熵产：热力系发生不可逆变化时，由于不可逆因素而产生的熵的变化称作熵产。
热量的作功能力损失:热量在传递和转换中，由于不可逆因素的影响使原本能转换
为功的部分退化为环境状态下的无用能的部分称作热量的作功能力损失I 。
孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统。
喷管：使得气流速度提高，压力降低截面变化的管道称作喷管。
喷管的临界状态：喷管气流流速达到声速时的状态称作临界状态。
相对湿度：湿空气中水蒸气的分压力v p 与同一温度、同样总压力的饱和湿空气中水蒸气分压
力()s p t 的比值，称为相对湿度?。
二、单项选择题
1. 绝热压缩时，若工质初态相同，终态压力相同，不可逆过程的2v 与可逆过程的s v 2关系为 A 。
A.s v v 22>
B. 2v s v 2?
C.2v s v 2=
D.不能确定
2. 由气体参数恒定的干管向一绝热真空刚性容器内充入该种理想气体，充气后容器内的温度与干管内气体温度相比，其温度 B 。
A. 保持不变
B. 升高
C.降低
D.无法确定
3. 由卡诺定理可知，所有可逆热机的热效率 D 。
A.均相等
B.均为1
21T T t -=η Ｃ.121T T t -=η121q q -? D.两个热源时均为1
21T T t -=η 4.任何理想气体热力过程中，焓变化量均可表示为 A 。
A.21p c dT ?
B.q －w
C.2
1V c dT ? D.△h －pv 5．可逆定温过程由于温度不变，理想气体与外界的热量交换 B 。
A.零
B.s T ?
C.2212v p v p n T R g
D. 2
1v v n R g 8. 技术功21h h w t -=计算式使用时，适用于 C 。
A ．理想气体 B.水蒸气 C ．任何工质的绝热过程 D.任何工质的定压过程
9. 如图所示，循环1-2-3-1，其中1-2为定温，2-3为绝热，3-1为不可逆的绝热过程，
则此循环 B 。
A.违背热力学第一定律
B.单一热源循环不能工作
C.13101T T q w t -?=η
D.1
21T T t -=η 10. 热力系吸热对外作功则温度 D 。
A.一定上升
B.一定下降
C.温度不变
D.变化取决于Q 、W
11.水蒸气经过绝热节流后 B 。
A.焓值增大，压力升高
B.焓值不变，熵增大；
C.熵减小，压力下降
D.熵不变，压力升高
12.pdv dT c q v -=δ适用于 D 过程。
A ．任何工质的不可逆
B ．任何工质的可逆
C ．理想气体的任何
D ．理想气体的可逆
13. 欲使入口为亚声速的气流增速至超声速流动范围时应该使用 D 。
A.渐缩管
B.渐放管
C.等径管道
D.缩放管
14.对蒸汽动力循环改进，采用再热的主要目的是为了 C 。
A.提高循环的初参数
B.降低循环的终参数
C.提高排汽的干度
D.减少循环蒸汽量
15. 在p-V 图上有一理想气体进行两个任意热力过程a-b 和a-c ，已知b 点和c 点位于同一
条定温线，但b c p p >，两个过程的热力学能变化量大小为 C 。
A ．ab ac u u ?>?
B ．ab ac u u ?
C ．ab ac u u ?=?
D ．无法比较
16． A 可以在朗肯循环中提高汽轮机排汽的干度。
A ．提高初温
B ．提高初压
C ．降低排汽压力
D ．采用回热
17．下列说法中正确的是 B 。
A ．气体吸热时热力学能一定增加。
B ．气体被压缩时一定消耗外功。
C ．气体一定要吸收热量后才能对外做功。
D ．气体进行膨胀时必须对其进行加热。
18．理想气体从初态1经历一绝热压缩过程到达终态2，该过程的热力学能变化量为
A 。
A ．21V c dT ?
B ．2
1p c dT ? C ．t q w - D ．h pv - 19．水蒸气经过绝热节流后 D 。
A ．熵减小，压力下降
B ． 熵不变，压力升高
C ．焓值增大，压力升高
D ．焓值不变，压力下降
20．随着压力的升高，水的汽化潜热将 D 。
A ．增大
B ．减小
C ．不变
D ．先增加后减小
21．对蒸气动力循环改进，采用回热的主要目的是为了 C 。
A ．提高排汽的干度
B ．降低工质的平均放热温度
C ．提高工质的平均吸热温度
D ．降低排汽的干度
22. 某容器工质压力低于环境压力，当工作中疏忽漏入气体，则容器上
安装的压力监视仪表读数 B 。
A 将升高； B. 将降低； C.将不变； D.并不能反映该变化。
23．绝热节流过程为 D 过程。
A ．定焓
B ．定温
C ．可逆
D ．不可逆
24．欲使入口为亚声速的气流增速至超声速应该使用 D 。
A ．渐缩管
B ．渐放管
C ．等径管道
D ．缩放管
25．不可逆循环进行的结果是使 D 。
A ．??0ds
B ．??0ds
C ．：0??
T q δ D ．?=0ds
三、判断题
1.气体吸热后，其熵一定增大； （ √ ）
2.气体吸热后温度一定升高； （ × ）
3.气体吸热后热力学能一定升高； （ × ）
4.含湿量大的湿空气相对湿度高； （ × ）
5.气体压缩时一定耗功 （ √ ）
四、简答题
1．循环分析中为什么循环净功等于循环净热，它们在T-s图、p-v图上是怎么表示的？δ，循环中状态参数的变化量为零，则有δ? ，即循环中热量的代数和等于交换的功的代数和。2. 闭口系经历可逆和不可逆两个过程，从同一起点出发，若到达某一相同的终态点，问这两个过程的熵流是否相等？试分析之。答：当初终状态一定时，其过程中的熵变化量相同，不可逆可逆s?=?s，f s s?=?可逆，而g f s s?+?=?s不可逆所以不可逆过程的熵流小于可逆过程的熵流。3.简要说明热量、功、热力学能的区别与联系。答：热量是热力系与外界由于温度不同而传递的能量；功是热力系与外界由于压力不同而传递的能量；热力学能是热力系内工质由于热运动而具有的能量；热量与功都是过程量，取决于所经历的过程；热力学能是状态参数，取决于所处的状态；传热不需要宏观的相对位移；作功必然伴随有宏观的相对运动。4．简要说明膨胀功、推动功、轴功和技术功四者之间有何联系和区别？请在p-V图上表示膨胀功和技术功的大小。答：膨胀功（w）是工质体积变化产生的功，是热能转换的基本功。推动功（pv）是工质在流动过程中所传递的功。膨胀功和推动功的代数和为技术功（w t），它是工程上可以利用的功量。轴功（w s）是指从机器轴端输出的有用功，它等于技术与流动工质的动、位能变化量的代数和，即21221121211()()()2t t s w w p v p v w c c g z z w=--=-+-+p-V图上过程线在V轴上的投影面积可表示膨胀功的大小，过程线在p轴上的投影面积可表示技术功的大小。5.卡诺循环由哪几个过程的组成？由该循环热效率计算公式可得到哪些结论？答：卡诺循环组成：可逆定温吸热，可逆绝热膨胀，可逆定温放热，可逆绝热压缩。其热效率计算公式为：121T T-=η
答：由热力学第一定律可知，
q
由该公式可得到下列结论：
1）卡诺循环的热效率仅取决于高温热源的温度和低温热源的温度，与工质的性质无关，高温
热源的温度愈高，低温热源的温度愈低，循环热效率愈高；
2）卡诺循环的热效率只能小于1，不能等于1，更不能大于1，因为2T 不会等于0，1T 不会为
无穷大；
3）21T T =时循环热效率等于0，即从单一热源吸热而源源不断地对外作功的循环发动机不存
在。
6．试在T-s 图上把理想气体两状态间热力学能及焓的变化表示出来。
答：1）理想气体热力学能、焓是温度的单值函数，则有v v v q Tds t c u ==?=??2
1
同理，有p p p q Tds t c h ==?=??21
2）
7．请简述熵增原理的实质。
答：熵增原理的实质： 1 ） 阐明了实际过程具有方向性，即实际的热力过程总是朝着
使系统总熵增大的方向进行，即0iso dS >。 2 ）指出热过程进行的限度，即随着过程进行，系统内部由不平衡向平衡发展，总熵增大，当孤立系统总熵达到 最大值时过程停止进行，
系统达到相应的平衡状态，这是时0iso dS =。 3）揭示了热过程进行的条件，即系统熵的减小
必然伴随着其余系统熵的增加。
8．1㎏某种理想气体从同一初态1出发，分别经过可逆、不可逆绝热膨胀达到同一终压，将
此可逆、不可逆过程表示在同一张T-s 图上，且说明可逆、不可逆过程相对位置的理由。
答：当初状态相同，经可逆、不可逆过程达到同一终压状态，如图所示，其参数特点：
,,'2'22'2T T s s >>由于不可逆摩擦产生的热不能外传，被系统内工质吸收，从而熵增大，
工质温度升高。
9“处于沸腾状态的水总是烫手的”这种说法是否正确？试根据热力学知识解释之。
答：这种说法是错的。水的沸腾状态就是其饱和状态，饱和温度与饱和压力是单值函数关
系，当压力很低的沸腾状态对应的温度也将很低，例如：青藏高原大气压力很低，70－80℃
水就沸腾但不烫手。只有压力较高对应的温度较高才可能烫手。
“过热水蒸气的温度是否一定很高？未饱和水是否一定很低？为什么？
答：水的沸腾状态就是其饱和状态，饱和温度与饱和压力是单值函数关系，当压力很低的
状态对应的饱和温度也将很低，只要工质温度高于其饱和温度就是过热蒸汽；同理，当压
力很高的状态对应的饱和温度也将很高，而工质的温度低于其饱和温度就是未饱和水，所
以这种说法是错的。
10．朗肯循环热效率低主要是什么原因？试结合循环的T-s 图分析之。
答：朗肯循环热效率低下的原因：1）未饱和水低温预热段造成循环平均吸热温度太低；2）
排入凝汽器中的热量太多，冷源损失大。
11．蒸汽参数对蒸汽动力循环有什么影响？分别将引什么趋势的变化？
答：影响蒸汽动力循环的参数有211,,p t p 。当循环中提高进气压力1p ，其他参数保持不动时，会使得排气干度下降，平均吸热温度提高，循环效率提高，但对汽轮机组安全运行不利；当
循环中提高进气温度1t ，其他参数保持不动时，会使得排气干度升高，平均吸热温度提高，
循环效率提高，但是工质温度的提高要求锅炉使用的金属材料的耐热温度提高，所以温度的
提高也是受限的；当循环中降低排气压力2p ，其他参数保持不动时，会使得循环平均放热温
度降低，循环净功增大，循环效率大幅提高，但排气压力降低受环境温度限制。
12．蒸汽动力循环若改变其初参数将会使得循环发生变化，试分析当初温提高，初
压、终压保持不变时的循环特点，同时绘制水蒸气T-S 图加以分析。
答：蒸汽动力循环若保持初压、终压不变，改变其初温t 1，若提高t 1将使得循环在更高的
过热温度下进入汽轮机，使得循环的平均吸热温度提高1-T ，排汽干度值2x 上升，循
环热效率t η提高。
13．在喷管流动分析时是如何应用2(1)f f
dc dA Ma A c =-来分析喷管截面的变化规律？ 答：由管道流动的特征方程2(1)f f
dc dA Ma A c =-可知，喷管截面的变化规律为： 1）当1Ma <，气流在喷管中为亚声速流动，0dA <，气体截面收缩，喷管截面为渐缩型。
2）当1Ma >，气流在喷管中为超声速流动，0dA >，气体截面扩张，喷管截面为渐扩型。
3）如果工质在喷管内从亚声速连续增加至超声速，则气体从1Ma <连续加速到1Ma >，所以
喷管截面先缩小后扩大成缩放型，中间有一最小截面，称为临界截面，此处1Ma =。
14.计算喷管流速时，若存在摩阻时仍然可以采用)(2212h h c f -=公式，那么摩阻损耗
表现在哪里？有摩阻时的膨胀终状态焓是如何确定的？绘制分析过程的h-s 图。设? 为已
知值。
答：喷管流速计算公式)(2212h h c f -=是由热力学第一定律能量方程推得，故适用于喷管
流速计算的任何情况。当有摩阻损失，由于热力系与外界绝热，工质膨胀至p 2时焓降升为'2h 。
计算存在摩阻的流速时只需将'2h 替代2h 即可。
)(12122'2h h h h --+=）（?
15．何谓喷管的临界状态？喷管的临界流速与哪些因素有关？试分析之。
答：喷管中的气流速度达到声速时对应的状态就是临界状态。喷管的临界流速与工质的种类有关，与喷管入口状态有关，111
2v p c c fcr +==κκ，当气体k 值一定，入口状态一定，什么时候达到声速即确定了。
16．简要说明未饱和湿空气所含的水蒸气处于何状态？
答：处于过热蒸气状态。因为未饱和湿空气是指湿空气中还能吸收水分，水蒸气还没有达到
饱和，此时水蒸气的分压力还未达到所对应温度下的饱和压力。
17．已知湿空气由未饱和状态，经一分压力不变的过程达到饱和状态，试分析图中经历的1、
2、3状态点的相对湿度、含湿量、露点温度的相对大小并绘制相应的T-s 图。 答：由题意可知，当湿空气中水蒸气分压力相等，各状态点对应的饱和温度相等，露点温
度都一样，1，2，3点温度如图所示，其对应的饱和压力321s s s p p p >>，因此有
321321;d d d ==<
18．如图所示，湿空气中水蒸气的T-s 图，A 、B 两点在同一条等压线上，试在图上标出两
点对应的湿空气露点温度；A 、B 两点温度对应下的饱和压力；该两点的湿空气温度是否相
同？
答：由题意可知，当湿空气中水蒸气分压力相等，各状态点对应的饱和温度相等，露点温
度都一样，如图所示，其对应的饱和压力sB sA p p >，因此有 B A T T >。
五、绘图题
1．在p-v 图、T-s 图上，表示出下列过程：
1）工质膨胀、放热且降温；
2）工质压缩、降温且降压。
2.下面给出了多变过程1-2,1-3，请在空白的p-v 图、T-s 图上补全相应的曲线。要求：1）在图中标注出四个基本热力过程的多变指数n ；
2）说明各过程中工质是膨胀还是压缩，吸热还是放热，升温还是降温。
1）1-2过程为放热、升温、压缩、升压。
2）1-3过程为吸热、升温、膨胀、降压。
3．何谓循环的平均吸热温度、平均放热温度？以朗肯循环为例，在T-s 图上表达解释之。
（热动、集控、核电专业必做题） 答：当循环吸热、放热过程不是定温时，为了分析方便可以将吸热、放热曲线下所围面积折合为定温过程，此时的温度即为平均吸热、放热温度，222111,s q T s q T ?=?=--
。
4．现有两状态不同的湿空气，但其水蒸气分压力相等vB vA p p =，A 状态的湿空气温度高于B 状态的，即B A T T >，请分析比较两状态相对湿度的大小，并绘制湿空气的T-s 图。
（暖通、制冷专业必做题）
答：1）湿空气的相对湿度s
v p p =?，当湿空气温度不同时对应的饱和压力s p 不同，B A T T > sB sA p p >则sB
v B sA v A p p p p =<=
??。 2）
五、计算题
1. 3㎏某种理想气体在刚性容器中定容吸热360kJ ，容器上装有搅拌器，同时输入搅拌功440kJ ，若过程中气体的平均比热容kJ/(kg.k)114.1=p c ，kJ/(kg.k)924.0=v c ，已知初态温度2801=t ℃。试求：1）容器中气体的终态温度；2）过程中气体的S H U ???,,。 解：1）由kJ 800440360=+=?=+=U W Q Q s v
C t mc U t t t mc U v v ?=+?=+?=-=?6.568280924
.03800)
(1212 2）kJ 800=?U
kJ 5.964)2806.568(114.13)(12=-??=-=?t t mc H p
kJ/kg 164.1273
2802736.568ln 924.03ln 12=++?==?T T mc S v 2．某闭口系经历一过程使得熵变化=-12s s 35kJ/(kg.K)，该过程是个吸热过程，工质从300K 热源获得热量6000kJ/kg ，试问：
1）此过程是可逆、不可逆、还是不可能发生的过程？
2) 分析该过程工质的熵流、熵产分别为多少？
解：1）若过程是可逆的话该吸热过程熵的变化f s s ?=?即为熵流
(kJ/kg.K)20300
6000===?T q s ； 该过程kJ/(kg.K)20kJ/(kg.K)35'=?>=?s s ，过程为不可逆过程。
2）kJ/(kg.K)152035'=-=?-?=?s s s g ，20/(.)f s s kJ kg K ?=?=
3．某理想气体吸收3349kJ 的热量作定压变化。设该理想气体定容比热v c =0.741 kJ/(kg.K)，气体常数为 g R =297 J/(kg.K) ，求气体对外作的功及热力学能的改变量。 解：1）由21()3349kJ p m p Q q c t t =-=
210.7410.297
3349()3226.400.7410.297p v g p
m p c c R Q q t t c =+=+-===+ 2）kJ 24.95840.3226297.0)(12=?=-=t t R q W g m p
3） 3）kJ 76.239040.3226741.0)(12=?=-=?t t c q U v m
4．1kg 空气，111,900p MPa T K ==，绝热膨胀到20.1p MPa =。设定容比热容为
718/()
v c J k g K =?，绝热指数 1.4κ=。求空气的热力学能的改变量U ?和焓变化量H ?。解：0.412 1.42110.1()()900466.151
p T T K p κκ-==?= 21()718(466.15900)311.504v U c T T kJ ?=-=?-=- p
p v v c c c c γκκ==?=
2121()() 1.4(311.504)436.106p v H c T T c T T U kJ κκ?=-=-=?=?-=-
5.某仪表测试系统需要恒定温度的气流掠过，采取下列措施实现，用换热器将压力为101kPa 流量为0.5kg/s 的空气从24℃冷却到10℃，再与0.2kg/s 、30℃，压力同为101kPa 的空气流混合进入风管掠过仪表，求冷却器的散热率kJ/s 和风管内的气流温度。
解：1）取冷却器为开口系
KW s kJ T T c q h h q Q p m m 03.7/03.7)1024(004.15.0)()(211211==-?=-=-=
2）取混合器为开口系
12423
442233
223322334423
4;0.52830.2303252.6320.50.50.2m m m m m m m m m m m m m m m q q q q q q h q h q h q h q h q h q h h q q q T K C ==+=+++==+?+?=
==-?+
6．已知一可逆热机有3个热源，温度分别为207℃，107℃，87℃，当热机从207℃的热源吸入1296kJ 的热量时，对外输出净功232kJ ，求：
1）其它2个热源的热量，并确定方向；2）热机的热效率。
解：根据热力学第一定律，得 123Q Q Q W
++= 根据熵增原理，且为可逆过程，3121230Q Q Q T T T ++= 得
11231296,207273480,107273380,87273360Q kJ T K T K T K ==+==+==+=
得 21748Q kJ =-（放热） 3684Q kJ =（吸热）
4）1323211.7%1296684
W Q Q η===++ 7. 高温热源温度为800K ，工质温度为300K ，从高温热源向工质传热500kJ 。试求：
1）温差传热引起的熵产；2）过程中不可逆性使热量的作功能力损失了多少？（环境温度为27℃ ）3）绘制该过程的T-s 图。 （比热为定值，环境温度为27℃。）
解：1）温差传热引起的熵产，取热源、工质为孤立系
热源的熵变化 kJ/K 625.0800
500-=-=-=?r r T Q S 工质的熵变化 kJ/K 667.1300
500=+=+=?q q T Q S kJ/K 042.1667.1625.0=+-=?iso S
kJ 6.312042.13000=?=?=iso S T I
8. 若从温度为253K 的低温热源将419000kJ/h 的热量排向温度为17℃的环境大气。试求
1）理想情况下制冷机需要消耗的功率；
2）每秒排向大气的热量；
3）若工质为理想气体，将逆向循环表示在T-s 图上。
解：1）理想情况的逆循环即为逆卡诺循环 kW 12.173600
8.64190008.6253)27317(253200
2
212=?==
==-+=-=
εεεQ W W Q T T T 2）kJ/s 51.13312.173600
419000021=+=+=W Q Q 3）
9.空气进入一渐缩型喷管，已知喷管进口的参数450,5MPa 11==t p ℃，问
1）气体在喷管中膨胀可能达到的最低压力为多少?
2）若外部空间压力为1.5MPa ，试确定喷管的出口的状态参数及气体出口流速；
3）若出口截面为20mm 2求每秒钟流过的气体流量为多大？。
解：1）空气在渐缩喷管内能够达到的最低膨胀压力为临界压力
MPa 64.2528.051=?==cr cr p p υ
2）当MPa 64.2,MPa 5.12==<=cr cr b p p p p 出口压力为临界压力时
C K p p T T cr cr ?==+==--4.3294.602)528.0)(273450()(1
111κκκκ m/s 4921000)4.329450(004.12)(212=?-?=-=cr cr h h c
3）/kg m 0655.01064.24.602287362=??==cr g cr p T
R v
6max 20104920.15kg/s 0.0655
m m q q -??=== 10. 渐缩型的喷管进口为压力2.5MPa ，温度400℃的水蒸气，试确定该喷管可能达到的最大出口流速；若出口截面为10cm 2则可通过的最大流量。
解：1）MPa,365.1546.05.2=?=cr p 渐缩喷管可能达到的最低压力为MPa,365.12==cr p p 因此流速达到声速；
2）查得参数：/kg m 20.0kJ/kg,3055 kJ/kg,5.32373cr 21====v h h h cr 允许有误差
m/s 6041000)30555.3237(12=?-=-==cr cr h h c c
3）kg/s 02.320
.06041010-42=??===cr cr cr m v c A q q 3．水蒸气进入一渐缩喷管，已知喷管进口的蒸气参数115,450p MPa t C ==?，求： 1）水蒸气在喷管中膨胀可能达到的最低压力为多少？ 2）若外部空间压力为1.5MPa ，试确定喷管的出口流速；3）若喷管工作时间长了出口处有磨损，在出口处截去一小段，其它条件不变，出口流速为多大？试分析之。
解：1）蒸汽在渐缩喷管内能够达到的最低膨胀压力为临界压力
150.546 2.73cr cr p p v MPa ==?=
2）当 1.5b cr p MPa p =<时，出口压力为临界压力2 2.73cr p p MPa ==
123315/,3134/cr h kJ kg h h kJ kg ===
212()2(33153134)1000600/cr cr c h h m s =-=-?=
3）由于进出口状态参数不变，截去一小段后，由于背压低于临界压力在出口处仍处于临界状态，出口流速仍为临界速度。
11.水蒸气进入一渐缩喷管，已知喷管进口的蒸气参数450MPa,511==t p ℃，喷管外部空间压力为1.5MPa ，试确定：
1)喷管的临界压力；
2)喷管的流速；
3）在h-s 图上绘制喷管中蒸汽的膨胀过程。
解：1）蒸汽在渐缩喷管内能够达到的最低膨胀压力为临界压力
MPa 73.2546.051=?==cr cr p p υ
2）当MPa 73.2,MPa 5.12==<=cr cr b p p p p 出口压力为临界压力时 m/s
6001000)31343315(2)(2kJ/kg 3134kJ/kg,33151221=?-=-====cr cr cr h h c h h h 3) h-s 图
12．某渐缩喷管出口截面面积10cm 2，喷管进口的空气压力2MPa ，温度127℃，出口处背压为1.5MPa ，若空气可作为理想气体，比热容取定值，且p c =1.004)K kJ/(kg ?，试确
定： 1)喷管出口的压力、温度、比体积；
2)喷管出口的流速、流量。
解：1）MPa p MPa p p b cr cr 5.1056.12528.01=<=?==ν
MPa p 5.12= 出口速度为亚声速
2）K T p p T 4.368)273127()25.1()(4.114.111122=+?==--κκ kg m p RgT v /0705.010
5.14.36810287.0363222=???== s m T T c c p f /89.251]4.368)273127[(10042][2212=-+?=-=
s kg v c A q f m /57.30705
.089.2511010422
2=??==- 13.某蒸气机组采用朗肯循环，锅炉过热蒸气压力5MPa 、温度500℃，经过主汽阀节流后获得4.5MPa 的过热蒸气，然后进入汽轮机绝热膨胀作功，汽轮机排汽压力为0.005MPa ，若考虑水泵耗功。（已知g h kJ/k 77.137'2=）
1) 绘制朗肯循环的T -S 图；
2) 在h -s 图上表示出蒸汽在主汽阀处的节流、汽轮机内绝热膨胀作功的过程；
3) 求该循环每千克工质的吸热量、循环净功和循环的热效率。
解：
2）
3）查循环蒸汽参数
g h h h g h h kJ/k 2.3432,kJ/kg 77.137,kJ/k 2136,kJ/kg 2.34321'1'221=====
g p p h h kJ/k 765.14210)005.05(001.077.137)(001.0321'24=?-+=-+=
kJ/kg 435.3289765.1422.3432411=-=-=h h q
kJ/kg
205.1291995.42.1296kJ/kg 995.410)005.05(001
.0kJ/kg
2.129621362.3432032'1=-==?-==-=-=w w h h w p T %25.393925.0435
.3289205.129110≈===q w t η 14．某朗肯循环，新蒸汽是5MPa 、500℃的过热蒸气，进入汽轮机绝热膨胀作功，汽轮机排
汽压力为0.005MPa 。（排汽压力下的饱和水焓kJ/kg 77.137'2=h ）
1)画出循环的T-S 图；2)求该循环每kg 工质的吸热量、循环净功；
3)循环的热效率、汽耗率、热耗率。
解：1）T-S 图
2）确定参数，计算能量交换（查图）
kg kJ h t p /2.3432,111=→， )/(9735
.61kgK kJ s = 82.0,/2.2126,22122==→=x kg kJ h s s p
kg kJ h /72.1373=5.142)(001.021'2
4=-+=p p h h kJ/kg 2）=-=411h h q 3432.2-142.5=3289.7 kJ/kg
=-=21h h w net 3432.2-2126.2=1306 kJ/kg
3）397.07
.328913061===q w net t η
k W .h /kJ 9068397.036003600kW.h /kg 756.21306
36003600t 00======t q w d η
15．某蒸汽机组实行朗肯循环，新蒸汽是5MPa 、500℃的过热蒸气，经过进汽阀节流后获得4.5MPa 的过热蒸气，然后进入汽轮机绝热膨胀作功，汽轮机排汽压力为0.005MPa ，忽略水泵耗功。1)画出循环的T-S 图；
2)在h-s 图上表示出蒸汽在进汽阀处的节流、汽轮机内绝热膨胀作功的过程；3)求该循环每kg 工质的吸热量、循环净功，循环的热效率。
解：1)T-s 图
2) h-s 图
3）蒸汽参数确定
kJ/kg 77.137,kJ/kg 2.3432'2431====h h h h kg kJ h x /44.2124
82.022==， 4）吸热量、循环功、热效率
kJ/kg 48.329472.1372.3432311=-=-=h h q
kJ/kg 76.130744.21242.34322'10=-=-==h h w w T
%69.393969.048
.329476.130710≈===q w t η 16．某太阳能蒸气机组，新蒸气是2.1Mpa 的干饱和蒸气，经过进汽阀节流后获得2.0MPa 的过热蒸气，然后进入汽轮机绝热膨胀作功，汽轮机排汽压力为0.05MPa ，若忽略泵功，求该循环的热效率；画出循环的T-S 图；在h-s 图上表示出蒸汽在进汽阀处的节流、汽轮机
内绝热膨胀作功的过程。（已知kJ/kg 76.338'2=h ）
解：1）循环的热效率
循环参数：1'111),kJ/(kg.K 3218.6s kJ/kg,2800h h h ===
（参数可以直接查h-s 图，数据允许有一定的误差。）
kJ/kg 22002=h
%38.2424338.076
.338280022002800'212110==--=--==h h h h q w t η 2）T-S 图
3）h-s 图
17．某压缩蒸气制冷循环用氨作制冷剂，制冷量为106kJ/h ，冷凝器出口氨饱和液的温度为
27℃，节流后的温度为-13℃。试求：
1）单位质量制冷量； 2）制冷剂流量；
3）压缩机耗功率； 4）冷凝器热负荷；
5）循环的制冷系数。
解：1）查压焓图，得：
h 1=1570kJ/kg 、h 2=1770kJ/kg 、h 3=h 4=450kJ/kg
2）单位质量制冷量
q 0= h 1- h 4=1570-450=1120 kJ/kg
3）制冷剂流量
q m =Q 0/ q 0=106/1120=892.9kg/h=0.248kg/s
4）压缩机耗功率
P c =q m w c =q m (h 2 –h 1 )=0.248(1770-1570)=49.6 kW
5)冷凝器热负荷
q c = q m (h 2-h 3)=0.248(1770-450)=327.4kW
6)制冷系数
ε= q 0/ w c =1120/（1770-1570）=5.6
18. 某房间采用氨蒸汽压缩制热循环，制冷剂冷凝温度30℃，环境温度（蒸发）-20℃。试求：1）绘出循环的T-s 图；2）循环制冷量；3）循环放热量；4）循环净功；
5）热泵系数；6）若房间每小时需热量60000kJ ，则热泵所需耗功率。 解：1）T -S 图
查氨的压焓图，得 h 1=1430 kJ/kg h 2=1700 kJ/kg h 3=340kJ/kg
h 4=h 3=340 kJ/kg
2）循环制冷量：412h h q -==1430-340=1090 kJ/kg
3）循环放热量：321h h q -==1700-340=1360 kJ/kg
4）循环净功：21q q w net -==1360-1090=270 kJ/kg
5）热泵系数：270
13601==net w q ζ= 5.03 6）03
.5360060000360060000?==ζP = 3.3 kW 19．某50m 3的房间内空气t 1=30℃、φ=60%，等压冷却到t 2=10℃。已知p b =0.1013MPa ，求：
1）初态时d 1、h 1 H ；2）当冷却到2状态时产生的凝结水量Δm ；3）冷却过程中的放热量Q 。
（已知p s1=4241Pa ， p s2=1227Pa ，t d1=21.38℃ ）（湿空气h -d 图见附图） 解： 1）初态确定
p v1=φ1 p s1=0.6×4241=2544.6Pa
d 1=0.622p v /p -p v =0.622×2544.6/0.1013×106-2544.6=0.016kg/kg(a)
p a1=p b -p v1=98755.4 Pa
初态时干空气的质量
m a =p a1V /R g,a T 1=56.78kg
h 1=1.005t 1+d 1（2501+1.86t 1）=71.06kJ/kg (a)
H = m a h 1=4034.8kJ
2)由于t 2小于t d ，所以p v2=p s2=1227Pa
d 2=0.622p v2/p -p v2=0.622×1227/0.1013×106-1227=0.0763kg/kg(a)
Δm= m a （d 1-d 2）=0.4785kg
h 2=1.005t 2+d 2（2501+1.86t 2）=29.27kJ/kg(a)
7）3)Q =m a (h 2-h 1)= - 2372.58kJ
20.某制冷机采用氟利昂134a 为制冷剂，已知冷凝器出口温度为40c ?，蒸发器的温度为－20c ?，求压缩1千克制冷剂压缩机消耗的功；其在循环中的制冷量以及制冷系数；画出制冷循环的T-s 图、lgp-h 图。
解：1）查压焓图
34213 427kJ/kg, kJ/kg,387 kJ/kg,260h h h h h ====
2)kJ/kg 40387427120=-=-=h h w
17.340127kJ/kg
127260387041====-=-=w q h h q c c ε
工程热力学复习题
各位同学：以下为《工程热力学B》复习题，如有问题，请到办公室答疑。第一章基本概念 1.如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变。（错） 2.压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。( 错 ) 3.由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。（错） 4.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。( 对 ) 5. 比体积v是广延状态参数。( 对 ) 6. 孤立系的热力状态不能发生变化。（错） 7. 用压力表可以直接读出绝对压力值。（错） 8. 处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（错） 9. 热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。（对） 10. 可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。（对） 11.经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。（错） 12. 物质的温度越高，则所具有的热量越多。（错） 1.能源按其有无加工、转换可分为一次能源和二次能源。 2.在火力发电厂蒸汽动力装置中，把实现热能和机械能能相互转化的工作物 质就叫做工质。 3.按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为开口系和闭口系两大类。 4.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需 2 个。 5.只有平衡状态才能用参数坐标图上的点表示，只有可逆过程才能用参数坐标图 上的连续实线表示。
6. 绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 7. 孤立系是指系统与外界既无 能量 交换也无 质量 交换的热力系。 8. 测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，容器内的绝对压力 173 kPa 。 6.热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种状态称为(平衡状态) 无关。 8.理想气体闭口系统经历一定温过程，吸热量为100J ，则它的热力学能变化量为 0 J 。 1.准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程 C 。 A 做功无压差； B 传热无温差； C 移动无摩擦； D 上述任一个都可。 2.下列说法中正确的是：1 （1）可逆过程一定是准平衡过程 （2）准平衡过程一定是可逆过程 （3）有摩擦的热力过程不可能是准平衡过程 3. 测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是因为：4 1）有气体泄露 （2）气体的热力状态发生变化 （3）大气压力发生变化 （4）以上均有可能 第二章 热力学第一定律 1.气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加； （ 错 ） 2.气体膨胀时一定对外作功； （ 错 ） 3.对工质加热，其温度反而降低是不可能的。 ( 错 ) 4.热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆（ 对 ）。
工程热力学期末复习题1答案
一、判断题： 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5．在T —S 图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ，可知理想气体的p c 为一过程量； 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道内作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。 15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20．热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21．当热源和冷源温度一定，热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变，所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体。 24．在p －v 图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。
工程热力学(1)考试复习重点总结
第一章 基本概念及定义 一、填空题 1、热量与膨胀功都是 量，热量通过 差而传递热能，膨胀功通过 差传递机械能。 2、使系统实现可逆过程的条件是：（1） ，（2） 。 3、工质的基本状态参数有 、 、 。 4、热力过程中工质比热力学能的变化量只取决于过程的___________而与过程的路经无关。 5、热力过程中热力系与外界交换的热量，不但与过程的初终状态有关，而且与_______有关。 6、温度计测温的基本原理是 。 二、判断题 1、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 2、无论过程是否可逆，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。（ ） 3、膨胀功的计算式?= 2 1 pdv w ，只能适用于可逆过程。 （ ） 4、系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下（不考虑外力场作用），宏观热力性质不随时间而变化的状态。（ ） 5、循环功越大，热效率越高。（ ） 6、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（ ） 7、系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。（ ） 8、系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。（ ） 9、孤立系统的热力状态不能发生变化。（ ） 10、经历一个不可逆过程后，系统和外界的整个系统都能恢复原来状态。（ ） 三、选择题 1、闭口系统功的计算式21u u w -=（ ）。 （A ）适用于可逆与不可逆的绝热过程 （B ）只适用于绝热自由膨胀过程 （C ）只适用于理想气体绝热过程 （D ）只适用于可逆的绝热过程 2、孤立系统是指系统与外界（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有任何能量传递与质交换 3、绝热系统与外界没有（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有功量交换
武汉大学工程热力学复习题1
工程热力学复习题 第一部分 选择题 001.绝对压力为P ，表压力为P g 真空为P v ，大气压力为P b ，根据定义应有 A ．P ＝P b - P v B ．P ＝P b - P g C ．P ＝P v -P b D ．P ＝P g - P b 002.若过程中工质的状态随时都无限接近平衡状态，则此过程可属于 A ．平衡过程 B ．静态过程 C ．可逆过程 D ．准平衡过程 003.有一过程，如使热力系从其终态沿原路径反向进行恢复至其初态，且消除了正向过程给 外界留下全部影响，则此过程属于 A ．平衡过程 B ．准静态过程 C ．可逆过程 D ．不可逆过程 004.物理量 属于过程量。 A ．压力 B ．温度 C ．内能 D ．膨胀功 005.状态参数等同于 A ．表征物理性质的物理量 B ．循环积分为零的物理量 C ．只与工质状态有关的物理量 D ．变化量只与初终态有关的物理量 006.热能转变为功的根本途径是依靠 A ．工质的吸热 B ．工质的膨胀 C ．工质的放热 D ．工质的压缩 007.可逆循环在T －s 面上所围的面积表示 A ．循环的吸热量 B ．循环的放热量 C ．循环的净功量 D ．循环的净热量 008.热力系储存能包括有 A ．内能 B ．宏观动能 C ．重力位能 D ．推动功 009.只与温度有关的物质内部的微观能量是 A ．内能 B ．内热量 C ．内位能 D ．内动能 010.构成技术功的三项能量是宏观动能增量，重力位能增量和 A ．内功 B ．推动功 C ．膨胀功 D ．压缩功 011.如图所示，工质在可逆过程1～2中所完成的技术功可以可用面积 A ．e+d B ．a+b C ．a+e D ．b+d 012.技术功W t 与膨胀功W 的关系为 A ．w t ＝w+ p 1v 1- p 2v 2. B ．w t ＝w+ p 2v 2- p 1v 1- C ．w t ＝ w+ p 1v 1 D ．w t ＝ w+ p 2v 2 013.当比热不能当作定值时，理想气体的定压比热 A ．C p ＝p T u ??? ???? B ． C p ＝p T h ??? ???? C ．C p ＝dT du D ．C p ＝dT dh 014..理想气体的定容比热C v 与比热比κ，气体常量R 的关系为C v A ． 1+κR B ．1-κκR C ．1-κR D ．1 +κκR
最新工程热力学期末复习题答案
最新工程热力学期末复习题答案 《工程热力学》练习题参考答案 第一单元 一、判断正误并说明理由： 1.给理想气体加热，其热力学能总是增加的。 错。理想气体的热力学能是温度的单值函数，如果理想气体是定温吸热，那么其热力学能不变。 1.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变 化。 错。压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。所以压力表读数发生变化可以是气体的发生了变化，也可以是大气压力发生了变化。 2.在开口系统中，当进、出口截面状态参数不变时，而单位时间内流入与流出 的质量相等，单位时间内交换的热量与功量不变，则该系统处在平衡状态。 错。系统处在稳定状态，而平衡状态要求在没有外界影响的前提下，系统在长时间内不发生任何变化。 3.热力系统经过任意可逆过程后，终态B的比容为v B大于初态A的比容v A，外 界一定获得了技术功。 错。外界获得的技术功可以是正，、零或负。 4.在朗肯循环基础上实行再热，可以提高循环热效率。 错。在郎肯循环基础上实行再热的主要好处是可以提高乏汽的干度，如果中间压力选的过低，会使热效率降低。 6．水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。 错。因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数，所以水蒸汽的定温过程中，加入的热量并不是全部用与膨胀做功，还使水蒸汽的热力学能增加。 7．余隙容积是必需的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。 对。余隙容积的存在降低了容积效率，避免了活塞和气门缸头的碰撞，保证了设备正常运转，设计压气机的时候应尽可能降低余容比。 8．内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高。 错。在循环增压比相同吸热量相同的情况下，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高；但是在循环最高压力和最高温度相同时，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率低。 9．不可逆过程工质的熵总是增加的，而可逆过程工质的熵总是不变的。 错。熵是状态参数，工质熵的变化量仅与初始和终了状态相关，而与过程可逆不可逆无关。 10．已知湿空气的压力和温度，就可以确定其状态。
哈尔滨工业大学高等工程热力学复习总结
1、例题 例1：有一容积为23 m 的气罐（内有空气，参数为1bar ，20℃）与表压力为17bar 的20℃的压缩空气管道连接，缓慢充气达到平衡（定温）。求：1.此时罐中空气的质量 2.充气过程中气罐散出的热量 3.不可逆充气引起的熵产（大气压1bar ，20℃） 解：充气前1p =1bar 1T =20℃ 质量1m ，充气后2p =0p =17bar 2T =1T =20℃ 质量 2m ①2m = 22RgT V P =1 2RgT V P ②热力学第一定律：Q=E ?+?-)(12)(12τm m d e d e +tot W E ?=u ?=2u -1u =22u m -11u m ； ?-) (12)(12τm m d e d e =00dm u ?-τ =in m u 0=)(120m m u --； tot W =in m -00V p =)(1200m m P V --； 得：Q=22u m -11u m )(120m m u --)(1200m m P V --=22u m -11u m )(120m m h -- 由缓慢充气知为定温过程，1u =2u =0V C 1T ； 0h =0P C 0T ； Q=)(12m m -0V C 1T -)(12m m -0P C 0T =)(12m m -0V C （1T -0γ0T ）=（2p -1p ）V ) 1(010 01--γγT T T ③S ?=g f S S ++ ?-) (21)(21τ m m d S d S =2m 2S -1m 1S ； f S = T Q ； ?-) (21)(21τ m m d S d S =in S )(12m m -； g S =（2m 2S -1m 1S ）-in S )(12m m --0T Q =2m （2S -in S ）+1m （in S -1S ）-0 T Q ； S ?=2S -1S =P C 12ln T T -g R 1 2ln p p ； g S =2m （P C in T T 2ln -g R in p p 2ln ）+1m （P C 1ln T T in -g R 1ln p p in ）-0 T Q ； g L S T E 0= 例2：1mol 理想气体2o ，在（T ，V ）状态下，1S ，1Ω，绝热自由膨胀后体积增加到2V ，此时2S ，2Ω。 解：①2 1256ln .73/V V nR nRln J K S ===? (n=1mol)； S ?=K 1 2ln ΩΩ=nRln2=Kln A nN 2；
《工程热力学》第五版复习提纲
第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数 接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 注：热力学温标和摄氏温标，T=273+t。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。
注：课本中如无特殊说明，则所说压力即为绝对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。 广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。 准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常 并称之为准静态过程。 可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为可逆过程。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容积功。 热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。 热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环，简称循环。 2.常用公式 温度：t T +=273 压 力 ： 1．f F p = 式中 F —整个容器壁受到的力，单位为牛（N ）； f —容器壁的总面积（m 2）。 2．g p B p += （P >B ）
工程热力学期末试题答案.doc
全国考研专业课高分资料 中北大学 《工程热力学》 期末题 笔记：目标院校目标专业本科生笔记或者辅导班笔记 讲义：目标院校目标专业本科教学课件 期末题：目标院校目标专业本科期末测试题2-3 套 模拟题：目标院校目标专业考研专业课模拟测试题 2 套 复习题：目标院校目标专业考研专业课导师复习题 真题：目标院校目标专业历年考试真题，本项为赠送项，未公布的不送！
中北大学工程热力学试题（A）卷（闭卷） 2013--2014 学年第一学期 学号：姓名： 一、单项选择题（本大题共 15 小题，每题只有一个正确答案，答对一题得 1 分，共15分） 1、压力为 10 bar 的气体通过渐缩喷管流入 1 bar 的环境中，现将喷管尾部 截去一段，其流速、流量变化为。【】 A. 流速减小，流量不变 B.流速不变，流量增加 C.流速不变，流量不变 D. 2 、某制冷机在热源T1= 300K，及冷源消耗功为 250 KJ ，此制冷机是流速减小，流量增大 T2= 250K 之间工作，其制冷量为 【】 1000 KJ， A. 可逆的 B. 不可逆的 C.不可能的 D. 可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为【】 A. U B. U pV C. U mc2f / 2 mgz D. U pV mc2f / 2 mgz 4、熵变计算式s c p In (T2 / T1) R g In ( p2 / p1) 只适用于【】 A. 一切工质的可逆过程 B.一切工质的不可逆过程 C.理想气体的可逆过程 D.理想气体的一切过程 5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行 一个【】过程。
工程热力学复习资料 1
工程热力学复习题 一、1.水蒸气定压发生过程在P-V和T-S图上所表示的特征归纳为一点：临界点， 二线：饱和水线饱和蒸汽线；三区：未饱和水，湿饱和蒸汽，过饱和蒸汽。 2.孤立系统中进行可逆变化时系统总熵不变，进行不可逆变化时总熵必增 大。 3.如果势力系处于不平衡状态下，则不能在状态图上标示。 4.组成制冷系统的四大设备是换热器、压缩机、膨胀机、冷却器。 5.在最高温度与最低温度相同的所有的循环中以卡诺循环的热效率最高。 6.湿空气含水蒸气和干空气两种成分。 7.错误！未找到引用源。运用于闭口系统，理想和实际气体，可逆和不可逆过程。 8.将相同质量的氢气和氧气分别储存在相同容器内，二容器温度相等，两者 压力为氢气压力>氧气压力。 9.朗肯循环由两个等压和两个绝热过程构成。 10.理想气体的焓是温度的单值函数。 11.水蒸气定压加热过程水加热生成过热蒸汽经五种变化，即过冷水，饱和水， 湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽。 12.在T-S图中任意逆过程吸热小于放热 13.定量的某种气体经历某种过程不可能发生的是吸热降温对外做负功 14.同一地区阴雨天的大气压力比晴天的压力高 15.可逆过程一定是准静态过程。 16.水蒸气定压气化过程温度不变 17.卡诺循环由两个等温过程和两个等熵过程组成。 18.经一个不等温传热热量的可用能减小，废热增大。 19.经过一个不可逆过程，工质可以恢复原来状态 20.缩放管进口参数P1下和背压p一定时，在渐扩管切去一段，则出口面积 减小这出口速度c减小，流量Q不变。 21.理想气体可逆定温过程焓不变。 22.不可逆过程的熵产必定大于零。 23.工质经历一个不可逆过程后，熵不变。 24.迈耶公式Cp-Cv=Rg适用于理想气体是否定比热容不限。 25.焓的表达式H=U+PV 26.理想气体的比热容随气体的种类而不同，但对某种气体而言，比热容是气体的单值函数。 27.不可逆循环的熵产必然大于零 28.绝热过程P错误！未找到引用源。=常数，k=Cp/Cv，适用于理想气体定比 热容可逆绝热过程。 29.郎肯循环可理想化为两个定压过程和两个等熵过程。 二、 1.稳定状态不一定是平衡状态（正确） 2.绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增（错误） 3.绝热节流后气体的温度可能升高。（错误）
工程热力学知识总结
工程热力学概念公式 第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处热平衡。压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。 广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。 准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态，整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程。 可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为可逆过程。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容积功。 热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。 热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环，简称循环。 2.常用公式 状态参数: 1 2 1 2 x x dx- = ??=0 dx 状态参数是状态的函数，对应一定的状态，状态参数都有唯一确定的数值，工质在热力过程中发生状态变化时，由初状态经过不同路径，最后到达终点，其参数的变化值，仅与初、终状态有关，而与状态变化的途径无关。 温度： 1．BT w m = 2 2 （式中 2 2 w m —分子平移运动的动能，其中m是一个分子的质量，w是分子平移运动的均方根速度；B—比例常数；T—气体的热力学温度。） 2．t T+ =273 压力：
工程热力学知识点
工程热力学复习知识点 一、知识点 基本概念的理解和应用（约占40%），基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占60%）。 1. 基本概念 掌握和理解：热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。热力系的分类：开口系，闭口系，孤立系统)。 掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。制冷循环和热泵循环的概念区别。 理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结合）。 2. 热力学第一定律 掌握和理解：热力学第一定律的实质。 理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。 理解并掌握：焓、技术功及几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。 3. 热力学第二定律 掌握和理解：可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。 掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文
表述等）。卡诺循环和卡诺定理。 掌握和理解：熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。 理解并会分析：熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。温-熵图的分析及应用。 理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。 4. 理想气体的热力性质 熟悉和了解：理想气体模型。 理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体的比热。 理解并会计算：理想气体的内能、焓、熵及其计算。理想气体可逆过程中，定容过程，定压过程，定温过程和定熵过程的过程特点，过程功，技术功和热量计算。 5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题 理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。 理解并掌握：绝热节流的现象及特点 6. 蒸汽动力循环
工程热力学复习题
广西大学课程考试试卷库 课程名称： 工程热力学 试卷编号：1 一、单项选择 1. 已知当地大气压Pb , 压力表读数为Pe , 则绝对压力 P为（ ）。 （a） P=Pb -Pe （b） P=Pe -Pb （c） P=Pb +Pe 2.准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程（ ）。 （a）做功无压差 （b）传热无温差 （c）移动无摩擦 3. 海平面A点， 高原上B点，试问 A 、 B 处哪点沸水温度高（ ） (a)A 点 （b） B 点 （c）同样高 4.工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数 （ ） (a) 0< <1 （b） 0< 适用于（ ） (a) 稳流开口系统 (b) 闭口系统 (c) 任意系统 (d) 非稳流开口系统 9、截流装置进行绝热节流时，节流前、后焓值H1与H2关系为。（） A、H1=H2 B、H1>H2 C、H1 一、1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则( A ) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是( B ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt 各位同学：以下为《工程热力学B 》复习题，如有问题，请到办公室答疑。 第一章 基本概念 1.如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变。（ 错 ） 2.压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。 ( 错 ) 3.由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。 （ 错 ） 4.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。( 对 ) 5. 比体积v 是广延状态参数。( 对 ) 6. 孤立系的热力状态不能发生变化。 （ 错 ） 7. 用压力表可以直接读出绝对压力值。 （ 错 ） 8. 处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（ 错 ） 9. 热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。 （ 对 ） 10. 可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。 （对 ） 11.经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。 （ 错 ） 12. 物质的温度越高，则所具有的热量越多。（ 错 ） 1. 能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。 2. 在火力发电厂蒸汽动力装置中，把实现 热 能和机械能 能相互转化的 工作物质就叫做 工质 。 3. 按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为 开口系 和 闭口系 两大类。 4. 决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需 2 个。 5. 只有 平衡 状态才能用参数坐标图上的点表示，只有 可逆 过程才能用参数 坐标图上的连续实线表示。 6. 绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 7. 孤立系是指系统与外界既无 能量 交换也无 质量 交换的热力系。 8. 测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，容器内的绝对压力 173 kPa 。 6.热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种状态称为(平 准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程 C 。A 做功无压差； B 传热无温差； C 移动无摩擦； D 上述任一个都可。 2.下列说法中正确的是：1 （1）可逆过程一定是准平衡过程 一判断题 1.均匀则一定平衡。反之平衡也一定均匀；（×） 2.稳定状态一定是平衡状态；（×） 3.判断一个热力过程是否可逆的条件是准平衡过程且无耗散效应；（√） 4.焓只有在流动工质中才存在；（×） 5.对于定压过程热力学第一定律的表达式可写为h =；（√） q? 6.闭口热力系吸收一定热量后，其熵一定增大；（√） 7.用压力表可以直接读出绝对压力值；（×） 8.自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程；（×） 9.?=v pd w可用于准平衡过程求功量；（×） 10.热力系没有通过边界与外界交换能量，系统的热力状态也可能变化；（×） 11.初、终态相同的热力过程，不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵变；（×） 12.任意可逆循环的热效率都是ηt=1-T2/T1；（×） 13.经不可逆循环，系统和外界均无法完全恢复原态；（×） 14.理想气体的C p,C v值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关；（×） 15.气体的比热可以从-∞变化到+∞的任何值；（×） 16.理想气体的比热容与工质、温度和过程有关；（√） 17.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；（×） 18.理想气体的的焓只和温度有关，是状态参数，而实际气体的焓不是状态参数；（×） 19.工质稳定流经热力设备时，所做的技术功等于膨胀功减去流动功；（√） 20.多变过程即任意过程；（×） 21.工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数n满足0 23.余隙容积的存在是耗功量增大；（×） 24.制冷系统的制冷系数肯定大于1；（×） 25.三种动力系统中蒸汽动力系统的效率是最高的，因为其最接近卡诺循环；（×） 26.绝热节流的温度效应可用一个偏导数来表征，这个量称为焦耳-汤姆逊系数。它是一个状态的单值函数。实际气体节流后温度可能升高、降低或不变；（√） 27.理想气体流过阀门，前后参数变化为Δs>0，ΔT=0；（√） 28.对于缩放喷管，出口压力随着背压的变化而变化，故其流量也随着背压的变化而变化；（×） 29.对于减缩喷管，当cr b p p ≤时，减低b p 流量保持不变；（√） 30.渐缩喷管出口气流的马赫数可以是任意非负数；（×） 31.喷管的流动过程中肯定能达到当地音速；（×） 32.湿空气的相对湿度下降，湿空气中所含水分不一定减少；（√） 33.水蒸气的焓熵图上，湿蒸气区的等温线既为等压线，是一组斜率相同的倾斜直线；（×） 34.对于饱和空气，d w t t t ==；（√） 35.对未饱和空气进行降温，含湿量先保持不变，再降低；（√） 36.对于水（蒸汽），任意两个状态参数可确定其状态；（错） 37.相对湿度较高的空气，其露点温度也较高；(×) 38.湿饱和蒸汽的焓等于饱和水的焓加上干度乘以汽化过程中1kg 饱和水变成干饱和蒸汽所吸收的热量；(√) 39.过热蒸汽的温度总是大于未饱和水的温度；( × ) 40.湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，湿球温度愈低，其含湿量愈小。（√） 二图示题 1. 利用p —v 图、T —s 图分析多变指数1 第三章思考题 3-1门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行,若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面,感到凉爽。于是有人就想通过敞开冰箱大门达到降低室内温度的目的,你认为这种想法可行吗? 解：按题意，以门窗禁闭的房间为分析对象，可看成绝热的闭口系统，与外界无热量交换，Q =0，如图3.1所示，当安置在系统内部的电冰箱运转时，将有电功输入系统，根据热力学规定：W <0，由热力学第一定律W U Q +?=可知，0>?U ，即系统的热力学能增加，也就是房间内空气的热力学能增加。由于空气可视为理想气体，其热力学能是温度的单值函数。热力学能增加温度也增加，可见此种想法不但不能达到降温目的，反而使室内温度有所升高。 3-2既然敞开冰箱大门不能降温，为什么在门窗紧闭的房间内安装空调器后却能使温度降低呢? 解:仍以门窗紧闭的房间为对象。由于空调器安置在窗上，通过边界向环境大气散热,这时闭口系统并不绝热,而且向外界放热，由于Q<0，虽然空调器工作时依旧有电功W 输入系统，仍然W<0，但按闭口系统能量方程：W Q U -=?， 此时虽然Q 与W 都是负的,但W Q >，所以?U<0。可见室内空气热力学能将减少,相应地空气温度将降低。 3-6 下列各式，适用于何种条件？(说明系统、工质、过程) 1）?q=du+ ?w ；适用于闭口系统、任何工质、任何过程 2）?q=du+ pdv ；适用于闭口系统、任何工质、可逆过程 3）?q=c v dT+ pdv ；适用于闭口系统、理想气体、任何过程 4）?q=dh ；适用于开口系统、任何工质、稳态稳流定压过程 5）?q=c p dT- vdp 适用于开口系统、理想气体、可逆过程 3-8 对工质加热，其温度反而降低，有否可能？ 答：有可能，如果工质是理想气体，则由热力学第一定律Q=ΔU+W 。理想气体吸热，则Q>0，降温则ΔT<0，对于理想气体，热力学能是温度的单值函数，因此，ΔU <0。在此过程中，当气体对外作功，W>0，且气体对外作功大于热力学能降低的量，则该过程遵循热力学第一定律，因此，理想气体能进行吸热而降温的过程。 3-9 “任何没有容积变化的过程就一定不对外做功“这种说法对吗？说明理由。 答：这种说法不正确。系统与外界传递的功不仅仅是容积功，还有轴功等形式，因此，系统经历没有容积变化的过程也可以对外界做功。 3-10 说明以下论断是否正确： 1） 气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加； 答：不正确。由热力学第一定律Q=ΔU+W ，气体吸热，Q>0，可能使热力学能增加，也可能膨胀做功。 2） 气体膨胀时一定对外做功； 答：不正确。自由膨胀就不对外做功。容积变化是做膨胀功的必要条件，不是充分条件。 3） 气体压缩时一定消耗外功； 答：不正确。气体冷却时容积缩小但是不用消耗外功。 《工程热力学》复习题型 一、简答题 1.状态量（参数）与过程量有什么不同？常用的状态参数哪些是可以直接测 定的？哪些是不可直接测定的？ 内能、熵、焓是状态量，状态量是对应每一状态的（状态量是描述物质系统状态的物理量）。功和热量是过程量，过程量是在一个物理或化学过程中对应量。（过程量是描述物质系统状态变化过程的物理量）温度是可以直接测定的，压强和体积是不可以直接测定的。 2.写出状态参数中的一个直接测量量和一个不可测量量；写出与热力学第二 定律有关的一个状态参数。 3.对于简单可压缩系统，系统与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如 何计算。 交换的功为体积变化功。可逆时 4.定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多 少？ 0、1、k、n 5.试述膨胀功、技术功和流动功的意义及关系，并将可逆过程的膨胀功和技 术功表示在p v 图上。 膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功(由于这个机械工通常是通过转动的轴输入、输出，所以工程上习惯成为轴功);流动功是推动工质进行宏观位移所做的功。 膨胀功=技术功+流动功 6.热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达式。热力学第一定律的实质就是能量守恒与转换定律在热力学上的应用。（他的文字表达形式有多种，例如：1、在孤立系统中，能的形式可以转换，但能的总量不变；2、第一类永动机是不可能制成的。）数学表达式： 进入系统的能量-离开系统的能量=系统储存能量的增量 热力学第二定律的实质是自发过程是不可逆的；要使非自发过程得以实现，必须伴随一个适当的自发过程作为补充条件。数学表达式可用克劳修斯不等式表示： ∮(δQ T )≤0 7.对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如 何计算（写出表达式）？ 简单可压缩系统与外界只有准静容积变化功(膨胀功或压缩功)的交换。可逆时公工程热力学期末考试试题
工程热力学复习题
工程热力学本科生期末复习题2答案
广大复习资料之工程热力学第三章思考题答案
工程热力学复习题