工程热力学复习第一部分答案
基本概念
⒈ 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。 ⒉ 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
)( )( b v b b e b P P P P P P P P P P <-=>+=；
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。 ⒍ 经验温标的缺点是什么?为什么?
答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。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制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 ⒎ 促使系统状态变化的原因是什么?举例说明。 答：分两种不同情况：
⑴ 若系统原本不处于平衡状态，系统内各部分间存在着不平衡势差，则在不平衡势差的作用下，各个部分发生相互作用，系统的状态将发生变化。例如，将一块烧热了的铁扔进一盆水中，对于水和该铁块构成的系统说来，由于水和铁块之间存在着温度差别，起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下，无需外界给予系统任何作用，系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化：铁块的温度逐渐降低，水的温度逐渐升高，最终系统从热不平衡的状态过渡到一种新的热平衡状态；
⑵ 若系统原处于平衡状态，则只有在外界的作用下（作功或传热）系统的状态才会发生变。 ⒏ 图1-16a 、b 所示容器为刚性容器：⑴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。若突然抽去隔板，气体(系统)是否作功？
⑵设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板让气体
先恢复平衡再抽去一块，问气体(系统)是否作功？
⑶上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可在P -v 图上表示？ 答：⑴；受刚性容器的约束，气体与外界间无任何力的作用，气体（系统）不对外界作功；⑵ b 情况下系统也与外界无力的作用，因此系统不对外界作功； ⑶ a 中所示的情况为气体向真空膨胀(自由膨胀)的过程，是典型的不可逆过程。过程中气体不可能处于平衡状态，
(a) (b) 图1-16 思考题8附图
因此该过程不能在P -v 图上示出；b 中的情况与a 有所不同，若隔板数量足够多，每当抽去一块隔板时，气体只作极微小的膨胀，因而可认为过程中气体始终处在一种无限接近平衡的状态中，即气体经历的是一种准静过程，这种过程可以在P -v 图上用实线表示出来。
⒐ 经历一个不可逆过程后，系统能否恢复原来状态？包括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态？
答：所谓过程不可逆，是指一并完成该过程的逆过程后，系统和它的外界不可能同时恢复到他们的原来状态，并非简单地指系统不可能回复到原态。同理，系统经历正、逆过程后恢复到了原态也并不就意味着过程是可逆的；过程是否可逆，还得看与之发生过相互作用的所有外界是否也全都回复到了原来的状态，没有遗留下任何变化。原则上说来经历一个不可逆过程后系统是可能恢复到原来状态的，只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复原来状态。
⒑ 系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后，系统和外界有什么变化？若上述正向及逆向循环中有不可逆因素，则系统及外界有什么变化？
答：系统完成一个循环后接着又完成其逆向循环时，无论循环可逆与否，系统的状态都不会有什么变化。根据可逆的概念，当系统完成可逆过程（包括循环）后接着又完成其逆向过程时，与之发生相互作用的外界也应一一回复到原来的状态，不遗留下任何变化；若循环中存在着不可逆因素，系统完成的是不可逆循环时，虽然系统回复到原来状态，但在外界一定会遗留下某种永远无法复原的变化。
（注意：系统完成任何一个循环后都恢复到原来的状态，但并没有完成其“逆过程”，因此不存在其外界是否“也恢复到原来状态”的问题。一般说来，系统进行任何一种循环后都必然会在外界产生某种效应，如热变功，制冷等，从而使外界有了变化。）
⒒ 工质及气缸、活塞组成的系统经循环后，系统输出的功中是否要减去活塞排斥大气功才是有用功？
答：不需要。由于活塞也包含在系统内，既然系统完成的是循环过程，从总的结果看来活塞并未改变其位置，实际上不存在排斥大气的作用。 热力学第一定律
⒈ 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，如图2--11所示。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，气体泄漏人B 中，分析A 、B 两部分压力相同时A 、B 两部分气体的比热力学能如何变化？
答: ⑴ 定义容器内的气体为系统，这是一个控制质量。
由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，过程功0=W ；容器又是绝热的，过程的热量0=Q ，因此，
根据热力学第一定律W U Q +?=，应有0=?U ，即容器中气体的总热力学能不变，膨胀后当气体重新回复到热力学平衡状态时，其比热力学能亦与原来一样，没有变化；若为理想气体，则其温度不变。
⑵ 当隔板上有一小孔，气体从A 泄漏人B 中，若隔板为良好导热体，A 、B 两部分气体时刻应有相同的温度，当A 、B 两部分气体压力相同时，A 、B 两部分气体处于热力学平衡状态，情况像上述作自由膨胀时一样，两部分气体将有相同的比热力学能，按其容积比分配气体的总热力学能；若隔板为绝热体，则过程为A 对B 的充气过程，由于A 部分气体需对进入B 的那一部分气体作推进功，充气的结果其比热力学能将比原来减少，B 部分气体的比热力学能则会比原来升高，最终两部分气体的压力会达到平衡，但A 部分气体的温度将比B 部分的低（见习题4-22）。 ⒉ 热力学第一定律的能量方程式是否可写成 Pv u q +?=
)()(121212w w u u q q -+-=-
的形式，为什么？
答：⑴热力学第一定律的基本表达式是： 过程热量 = 工质的热力学能变化 + 过程功
第一个公式中的Pv 并非过程功的正确表达，因此该式是不成立的； B 隔板
A 自由膨胀
⑵热量和功过程功都是过程的函数，并非状态的函数，对应于状态1和2并不存在什么q 1、q 2和w 1、w 2；对于过程1-2并不存在过程热量12q q q -=和过程功12w w w -=，因此第二个公式也是不成立的。 ⒊ .热力学第一定律解析式有时写成下列两种形式： w u q +?=
?+?=2
1
Pdv
u q
分别讨论上述两式的适用范围。
答：第一个公式为热力学第一定律的最普遍表达，原则上适用于不作宏观运动的一切系统的所有过程；第二个表达
式中由于将过程功表达成
?2
1
d v
P ，这只是对简单可压缩物质的可逆过程才正确，因此该公式仅适用于简单可压缩物
质的可逆过程。
⒋ .为什么推动功出现在开口系能量方程式中，而不出现在闭口系能量方程式中？
答：当流体流动时，上游流体为了在下游占有一个位置，必须将相应的下游流体推挤开去，当有流体流进或流出系统时，上、下游流体间的这种推挤关系，就会在系统与外界之间形成一种特有的推动功（推进功或推出功）相互作用。反之，闭口系统由于不存在流体的宏观流动现象，不存在上游流体推挤下游流体的作用，也就没有系统与外间的推动功作用，所以在闭口系统的能量方程式中不会出现推动功项。
⒌ .稳定流动能量方程式（2-16）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。就活塞式压气机这种机械的一个工作周期而言，其工作过程虽是不连续的，但就一段足够长的时间而言（机器的每一工作周期所占的时间相对很短），机器是在不断地进气和排气，因此，对于这种机器的稳定工作情况，稳态稳流的能量方程是适用的。
⒍ .开口系实施稳定流动过程，是否同时满足下列三式： W U Q δd δ+= t δd δW H Q +=
i
2
f δd d 2
d δW z mg c m H Q +++
= 上述三式中W 、W t 和W i 的相互关系是什么?
答：是的，同时满足该三个公式。
第一个公式中d U 指的是流体流过系统时的热力学能变化，δW 是流体流过系统的过程中对外所作的过程功；第二个公式中的δW t 指的是系统的技术功；第三个公式中的δW i 指的是流体流过系统时在系统内部对机器所作的内部功。对通常的热工装置说来，所谓“内部功”与机器轴功的区别在于前者不考虑机器的各种机械摩擦，当为可逆机器设备时，两者是相等的。从根本上说来，技术功、内部功均来源于过程功。过程功是技术功与流动功（推出功与推进功之差）的总和；而内部功则是从技术功中扣除了流体流动动能和重力位能的增量之后所剩余的部分。
⒎ 几股流体汇合成一股流体称为合流，如图2-12所示。工程上几台压气机同时向主气道送气，以及混合式换热器等都有合流的问题。通常合流过程都是绝热的。取1-1、2-2和3-3截面之间的空间为控制体积，列出能量方程式，并导出出口截面上焓值h 3的计算式。
答：认为合流过程是绝热的稳态稳流过程，系统不作轴功，并忽略流体的宏观动能和重力位能。对所定义的系统，由式(2-28)
∑∑==+++-+++=m
1
i ,shaft i in,2
n 1i i out,2CV ])21[(])21[(d d i
W m gz c h m gz c h E Q τ
图2-12 合流
应有能量平衡
∑∑=-
n
m
in
out
)()(h m
h m
332211h m h m h m =+
322113m
h m h m
h +=
第4章 理想气体的热力过程
1. 分析气体的热力过程要解决哪些问题？用什么方法解决？试以理想气体的定温过程为例说明之。
答：分析气体的热力过程要解决的问题是：揭示过程中气体的状态（参数）变化规律和能量转换的情况，进而找出影响这种转换的主要因素。
分析气体热力过程的具体方法是：将气体视同理想气体；将具体过程视为可逆过程，并突出具体过程的主要特征，理想化为某种简单过程；利用热力学基本原理、状态方程、过程方程，以及热力学状态坐标图进行分析和表示。 对于理想气体的定温过程……（从略）
2. 对于理想气体的任何一种过程,下列两组公式是否都适用：
???-=?=-=?=??
?-=?-=?)
()
( )()(12p 12v 12p 12v t t c h q t t c u q t t c h t t c u
答：因为理想气体的热力学能和焓为温度的单值函数，只要温度变化相同，不论经历任何过程其热力学能和焓的变化都会相同，因此，所给第一组公式对理想气体的任何过程都是适用的；但是第二组公式是分别由热力学第一定律的第一和第二表达式在可逆定容和定压条件下导出，因而仅分别适用于可逆的定容或定压过程。就该组中的两个公式的前一段而言适用于任何工质，但对两公式后一段所表达的关系而言则仅适用于理想气体。
3. 在定容过程和定压过程中，气体的热量可根据过程中气体的比热容乘以温差来计算。定温过程气体的温度不变，在定温膨胀过程中是否需对气体加入热量？如果加入的话应如何计算？
答：在气体定温膨胀过程中实际上是需要加入热量的。定温过程中气体的比热容应为无限大，应而不能以比热容和温度变化的乘积来求解，最基本的求解关系应是热力学第一定律的基本表达式：q = Δu + w 。 4. 过程热量q 和过程功都是过程量，都和过程的途径有关。由定温过程热量公式1
211ln
v v v P q =，可见，只要状态参数
P 1、v 1和v 2确定了，q 的数值也确定了，是否q 与途径无关？
答：否。所说的定温过程热量计算公式利用理想气体状态方程、气体可逆过程的过程功v P w d d =，以及过程的定温条件获得，因此仅适用于理想气体的定温过程。式中的状态1和状态2，都是指定温路径上的状态，并非任意状态，这本身就确定无疑地说明热量是过程量，而非与过程路径无关的状态量。
5. 在闭口热力系的定容过程中，外界对系统施以搅拌功δw ，问这时δQ = mc v d T 是否成立？
答：不成立。只是在内部可逆的单纯加热过程中（即无不可逆模式功存在时）才可以通过热容与温度变化的乘积来计算热量，或者原则地讲，只是在在可逆过程中（不存在以非可逆功模式做功的时候）才可以通过上述热量计算公式计算热量。对工质施以搅拌功时是典型的不可逆过程。 6. 试说明绝热过程的过程功w 和技术功w t 的计算式
21t 21 h h w u u w -=-=；
是否只限于理想气体？是否只限于可逆绝热过程？为什么？
答：以上两式仅根据绝热条件即可由热力学第一定律的第一表达式w u q +?=及第二表达式t w h q +?=导出，与何种工质无关，与过程是否可逆无关。 7. 试判断下列各种说法是否正确：
(1)定容过程即无膨胀(或压缩)功的过程； (2)绝热过程即定熵过程； (3)多变过程即任意过程。
答：①膨胀功（压缩功）都是容积（变化）功，定容过程是一种系统比体积不变，对控制质量或说系统容积不变的过程，因此说定容过程即无膨胀(或压缩)功的过程是正确的；
②绝热过程指的是系统不与外界交换热量的过程。系统在过程中不与外界交换热量，这仅表明过程中系统与外界间无伴随热流的熵流存在，但若为不可逆过程，由于过程中存在熵产，则系统经历该过程后会因有熵的产生而发生熵的额外增加，实际上只是可逆的绝热过程才是定熵过程，而不可逆的绝热过程则为熵增大的过程，故此说法不正确； ③多边过程是指遵循方程Pv n = 常数（n 为某一确定的实数）的那一类热力过程，这种变化规律虽较具普遍性，但并不包括一切过程，因此说多变过程即任意过程是不正确的。
8. 参照图4-15，试证明：q 1-2-3 ≠ q 1-4-3 。图中1-2、4-3为定容过程，1-4、2-3为定压过程。 答：由于
34413413221321 --------+=+=w w w w w w ；
其中w 1-2、w 4-3为定容过程功，等于零；w 2-3、w 1-4为定压过程功，等于v P ?。由于
413212 --?=?>v v P P ；
故
341321---->w w
（另一方面，P-v 图上过程曲线与横轴v 之间所夹的面积代表过程功，显见 w 1-2 = w 4-3 = 0；w 2-3 > w 4-3，即w 1-2-3 > w 1-4-3）。 根据热力学第一定律： w u q +?=
对热力学状态参数u ，应有
31341321-----?=?=?u u u
可见
341321---->q q
9. 如图4-16所示，今有两个任意过程a -b 及a -c ，其中b 、c 在同
一条绝热线上。试问Δu ab 与Δu ac 哪个大？若b 、c 在同一条定温线上，结果又如何？
答：由于b 、c 在同一条绝热线上，过程b-c 为绝热膨胀过程，由热力学第一定律，有
c b bc bc u u u w -=?-=
过程中系统对外作膨胀功，w bc >0，故有u b > u c
因此，应有
ac ab u u ?>?
若b 、c 在同一条定温线上，根据理想气体的热力性质，则有
c b u u = ac ab u u ?=?
10. 在T-s 图上如何表示绝热过程的技术功w t 和膨胀功w ？
答：根据热力学第一定律，绝热过程的技术功w t 和过程功w 分别应等于过程的焓增量和热力学能增量的负值，因此，在T-s 图上绝热过程技术功w t 和膨胀功w 的表示，实际上就是过程的焓增量和热力学能增量的表示。具体方法为：（见第3章思考题11）
11. 在P-v 图和T-s 图上如何判断过程中q 、w 、Δu 、Δh 的正负？
答：当过程曲线分别指向绝热线、定容线、定温线的右侧时q 、w 、Δu 、Δh 值为正；反之为负。 热力学第二定律
1. 热力学第二定律能否表达为：“机械能可以全部变为热能，而热能不可能全部变为机械能。”这种说法有什么不妥当？
答：热力学第二定律的正确表述应是：热不可能全部变为功而不产生其它影响。所给说法中略去了“其它影响”的条件，因而是不妥当、不正确的。
2. 自发过程是不可逆过程，非自发过程必为可逆过程，这一说法是否正确？
答：此说法不正确。自发过程具有方向性，因而必定是不可逆的；非自发过程是在一定补充条件下发生和进行的过程，虽然从理论上说来也许可以做到可逆，但事实上实际过程都不可逆，因为不可逆因素总是避免不了的。 3. 请给“不可逆过程”一个恰当的定义。热力过程中有哪几种不可逆因素？
答：所谓不可逆过程是指那种系统完成逆向变化回复到原先状态后，与其发生过相互作用的外界不能一一回复到原来状态，结果在外界遗留下了某种变化的过程。简单地讲，不可逆过程就是那种客观上会造成某种不可恢复的变化的过程。 典型的不可逆因素有：机械摩擦、有限温差下的传热、电阻、自发的化学反应、扩散、混合、物质从一相溶入另一相的过程等。
4. 试证明热力学第二定律各种说法的等效性：若克劳修斯说法不成立，则开尔文说法也不成立。 证：热力学第二定律的克劳修斯表述
是：热不可能自发地、不付代价地从高温物体传至低温物体。开尔文表述
则为：不可能从单一热源取热使之全部变为功而不产生其它影响。按照开尔文说法，遵循热力学第二定律的热
力发动机其原则性工作系统应有如图4A 所示的情况。假设克劳修斯说法可
以违背，热量Q 2可以自发地不付代价地从地温物体传至高温物体，则应有如图4B 所示的情况。在这种情况下，对于所示的热机系统当热机完成一个循环时，实际上低温热源既不得到什么，也不失去什么，就如同不存在一样，而高温热源实际上只是放出了热量(Q 1-Q 2)，同时，热力发动机则将该热量全部转变为功而不产生其它影响，即热力学第二定律的开尔文说法不成立。 5. 下述说法是否有错误： 高温热源 低温热源 图4A 热机循环 热机 Q 1 Q 2 W 0
高温热源
低温热源
图4B 不可能的热
机循环 热机 Q 1 Q 2 W 0 Q 2
⑴ 循环净功W net 愈大则循环热效率愈高；
⑵ 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率；
⑶ 可逆循环的热效率都相等，
12
t 1T T -
=η。
答：⑴说法不对。循环热效率的基本定义为：
1net
t Q W =
η，循环的热效率除与循环净功有关外，尚与循环吸热量Q
1
的大小有关；
⑵说法不对。根据卡诺定理，只是在“工作于同样温度的高温热源和同样温度的低温热源间”的条件下才能肯定不可逆循环的热效率一定小于可逆循环，离开了这一条件结论就不正确；
⑶说法也不正确。根据卡诺定理也应当是在“工作于同样温度的高温热源和同样温度的低温热源间”的条件下才能
肯定所有可逆循环的热效率都相等，
1
2t 1T T -
=η，而且与工质的性质与关，与循环的种类无关。如果式中的温度分
别采用各自的放热平均温度和吸热平均温度则公式就是正确的，即12
t 1T T -
=η，不过这种情况下也不能说是“所有
可逆循环的热效率都相等”，只能说所有可逆循环的热效率表达方式相同。
6. 循环热效率公式
1
2
1t q q q -=
η和
1
2
1t T T T -=
η是否完全相同？各适用于哪些场合？
答：不完全相同。前者是循环热效率的普遍表达，适用于任何循环；后者是卡诺循环热效率的表达，仅适用于卡诺循环，或同样工作于温度为T 1的高温热源和温度为T 2的低温热源间的一切可逆循环。 7. 与大气温度相同的压缩空气可以膨胀作功，这一事实是否违反了热力学第二定律？
答：不矛盾。压缩空气虽然与大气有相同温度，但压力较高，与大气不处于相互平衡的状态，当压缩空气过渡到与大气相平衡时，过程中利用系统的作功能力可以作功，这种作功并非依靠冷却单一热源，而是依靠压缩空气的状态变化。况且，作功过程中压缩空气的状态并不依循环过程变化。 8. 下述说法是否正确:.
⑴ 熵增大的过程必定为吸热过程： ⑵ 熵减小的过程必为放热过程； ⑶ 定熵过程必为可逆绝热过程。
答：⑴说法不对。系统的熵变来源于熵产和热熵流两个部分，不可逆绝热过程中工质并未从外界吸热，但由于存在熵产工质的熵也会因而增大；
⑵说法是对的。系统的熵变来源于熵产和热熵流两个部分，其中熵产必定是正值，因而仅当系统放热，热熵流为负值时，系统的熵值才可能减小；
⑶这种说法原则上是不对的。系统的熵变来源于熵产和热熵流两个部分，其中熵产必定是正值，对于不可逆的放热过程，其热熵流为负值，当热熵流在绝对数值上恰好与熵产一样时，过程将成为定熵的。因此：可逆的绝热过程为定熵过程，而定熵过程却不一定是绝热过程。 9. 下述说法是否有错误：
⑴ 熵增大的过程必为不可逆过程；⑵ 使系统熵增大的过程必为不可逆过程； ⑶ 熵产S g > 0的过程必为不可逆过程；⑷ 不可逆过程的熵变?S 无法计算；
⑸ 如果从同一初始态到同一终态有两条途径，一为可逆，另一为不可逆，则
可逆不可逆S S ?>?、
f,f,可逆不可逆S S >、
g,g,可逆不可逆S S >；
⑹ 不可逆绝热膨胀的终态熵大于初态熵，S 2>S 1，不可逆绝热压缩的终态熵小于初态熵S 2
环有?
>0d s ；0d r
T q 。
答：⑴说法不正确。系统的熵变来源于熵产和热熵流两个部分，其中熵产必定是正值（含零），热熵流则可为正值，亦可为负值。当系统吸热时热熵流为正值，即便是可逆过程（熵产为零）系统的熵也增大；
⑵此说法与⑴是一样的。如果所说的“系统”指的是孤立系统则说法是正确的。不过实在不应该这样含糊“系统”这一概念！
⑶根据熵产原理，这一说法是正确的。
⑷此说法完全错误。熵是状态参数，只要过程的初、终状态确定了，系统的熵变就完全确定，与过程无关。因此，不可逆过程熵变的计算方法之一便是借助同样初、终状态的可逆过程来进行计算。至于利用熵的一般关系式进行熵变计算，它们根本就与过程无关。
⑸ 根据熵为状态参数知，两种过程的端点状态相同时应有相同的熵变，认为
可逆不可逆S S ?>?是错误的；
不可逆过程将有熵产生，而可逆过程则不会产生熵，因此说
g,g,可逆不可逆S S >是正确的； 熵是状态参数，过程端点状态相同时应有相同熵变，由系统熵方程
g
f S S S +=?，过程可逆时
可逆
f,S S =?；不可逆时
不可逆
不可逆g,f,S S S -?=，式中
g,>不可逆S ，可见应有
f,f,不可逆可逆S S >，而不是
f,f,可逆不可逆S S >。
⑹此说法不对。根据熵产原理，系统经历不可逆绝热过程后，无论是膨胀或受压缩，其熵都将增大。 ⑺由熵为状态参数知，工质经过循环过程后其熵应不变，所以认为
?>0d s 是不正确的；根据克劳修斯不等式知，
0d r
T q 是正确的。
10. 从点a 开始有两个可逆过程：:定容过程a-b 和定压过程a-c ，b 、c 两点在同一条绝热线上（见图5-33），问q a-b
和q a-c 哪个大？并在T-s 图上表示过程a-b 、a-c 及q a-b 、q a-c 。（提示：:可根据循环a-b-c-a 考虑。） 答：根据循环a-b-c-a 的情况应是正循环，即循环的吸热量
应大于循环的放热量（指绝对值）。其中q a-b 为循环的吸热量，q c-a 为循环的放热量，由此，知q a-b > q a-c
在T-s 图上
q a-b 的大小如面积abcsbsaa 所示； q a-c 的大小如面积acsbsaa 所示；
11. 由同一初态经可逆绝热压缩和不可逆绝热压缩两种过程将某种理想气体压缩到相同的终压，在P-v 图和T-s 图上画出两过程，并在T-s 图上示出两过程的技术功及不可逆过程的火用损失。 答：作图如下
图中12s 为可逆绝热压缩；12为不可逆绝热压缩。
s T c b
a
s a
s b
P v
T s 2 2s 1 2s 2 1 t 1 P 1 P 2 P 2
P 1 T 1 T 0
可用能损失
s 1' s 1 s 2 1'
T 1'=T 1
面积1'2s s 1s 1'1'为可逆绝热压缩消耗的技术功； 面积1'2s 2s 1'1'为不可逆绝热压缩消耗的技术功。
T 0为环境温度，带阴影线部分面积为不可逆过程的火用损失。
12. 立系统中进行了⑴可逆过程；⑵不可
逆过程。问孤立系统的总能、总熵、总火用各自如何变化？
答：经历可逆过程后，孤立系统的总能、总熵、总火用均不改变；
经历不可逆过程后，孤立系统的总能将保持不变，总熵将增加，总火用 将减少。
简要计算与分析题
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，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如何变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。
2.试在所给参数坐标图上定性地画出理想气体过点1的下述过程，分别指出该过程的过程指数n 应当在什么数值范围内 (图中请标明四个基本过程线)：
1）压缩、升温、吸热的过程 2）膨胀、降温、吸热的过程。
p v
T
s
1
1
p
v
1
n=0
n=1n=k
±∞
=n (1)(2)T
s
1
n=0
n=1n=k
±∞
=n (1)
(2)
答： (1) k n >； (2) k n <<1
3. 如图所示T －s 图上理想气体任意可逆过程1－2的热量如何表示？热力学能变化量、焓变化量如何表示？若过程1－2是不可逆的，上述各量是否相同？(请写出简明的作图方法。)
答：对可逆过程，热量为面积1-m-k-2-1，热力学能变化量为面积1-m-n-2v -1，焓变化量为1-m-g-2p -1。 对不可逆过程，热量无法表示，热力学能和焓变化量相同
T
s
12
T
s
1
2
m n
k
2v
2p
g
T=const
四 综合计算题
1. 压气机在95 kPa 、25 ℃的状态下稳定地以340 m 3/min 的容积流率吸入空气，进口处的空气流速可以忽略不计；压气机排口处的截面积为0.025 m 2，排出的压缩空气的参数为200 kPa 、120 ℃。压气机的散热量为60 kJ/min 。已知空气的气体常数Rg=0.287 kJ/(kg.K)，比定热容c V =0.717 kJ/(kg.K)，求压气机所消耗的功率。（16分） 解：
以压气机中空气为研究对象，其稳定工况的能量方程为
0)2()2(22
2
212
11=++-+++-???
?
m gz c h m gz c h W Q sh
即
???
?
++-+++=m gz c h m gz c h Q W sh
)2()2(22
2
21211 （a ）
其中：)/(100060
10603
s J Q -=?-
=?
)/(2944.660
340
)25273(2871095311s kg T R V p m g =?+??==?
?
m
z s m c 0/01=?≈
)
/(99.141025
.010200)120273(2872944.63222222s m A p T mR A m c g =??+??===
?
?
ρ
将以上数据代入式（a ），可得压气机所消耗的功率为：
)/(10648.6)2
99.1410.95380(2944.6100052s J W sh ?-=--?+-=?
2. 在高温环境中有一容器，A 侧装有2 kg 氮气，压力为0.07 MPa ，温度为67℃； B 侧装有8 kg 氮气，压力为0.1 MPa ，温度为17℃，。A 和B 的壁面均为透热壁面，它们之间用管道和阀门相连，见附
图。现打开阀门，氮气由B 流向A 。氮气可视为理想气体，已知气体常数R g,N 2 = 297 J/(kg·K)，过程中的平均定容比热容c v = 0.742 kJ/( kg·K)，若压力平衡时容器中气体温度为t 2 = 40℃，试求：⑴平衡时终压力P 2；⑵吸热量Q ；⑶气体的熵变。（18分） 解：⑴容器A 和B 的容积分别为
36
1A 1A g A A m 8851.21007.03402972=???==P T R m V 3
6
1B 1B g B B m 8904.6101.02902978=???==P T R m V （4分） 取A+B 中的气体为系统（CM ），
m = m A + m B = 2 +8 =10 kg
V = V A + V B = 2.8851 + 6.8904 = 9.7755 m 3（2分）
终态时的气体压力
MPa 0951.07755
.9313297102g 2=??==V T mR P （2分）
⑵按题给，系统不对外作功，有
kJ
46.96222646.2322)29083402(742.0313742.010)
(B1B A1A v 2v =-=?+??-??=+-=?=T m T m c T mc U Q （5分）
⑶原在A 中的氮气熵变（2分） kJ/K 3540.0)07
.00951.0297ln .06727340273039ln .1(2)P P ln R T T ln
c (m S A 2g A 2p A A -=-++?=-=? 原在B 中的氮气熵变（2分）
kJ/K 7538.0)1
.00951.0297ln .01727340273039ln .1(2)P P ln R T T ln
c (m S B 2g B 2p B B =-++?=-=? 全部氮气的熵变
kJ/K 3998.07538.03540.0S S S B A =+-=?+?=?（1分）
N 2 8 kg 0.1 MPa 17 ℃
N 2
2 kg 0.07MPa
67℃
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. 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 =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.提高新蒸汽的温度、压力和降低乏汽压力理论上都可以提高郎肯循环热效率。（正确）
2.已知饱和湿蒸汽的温度和压力不能确定它的其他状态参数。（错误）
3.只要气体的比热容是常数,Cp-Cv=Rg. （错误）
4.准静态过程一定是可逆过程（错误）
5.喷管内稳定流动的气体在各截面上的流速不同，但各截面的流量相同（正确）
6.理想气体只有取定比热容时，才能满足迈耶公式Cp-Cv=R（错误）
7.稳定状态不一定是平衡状态（正确）
8.绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增（错误）
9.绝热节流后气体的温度可能升高。（错误）
12.已知饱和湿蒸汽的温度和压力不能确定其他状态参数（正确）
13.水蒸气在等压汽化过程中温度不变（正确）
14.第二永动机违反了热力学第一和第二定律（错误）
15.处于平衡状态势力系统应具有均匀一致的温度和压力（正确）
16.郎肯循环基础上实现再热可提高循环热效率（正确）
17.理想气体的比热容随气体种类不同各异，但对某种理想气体而言，比热容为常数。（错误）
18.热力过程中，工质向外界放热，其温度不一定降低（正确）
19.不存在400 的液态水。（正确）
20.余隙容积是必需的但又是有害的，所以我们在设计气机的时候应尽量降低余隙容积。（正确）
21.热量只适用于定温定熵过程。（错）
22.节流过程是一个等焓过程。（错误）
23.熵减的过程是可以发生的（错误）
24.工质的经一不可逆循环其熵一定增加（错误）
25.第一永动机违反了热力学第一定律（正确）
26.热力过程中，工质对外放热温度一定降低（错误）
27. 工质绝热节流后焓不变，压力不变，温度不定，熵增大（错误）
28.某绝热蒸汽轮机相对内效率为0.91，蒸汽在该汽轮机中做功熵不变（错误）
29.理想气体的音速C= （正确）
30.不可逆过程可自发进行（正确）
31.内燃机理论循环中压缩比愈大，其理论效率越高（正确）
三、1.准静态过程，系统经过的所有状态都接近于（D）
A、初态
B、环境状态
C、邻近状态
D、平衡状态
2.如果热机从热源吸热100KJ，对外做功100KJ，则（B）
A、违反热力学第一定律
B、违反热力学第二定律
C、不违反第一第二定律
D、A和B
3.系统与外界发生能量传递时，功和热量是（A）
A、过程量
B、强度量
C、广延量
D、状态参数
4.有一机器可从单一热源吸收1000KJ热量，并输出1200KJ功，这台机器（D）
Ａ、违反第一定律Ｂ、违反第二定律Ｃ一个都不违反Ｄ两个都违反
5.若已知工质的绝对压力P=0.08Pa大气压力P=0.1MPa，则测得压差（A）
A、真空度为0.02MPa
B、表压力0.02 MPa
C、真空度0.18MPa
D、表压力0.18 MPa
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 ）。
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。
工程热力学期末考试试题
一、1.若已知工质的绝对压力P=，环境压力Pa=，则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 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)=0 =>W
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
工程热力学期末复习题1答案知识分享
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。
工程热力学期末复习手册
工程热力学期末复习手册 ——by 机61学习小组一、各章要点： 第五章： 1.活塞式内燃机循环：（特点、计算、比较） 2.燃气轮机循环：理想循环和实际循环计算和比较 3.提高热效率的手段：回热、间冷+回热、再热+回热 第六章： 1.熟悉pT相图 2.熟悉1点2线3区5态 3.会查出水蒸气的参数 4.基本热力过程在p-T、T-s、h-s图上的表示，会计算q、wt 5.注意与理想气体比较，哪些公式可用、哪些不能用 第七章： 1.熟悉朗肯循环图示与计算 2.朗肯循环与卡诺循环 3.蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 4.再热、回热原理及计算 第八章： 1.空气压缩制冷，分析、计算、回热 2.蒸汽压缩制冷，分析、计算 3.压缩式热泵循环，与制冷原理相同，会计算 4.吸收式制冷，。。。。。。，制冷剂，一般了解
第九章： 1.成分描写 2.分压定律和分容积定律 3.混合物参数计算（混合熵增） 4.湿空气概念与计算 第十章： 1.会从四个特征式，推到出8个偏导数和4个Maxwell式 2.了解s,u,h,f,g,cp,cv,cp-cv与状态方程的关系 3.知道焦汤系数的定义与含义 4.了解各状态方程的特点，适用范围 5.理解对比态原理，会查图计算 第十二章： 1.基本概念，各概念的条件（热效应，燃料热值，标准生成焓，化学Ex，平衡判据，自发反应方向） 2.理解计算反应热、热值、理论燃烧温度、反应度、平衡常数的计算方法 3.一般了解热力学第三定律
二、典型简答题 1.勃雷登循环采用回热的条件是什么？一旦可以采用回热为什么总会带来循环热效率的提高？ 2.提高燃气轮机循环效率的方法有那些？ 3.为什么从能源问题和环境污染问题出发，斯特林发动机又重新引起人们的重视？ 4.为什么柴油机的效率普遍高于汽油机？ 5.影响活塞式发动机热效率高低的最主要的因素是什么？ 6.有没有零度以下的液态水和气态水存在？ 7.卡诺循环效率比同温限下其他循环效率高，为什么蒸汽动力循环8采用卡诺循环方案？ 8.提高朗肯循环热效率的方法有哪些？ 9.总结蒸汽参数对循环的影响，各有何利弊？. 10.蒸汽中间在过热的主要作用是什么？是否总能通过再热提高循环热效率？什么条件下中间在过热才能对提高热力效率有好处？ 11.空气压缩制冷和蒸汽压缩制冷各有何优缺点？ 12.空气回热压缩制冷循环相比与传统的活塞式空气压缩制冷循环有何优点？ 13.蒸汽压缩制冷循环中为什么要用节流阀代替膨胀机？ 14.吸收式制冷循环相比于蒸汽压缩制冷循环有何优点？ 15.试从能量利用的角度，简要说明热泵供暖与电加热器取暖的优劣。 16.理想混合气体的（cp-cv）是否仍遵循迈耶公式？
工程热力学期末试卷及答案
页脚内容1
页脚内容2
1 n c n κ - = - R =，代入上式得 页脚内容3
页脚内容4
页脚内容 6 及内能的变化，并画出p-v 图，比较两种压缩过程功量的大小。（空气： p c =1.004kJ/(kgK)，R=0.287kJ/(kgK)）（20分） 2．某热机在T1=1800K 和T2=450K 的热源间进行卡诺循环，若工质从热源吸热1000KJ ，试计算：（A ）循环的最大功？（B ）如果工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K ，在过程中与低温热源的温差为50K ，则该热量中能转变为多少功？热效率是多少？（C ）如果循环过程中，不仅存在传热温差，并由于摩擦使循环功减小10KJ ，则热机的热效率是多少？（14分） 3．已知气体燃烧产物的cp=1.089kJ/kg ·K 和k=1.36，并以流量m=45kg/s 流经一喷管，进口p1=1bar 、T1=1100K 、c1=1800m/s 。喷管出口气体的压力p2=0.343bar ，喷管的流量系数cd=0.96；喷管效率为 =0.88。求合适的喉部截 面积、喷管出口的截面积和出口温度。（空气：p c =1.004kJ/(kgK)， R=0.287kJ/(kgK)）（20分） 一．是非题（10分） 1、√ 2、√ 3、× 4、× 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×10、√ 二．选择题（10分） 1、B2、C3、B4、B5、A 三．填空题（10分） 1、功W;内能U 2、定温变化过程，定熵变化 3、小，大，0 4、对数曲线，对数曲线 5、 a kpv kRT ==， c M a = 四、名词解释（每题2分，共8分） 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。 焓：为简化计算，将流动工质传递的总能量中，取决于工质的热力状态的那部分能量，写在一起，引入一新的物理量，称为焓。 热力学第二定律：克劳修斯(Clausius)说法：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。开尔文一浦朗克(Kelvin —Plank)说法：不可能制造只从一个热源取热使之完全变成机械能而不引起其他变化的循环发动机。 相对湿度：湿空气的绝对湿度v ρ与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s ρ的比值， 称为相对湿度?。 五简答题（8分）
同济大学《工程热力学》期末模拟试卷
同济大学《工程热力学》期末模拟试卷 第一部分 选择题（共15分） 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.流速减小，流量增大 2、某制冷机在热源T 1= 300K ，及冷源T 2= 250K 之间工作，其制冷量为1000 KJ ，消耗功为250 KJ ，此制冷机是 【 】 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. 2/2f U mc mgz ++ D. 2 /2f U pV mc mgz +++ 4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ?=-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 。 【 】
A.可逆绝热压缩 B.不可逆绝热压缩 C.边压缩边吸热 D.边压缩边放热 6、混合气体的通用气体常数，【】。【】 A.与混合气体的成份有关 B.与混合气体的质量有关 C.与混合气体所处状态有关 D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系 7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则【】 A.Q＞0，△U＞0，W＞0 B.Q=0，△U＞0，W＞0 C.Q＞0，△U＞0，W=0 D.Q=0，△U=0，W=0 8、未饱和空气具有下列关系【】 A.t＞t w＞t d B.t＞t d＞t w. C.t = t d = t w D.t = t w＞t d 9、绝热节流过程是【】过程。【】 A.定压 B.定温 C.定熵 D.节流前后焓相等 10、抽汽式热电循环的结果是【】 A.提高循环热效率，提高热能利用率 B.提高循环热效率，降低热能利用率 C.降低循环热效率，提高热能利用率 D.降低循环热效率，降低热能利用率 11、一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气球的容积，则气球内的气球进行的是【】 A.定压过程 B.多变过程 C.定温过程 D.定容过程 12、气体的容积比热是指【】
《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。
工程热力学期末考试试题
建筑环境与设备工程专业 一、选择题(每小题3分，共分) 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 A.流速不变，流量不变 B.流速降低，流量减小 C.流速不变，流量增大 D.流速降低，流量不变 8.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经( A )过程气体终温最高。 A.绝热压缩 B.定温压缩 C.多变压缩 D.多级压缩 9._________过程是可逆过程。( C ) A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的 C.没有摩擦的准平衡 D.没有温差的 10.绝对压力p, 真空pv，环境压力Pa 间的关系为( D ) A.p+pv+pa=0 B.p+pa－pv=0 C.p－pa－pv=0 D.pa－pv－p=0 11 Q.闭口系能量方程为( D ) A. +△U+W=0 B.Q+△U－W=0 C.Q－△U+W=0 D.Q－△U－W=0 12.气体常量Rr( A ) A.与气体种类有关,与状态无关 B.与状态有关,与气体种类无关 C.与气体种类和状态均有关 D.与气体种类和状态均无关 13.理想气体的是两个相互独立的状态参数。( C ) A.温度与热力学能 B.温度与焓 C.温度与熵 D.热力学能与焓 14.已知一理想气体可逆过程中,wt=w,此过程的特性为( B ) A.定压 B.定温 C.定体 D.绝热 15.在压力为p 时,饱和水的熵为s′.干饱和蒸汽的熵为s″。当湿蒸汽的干度0 一.就是非题 1.两种湿空气的相对湿度相等,则吸收水蒸汽的能力也相等。() 2.闭口系统进行一放热过程,其熵一定减少() 3.容器中气体的压力不变,则压力表的读数也绝对不会改变。() 4.理想气体在绝热容器中作自由膨胀,则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??=() 5.对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析,其结果与所取系统的形式无关。() 6.工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程,则工质熵的变化就是一样的。() 7.对于过热水蒸气,干度1>x () 8.对于渐缩喷管,若气流的初参数一定,那么随着背压的降低,流量将增大,但最多增大到临界流量。() 9.膨胀功、流动功与技术功都就是与过程的路径有关的过程量() 10.已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。() 二.选择题(10分) 1.如果热机从热源吸热100kJ,对外作功100kJ,则()。 (A)违反热力学第一定律;(B)违反热力学第二定律; (C)不违反第一、第二定律;(D)A 与B 。 2.压力为10bar 的气体通过渐缩喷管流入1bar 的环境中,现将喷管尾部截去一小段,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)流速减小,流量增大 3.系统在可逆过程中与外界传递的热量,其数值大小取决于()。 (A)系统的初、终态;(B)系统所经历的过程; (C)(A)与(B);(D)系统的熵变。 4.不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后,其结果只能就是()。 (A)全部水变成水蒸汽(B)部分水变成水蒸汽 (C)部分或全部水变成水蒸汽(D)不能确定 5.()过程就是可逆过程。 (A)、可以从终态回复到初态的(B)、没有摩擦的 (C)、没有摩擦的准静态过程(D)、没有温差的 三.填空题(10分) 1.理想气体多变过程中,工质放热压缩升温的多变指数的范围_________ 2.蒸汽的干度定义为_________。 3.水蒸汽的汽化潜热在低温时较__________,在高温时较__________,在临界温度为__________。 4.理想气体的多变比热公式为_________ 5.采用Z 级冷却的压气机,其最佳压力比公式为_________ 四、名词解释(每题2分,共8分) 1.卡诺定理: 2..理想气体 3.水蒸气的汽化潜热 5.含湿量 五简答题(8分) 1、证明绝热过程方程式 2、已知房间内湿空气的d t 、wet t 温度,试用H —d 图定性的确定湿空气状态。 六.计算题(共54分) 1.质量为2kg 的某理想气体,在可逆多变过程中,压力从0、5MPa 降至0、1MPa,温度从162℃降至27℃,作出膨胀功267kJ,从外界吸收热量66、8kJ 。试求该理想气体的定 值比热容p c 与V c [kJ/(kg ·K)],并将此多变过程表示在v p -图与s T -图上(图上 先画出4个基本热力过程线)。(14分) 2.某蒸汽动力循环。汽轮机进口蒸汽参数为p1=13、5bar,t1=370℃,汽轮机出口蒸汽参数为p2=0、08bar 的干饱与蒸汽,设环境温度t0=20℃,试求:汽轮机的实际功量、理想功量、相对内效率(15分) 3.压气机产生压力为6bar,流量为20kg/s 的压缩空气,已知压气机进口状态1p =1bar,1t =20℃,如为不可逆绝热压缩,实际消耗功就是理论轴功的1、 15倍,求压气 机出口温度2t 及实际消耗功率P 。(已知:空气p c =1、004kJ/(kgK),气体常数R=0、287kJ/(kgK))。(15分) 4.一卡诺循环,已知两热源的温度t1=527℃、T2=27℃,循环吸热量Q1=2500KJ,试求:(A)循环的作功量。(B)排放给冷源的热量及冷源熵的增加。(10分) 一.就是非题(10分) 1、× 2、× 3、× 4、√ 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×10、× 二.选择题(10分) 1、B 2、A3、A4、A5、C 三.填空题(10分) 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 工程热力学本科生期末 复习题答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】 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 工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =??? ? ?++- ?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1 4. A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如何变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过 程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 12 1200 ISO Q Q S T T -?=+++R 0S ?= iso 0 S ?= 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工程热力学期末试卷及答案
工程热力学复习题
工程热力学期末考试试题
工程热力学本科生期末复习题答案定稿版
工程热力学期末试题及答案【第五版】【建环专业适用】
工程热力学本科生期末复习题2答案