1、1第二部分 例题和习题是非题1T p-(k-1)/k=常数的适用范围为：理想气体可逆绝热过程，且比热容取定值。（对）2绝热节流后气体温度升高。答：错。绝热节流后气体温度的变化取决于气体的性质、节流前气体的状态、节流压降的大小等因素，所以绝热节流后气体温度可能升高、降低或不变。3绝热节流后气体温度可能升高。 （对）4理想气体的音速 C= 。 （对）kRgT5余隙窖的存在使压气机生产量下降，但对实际耗功无影响。答：错。余隙容积的存在不仅使压气机生产量下降，而且使单位生产量实际耗功增大，故是有害的。6活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。 （错）7收缩喷管出口截面上等熵流动的气体流速愈
2、来愈大，而当地音速则愈来愈小，所以收缩喷管某截面上流体总可达到临界压力。 （错）8收缩喷管出口截面上工质的压力最低可达临界压力。答：对。当喷管的背压小于等于喷管临界压力时，其出口截面上工质的压力最低可达临界压力。9 喷管内稳定流动气体在各截面上的流速不同，但各截面上的流量相同。 （对）10余隙容积是必需的但又是有害的，所以设计压气机的时候应尽可能降低余容比。 （对）11若实施等温缩生产高压气体，可不必分级压缩、中间冷却。 （错）12任何气体都可以在室温下通过绝热节流而降温。答：错。若某种气体的最高转回温度低于室温时，该气体在室温下绝热节流将升温。13若缩放喷管进口截面上工质的参数不变，背压提高
3、，则流经喷管的工质流量下降。 （错）选择题和填空题1某理想气体自状态 1 经历一个可逆多变过程到达状态 2，其温度下降、熵增大，则气体A压力升高、比体积增大，对外作正功B压力降低、比体积增大，对外作正功C压力升高、比体积减小，对外作负功D压力降低、比体积减小，对外作负功答：B。2某理想气体自状态 1 经历一个过程到达状态 2，见图 3-3，则气体A温度升高、熵增大、自外吸热B温度升高、熵减少、向外界放热C温度降低、熵增大、自外吸热D温度降低、熵减少、向外界放热答：A。2定量的某种理想气体经历某种可逆过程，过程中不可能同时发生2A吸热、升温又对外作正功 B吸热、降温又对外作负功C吸热、升温又对外
4、作负功 D吸热、降温又对外作正功答：B。3绝热过程的状态方程式 pvk=const， （其中 k=cp/cv）适用于A理想气体绝热过程B理想气体可逆绝热过程C理想气体定比热容可逆绝热过程D任意气体定比热容可逆绝热过程答：C。5工质绝热节流后A焓不变，压力下降，温度不变，熵增大B焓不变，压力下降，温度不变，熵不变C焓不变，压力不变，温度不定，熵增大D焓不变，压力下降，温度不定，熵增大答：D。6压力 p1=1MPa，温度 T1=473K 的空气流可逆绝热流经一个缩放喷管，已知该喷管喉部截面上温度 Tc=394K，出口截面上温度 T2=245K，空气的比定压热容可取定值为 1004J/（kgK） ，
5、则喷管各截面上最大流速 cf,max为：Ac f,max= =313m/s24587.Bc f,max= = =399m/s kRcg39.1Cc f,max= = =974 m/sTg14728.Dc f,max= = =677 m/s)(22p )53(07缩放喷管进口参数 P1和 T1和背压 Pb(Pb1故 S pS v据题意 S T=- mRgln(P2/P1) 2S v= mcvln(T2/T1)定容过程有 P 2/P1= T2/T1故 S p/S v= -Rg/ cvpu2 所以 2=1,pu2=ps2/1.704kpad2=0.622pu2/(p-p)=0.622 1.704/(
6、100-1.704)=0.01078kjg/kg 干空气故d1-d2=0.02758-0.01078=0.0168kg/kg 干空气d0=0.622p/(p-p)0.622 2.6694/(100-2.6694)=0.017059kg/kg 干空气mu0=ma0d0=0.75 0.01078=0.008085kgh0=1.005t0+d0(2501+1.86t0)=1.005 +0.017059 (2501+1.86 38)=82.06kj/kg 干空气h2=1.005t2+d2(2501+1.86t2)=1.005 15+0.01078(2501+1.86 15=42.337kj/kg)干空
7、气ma0:ma2=(h2-h3)(h3-h0)=(d2-d3)(d3-d0)=0.3313d3=(d2+0.33d0)/(1+0.33)=(0.01078+0.33 0.017059)/1.33=0.01234kg/kg 干空气h3=(h2+0.33h0)/(1+0.33)=(42.337+0.33 82.061)/0.33=51.97kg/kg 干空气又 h 3=1.005t3+d3(2501+1.86t3)，所以t3=(h-2501d3)/(1.005+1.86d3)=(51.97-0.01234 2501)/(1.005+0.012341.86)=20.5341在空调设备中将 t1=30
8、相对湿度 1=0.7 的湿空气泠却备到 t2=15，然后再加热到 t3=20，送入房间。设空气调节设备进出口总压力保持不变，pb=0.1mpa若进入空调设备的干空气为 50kg/min，试：（1）在 h-d 图上表示出空调过程；（2）计算在冷凝器中湿空气 放出的热量和凝结水量；（3）计算送入房间的空气的湿度 3；（4）加热器中加入的热量。（30。33kw，0。00685kg/s，0。729，4。27kw）42.压力 100kpa温度 35，相对湿度 =0.75 的湿空气流经空调机后温度降为20，=0.4 若空气流的压力仍为 100kpa：（1）进入空调机空气的绝对湿度 u1(kg./m3)，含
9、湿量 d1(kg/kg 干空气)焓 h1(kj/kg 干空气)；（2）空调机每处理 1kg 干空气的排水量 mw(kg/kgj 干空气)，已知 t=35时ps=5.626kpa,t=20时 ps=2.3385kpa.(0.02966kg/m3,0.027kg/kg 干空气,105.49kj/kg 干空气,0.02153kg/kg 干空气)43.压力为 p1=0.1013mpa，湿度为 t1=20，相对湿度 1=80%，流量v1=15m3/min 的空气流，与同压但湿度为 35，流量 v2=20m3/min 的十空气流混合，混合气之含湿润量及露点温度。求已知水与蒸气和温度的饱和压力关系如下：t/
10、 20 10 8 6 5 4 3Ps/kpa 2.337 10228 1.073 0.935 0.873 0.814 0.758(0.005kg/kg 干空气,4.17)44湿空气进入加热器时湿度 t1=20，相对湿度 1=0.61。在空气加热器中被加热到 130后，进入烘箱，从箱排出时温度为 40，湿物料进入烘箱时含水率为 20%，烘干革命物送出时要求含水不大于 5%。若烘干装置每小时处理湿物料 1500kg，问每小时需多少立方米空气？已知当地大气压 pb=0.101mpa；时ps=2.3368kpa时,t=40p s=7.3749kpa.(5320.3m3/h)45。向容积为 10m3的刚
11、性绝热真空贮罐充入相寻湿度为 0。7 温度为 30，压14力为 0.1mpa的湿空气，到罐内压力达 0.1mpa为止。求：贮罐内空气的（1）干球温度；（2）含湿量；（3）露点温度。已知：干空气 Rg=0.287kj/(kg k),cv=0.718kj/(kg k)；蒸汽 Rg=0.4615kj/(kg k),cv=1.402kg/(kg k);饱和水和蒸汽性质如下：ts/ 17.513 20 24.100 30p/kpa 2.0 2.337 3.0 4.241（423.2k,0.019kg/kg 干空气，23.7提示：据干空气和蒸汽的质量分数求出混合气体的比定压热容和比定容热容再由充气能量方程
12、可得干球温度）46.将 1kmol 某种理想气体在 127下进行定温不可逆压缩。压力由 0.1mpa升到 1mpa，压缩过程中气体向 27的热源放热。过程耗功比同样情况下的可逆加大 20%，试计算气体的熵变，热源熵变及取气体和热源为系统的系统熵变。(-19.14kj/k,30.63kj/k,11.49kj/k)47.有一台燃气轮机机组，其气轮机进口燃气温度为 1100k，压力为 0.5mpa，出口压力为 0.1mpa。试求以下两种情况下每 kg 燃气所作的轴轼，膨胀终了温度及工质熵的变化：（1）膨胀过程为右逆过程；（2）膨胀过程为不可逆过程，工质所作轴功为可逆过程轴功的 90%。设燃气 Rg=
13、287kj/(kg k),k=1.4,cp=1.004kj/(kg k).(1)T2=t1(p/p)=1100 (0.1/0.5)(1.4-1)/1.4=694.5kwt=h1-h2=cp(1t-t2)=1.004 (1100-694.54)=407.08kj.kgs=0(2)wt=0.9wt=0.9 407.08=366.37kj/kgh2=h1-wt=cpT1-wt=1004 1100-366.37=738.03kj/kgT2=h2/cp=(738.03/1.004)=735.06k S=cpln(T2-T1)-Rgln(p2-p1)=1.004 ln(735.06/1100)-0.287
14、 ln(0.1/0.5)=0.05721kj/(kg k)48.引射器中一种用高压气流引入低压气流使之压力提高的压缩设备，今有一台引射器，高压气流自进口 1 流入，被引射的低压气流自进口 2 进入，两股气流混合后从出口 3 流出。已知 t1=20,p 1=0.6mpa,t2=20,p 2=0.1mpap3=0.3mpa。15若流动稳定绝热，进出口截面上气流的动能可忽略不计。空气作理想气体，比热容取定什值 Rg=287J/(kj k),cp=1004j/(kg k)，试求可达到的最大引射比m2/m1.解：据稳流绝热流动能量方程 m 1h1+m2h2=m3h3，考虑互质量守恒m3=m2+m1 及理
15、想气体的性质 h=c pT,T2=T1可得 T 3=T1=293.15k.据稳流绝热流动熵方程M1s1+m2s2-m3s3+Sf+Sf=0因绝热，所以Sf=0于是Sg=m3s3-m2s2-m1s1=m1(s3-s1)+m2(s3-s2)=0所以M2/m1PB，所以取（2）因不可逆绝热稳定流动，控制容积熵变及熵流均为零，所以61一个渐缩喷管，其出口截面积为 22cm2，已知喷管进口截面上空气参数分别为 p1=0.5MPa，t 1=300，c f1=30m/s，喷管出口外的背压 pb=0.2MPa，喷管速度系数 =0.95。若空气按理想气体计，比热容取定值，c p=1.014kJ/(kg K)，
16、k=1.4，R g=0.287kJ/(kg K)。环境温度为 293.15K。求：（1）喷管质流量及出口截面上流速；（2）气流流经喷管制作功能力损失（kW） 。（1.742kg/s、401.19m/s、8.25kW）62一氧化碳气体绝热流经收缩喷管，其进口截面上参数分别为p1=05MPa、t 1=200，c f1=100m/s，喷管背压为 pb=0.2MPa。若 CO 的质量流量qm=2kg/s，喷管速度系数 =0.92，试求：（1）喷管出口截面上流速cf2；（2）喷管出口截面面积 A2；（3）不可逆造成的动能损失和气流作功能力损失。已知：CO 作理想气体处理，比热容取定值，c p=1.041
17、k J/(kg K)，Rg=0.2968k J/(kg K)，临界压力比取 0.528，环境温度T0=300K。 （374.74m/s、0.002677m 2、25.48kW，18.70kW）63由输送管送来的空气，进入到一出口面积 A2=10cm2的喷管。进口处的空气压力 p1=25MPa、温度 t1=80，进口流速可忽略。喷管出口外的背压pb=10MPa，设 cp=1.004 J/(kg K)，k=1.4，试设计喷管（形状、截面积）并计算喷管出口截面上空气的速度及流量。 （缩放喷管、A 喉=9.64cm2、404.05m/s、5.182kg/s）64进入渐缩喷管的空气的参数为 p1=0.5
18、MPa，t 1=327、c f1=150m/s。若喷管的背压 pb=270KPa，出口截面积 A2=30cm2， （1）求空气在管内作定熵流动时，喷管出口截面上气流的温度 t2；流速 cf2及喷管的质量流量 qm；（2）马赫数 Ma=0.7处的截面积 A。空气作理想气体处理，比热容取定值，R g=287 J/(kg K)，cp=1005 J/(kg K)。 （509.3K、4526m/s、0.262kg/s、0.000308m 2）65用活塞式压气机将 qm=1kg/d，0.05MPa、27的氧气加压到 1.25MPa， （1）若采用一级压缩，压气机的余隙容积比 =0.04，压缩过程的多变指数
19、n=1.25，求压气机的容积效率 V和理论消耗功率 N（kW） ；（2）若采用二级压19缩，中间冷却，每级缸的余隙容积比相等，即 1= h =0.04，多变指数也相等，n1=nh=1.25，再求压气机的容积效率 V和理论消耗功率 N（kW） 。已知氧气可作理想气体，比热容取定值，R g=260 J/(kg K)。（51.47%、352.4kW、0.801、296.2kW）66一个缩放喷管经可调阀门与贮气罐相连，罐中空气压力和温度可看成恒定，p0=0.5MPa，t 0=47，喷管处大气压为 pb=0.1MPa，喷管最小截面积为8cm2， （1）试求阀门完全开启（即无阻力）时，流经喷管的流量及出口
20、截面上的流速；（2）关小阀门，使空气经阀门后压力降到 0.3MPa，求流经喷管的流量并简述喷管中发生的现象。空气的比热容取定值，R g=287J/(kg K)，cp=1.004kJ/(kg K)。 （0.903kg/s、486.7m/s、0.542kg/s）67有一台单缸活塞式压气机吸气量为 qv1=200m3/h，已知进气参数p1=100KPa、t 1=20，终压 p2=600KPa，压缩过程 n=1.25，空气的气体常数Rg=0.287J/(kg K)。 （1）若不考虑余隙容积求压缩机所需理论功率 NC；（2）若有余隙容积，且其余隙容积与活塞排量之比为 VC/Vh=0.03，求容积效率 V
21、、每小时吸气量 V1以及压缩机所需理论功率c。12kW、0.9042、180.84m 3/h（进气状态） 、10.85kWN68某活塞式空气压缩机采用二级压缩中间冷却工艺，使温度 T1=300K，压力p1=01MPa 的空气压缩到终压 p3=1.85MPa，设低压缸和高压缸中均按 n=1.25 的可逆多变过程压缩， （1）求最佳中间压力 p2；（2）若产气量 qm=100kg/h，求低压压缩机的功率 N1和高压压缩机的功率 N2。 （0.43MPa、405kW、405kW）69某两级压缩机将空气从 p1=0.1013MPa、t 1=21压缩到 p2=3.45MPa 输出，若每级压缩均为绝热，且
22、绝热效率均为 0.7，级间充分冷却，求当空气流量为3m3/min 时（进气状态）所需的功率（见图 3-14） 。假定空气作理想气体，比热容取定值 Rg=287J/(kg K)、c p=1005J/(kg K)。解：据题意T1=T3=273+21=294K，p 1=0.1013MPaP2= =3.45MPaPa=p3= = =0.581MPa2145.30.Ta=T2=T1(p2/p1) (k-1)/k=294 (0.518/0.1013)(1.4-1)/1.4=487K据绝热效率定义 cs=(ha-h1)/( )，ha1所以 =(ha-h1)/ cs=cp(Ta-T1)/ csha1 =1.0
23、05 (487-294)/0.7 =277kJ/(kg K)同理 =277k J/(kg K)32 = + =277 2=544kJ/(kg K)a1 32 20W= qm= p1qv1/(RgT1)=544/60 101300 3/(287 294)70某活塞式空气压缩机转速为 N（r/min） ，每分钟从环境吸进温度为 21的空气 14m3，将之压缩到 0.52MPa 输出。设压缩过程为可逆绝热过程（见图 3-15） ，压缩机容积效率 V=0.755，求：（1）余隙容积比及活塞排量；（2）所需输入压缩机的功率。空气作理想气体，比热容取定值，RG=287J/(kg K)，cp=1005J/(
24、kg K)，环境大气压 Pb=0.1013MPa。0.11、18.5/N（m 3） 、49.3kW第四章 势力学第一定律和第二定律第一部分 理论概要4.1 势力学第一定律的实质势力学第一定律是能量转换与守恒定律在热过程中的应用，它确定了势力过程中势力系与外界进行能量交换时各种形态能量数量上的守恒关系。可表述为：“热是能的一种，机械能变热能，或热能变机械能的时候，它们间的比值是一定的。 ”或：“热可以变为功，功也可以变为热；一定量的热消失时，必产生相应量的功；消耗一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热。 ”自然界中一切热过程都必须遵守热力学第一定律。4.2 膨胀功、技术功和流动功功是传递过程中
25、的机械能，容积变化功称为膨胀功，可逆过程的容积变化功可由？计算，在？图上可用过程线与横轴包围的面积表示；技术功？是技术上可资利用的功，这是个工程概念，可逆过程的技术功可用？计算，在？图上可用过程线与纵轴包围面积表示；内部功？是工质在机器内部作的功，轴功？是机器轴上输出（入）的功，若不计轴承的磨擦，轴功等于内部功，即？；？，若忽略工质流进、出机器的宏观动能差及位能差，？；推动功是开口系与外界交换工质时由外部功源通过工质传递进入系统（或由系统通过工质传递到外界）的功，用？表示；系统为维持滚动所需的推动功差为流动功，用？表示。4.3 热力学第一定律表达式4.3.1 热力学第一定律基本表达可用“流入系
26、统的能量减去流出系统的能量等于系统内部储能？的增量”概括，可写成：其中：？为控制容积内部储能的增量，对稳定流动系统？；？表示过程中各种形式功的总和，若仅考虑容积变化功，则为内部功？，若进而忽略轴承磨擦，则为轴功？；和？分别表示流进、流出的各股流体。4.3.2 对于闭口，若仅考虑容积变化功并忽略宏观动能及位能的变化，第一定律可写成：若过程可逆，则上述式子称为第一定律的解析式，是热能转变成机械能的基本表达式。将其应21用到定量工质的循环的净热量：若工质为理想气体且比热容取定值，则4.3.3 对于稳流开口系，第一定律可写成：据技术功的定义，上式也可表示为：若过程可逆，则若工质为理想气体且比热容取定值
27、，则4.4 势力学第二定律的两种表述因研究对象及应用场合不同，势力学第二定律有各种不同的表述，较常见的有两种经典表述：克劳修斯表述和开尔文普朗克表述。克劳修斯表述：热量不可能自低温物体不化任何代价地、自发地传至高温物体。开尔文普朗克表述：不可能制造从单一热源吸热，使之完全变为功而不留下任何变化的热力发动机。能从单一热源吸热，使之完全变为功的热机称为第二类永动机，所以开尔文普朗克表述也可陈述为：不可能制成第二类永动机。热力学第二定律各种表述是从各个方面描述共同的物理本质能量转换和传递过程中能质蜕变（其表现形式为过程的方向性或自发过程的单向性）的，所以各种表述之间有内在的联系，彼此是等效的，违反一
28、种表述，必然导致违反另一种表述。4.5 卡诺循环和卡诺定理4.5.1 卡诺循环是由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程（即定熵过程）组成的可逆循环。其正向循环的？图和？图见图 41。图 41 正向卡诺循环4.5.2 卡诺循环的热效率由此可得出如下结论：（1）卡诺热机的热效率只取决于高温热源及低温热源的温度，提高高温热源的温度和降低低温热源的温度均可提高循环热效率；（2）由于 T1趋向零和 T2趋向无穷大都不可能，所以？；（3）T 1T 2，？0，表明从单一热源吸热的热力发动机不可能制成。224.5.3 卡诺制冷循环的制冷系数卡诺热泵循环的供暖系数4.5.4 卡诺定理指出，在相同温度范围内工作的一
29、切热机，其热效率以卡诺循环热机的热效率最高，它与工质的性质无关，由此可以叙述为两个定理：定理一：在两个相同温度的恒温热源间工作的一切热机，其热效率都相等，且与循环的种类及工质的性质无关。定理二：在两个相同温度的恒温热源间工作的一切不可逆热机，其热效率必小于可逆热机的热效率。4.6 平均吸（放）热温度和多热源热机的热效率4.6.1 系统在可逆过程 12 中的平均吸（放）热温度为4.6.2 多热源可逆循环的热效率小于同温限间的卡诺循环热效率4.6.3 概括性卡诺循环（如斯特林循环）与卡诺循环有相同的热效率。4.7 热力学第二定律的数学表达式热力学第二定律的数学表达式有各种不同的形式，但具有相同的本
30、质。（1）dS？ ？（用于过程） ；（2）？0（用于循环）（3）？0（）用于孤立系统） 。上述各式中等号用于可逆过程；不等号用于不可逆过程；？为热源的温度，在可逆过程中也就是工质温度。自然界的一切过程除了需满足热力学第一定律，还需满足热力学第二定律，一些并不违反热力学第一定律的过程因违反热力学第一定律的过程因违反热力学第二定律而不能进行，所以上述各式可心作为过程方向性的判据：使孤立系统的熵减少的过程是不可能进行的。自发过程，例如热量自高温物体传向低温物体，使由低温物体和高温物体组成的孤立系统的熵增大，故可自发进行。其逆向过程，使该孤立系统的熵减少，虽不违反第一定律，但不能进行。倘若有熵增大的补
31、偿过程伴随进行，而且孤立系统的熵增大，则该逆向过程可以进行。4.8 熵和熵方程4.8.1 熵的定义是可逆过程中系统的换热量与换热时工质温度之比，即4.8.2 在可逆过程中，定量工质熵的增、减表明了系统与外界间热交换的方向和换热量的大小，不可逆过程中换热量与换热时热源温度之比？并非熵变。熵是状态参数，故熵变与过程无关，所以某过程熵变的计算可有两种方法：其一，？，只要初、终状态确定，据状态参数性质即可计算；其二，在初、终状态间设计一个或一系列可逆过程，利用熵的定义式根据过程与外界交换的热量与换热时温度比而求取。理想气体的熵变可利用 2.1.5 小节的一组式子如？计算。若采用第二种方法即利用熵的定义
32、式计算固体和液体的熵变时，因？，由于固体和液体的体积变化较小，通常？与？相比可忽略不计，且固体和液体？，故？。当温度变化较小，比热容取定值时？。当发生相变时，相变过23程的熵可简化为？。4.8.3 比较热力学第二定律的数学表达式？和熵的定义式？，如果热源温度相同、换热量相同，则不可逆过程的熵变将大于可逆过程熵变，增大之部分显然完全由不可逆因素引起。所以可以把熵变写成？，其中？，？称作熵流，是由于系统与外界进行热交换而引起的，系统吸热熵流为正；系统放热熵流为负；绝热热过程熵流为零。？称作熵产，可逆过程中熵产越大，而且适用于任何不可逆因素引起的熵变化，因此熵产可作为过程不可逆性程度的度量。4.8.
33、4 开口系的熵变可由下列三种因素造成：一是系统与外界进行的物质交换；二是系统与外界进行换热；三是系统发生了不可逆过程，故一般开口系熵方程可写成：由于闭口系与外界无物质交换，不存在因物质流引起的系统熵变，故其熵方程为常见的稳态流系统，若一股工质流进一股流出，据稳定流动的特性，对于把取的控制容积，系统熵变为零，且？，其熵方程为：其中：？、？分别为系统进、出口截面上的比熵。对于绝热的稳态稳流过程，等号适用于可逆绝热过程；不等号适用于不可逆绝热过程。4.9 作功能力损失与熵产4.9.1 系统的作功能力是指在给定的环境条件下，系统可能作出的最大有用功。4.9.2 热量的可用能其中：？是热源平均放热温度；
34、？为环境温度。4.9.3 闭口系的作功能力4.9.4 稳流开口系的作功能力4.9.5 只要系统与环境处于不平衡状态，系统就具有作功的能力，为了得到最大有用功，系统就必须进行可逆变化，直至与环境达到热力平衡。任何不可逆变化都将造成作功能力的损失，同时任何不可逆变化都将造成熵产，所以熵产与作功能力损失有必然联系，作功能力的损失可由下式计算：第 2 部分 例题和习题是非题1.系统的平均吸热温度？0.5（？） ，其中？和？分别是工质初温和终温。答：错。？（？ /？） ，其中？和？分别是吸热量过程熵变。2.热力过程中，工质向外界放热，其温度必然降低。答：错。？，并且热力学能是温度和比体积的函数，故其温度
35、未必降低。243.根据第一定律任何循环的净热量等于该循环的净功量。 （对）4.动力循环的热效率小于 1。答：错。据第二定律，动力循环的热效率小于 1，不可能等于 1。5.逆向循环的性能系数小于或等于 1。答：错。制冷循环的性能系数可大于、等于或小于 1，热泵循环的性能系数大于 1。6.多热源可逆循环的热效率小于或等于同温限间卡诺循环热效率。 （错）7.工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增大。答：错。由于稳定流动，控制容积内各状态参数均不随时间而变，故其熵不变。8.闭口绝热系的熵不可能减少。 （对）9.可逆循环的热效率大于不可逆循环。 （错）10.相同的高温热源和低温热源的可逆循环的热
36、效率大于不可逆循环，所以可逆循环输出的功大于不可逆循环。答：错。循环输出功？，并不是唯一取决于热效率。11.热泵循环的供暧系数不小于 1。 （错）12.为提高热源中热量的可用能，要减少热量中的废热。答：错。当热源温度及环境温度确定后，可用能和废热是确定的，我们能做的仅是减少过程的不可逆性以降低可用能损失。13.不可逆循环的热效率可以用？1？/？表示，其中？/？，是循环平均放热温度，？/？，是循环平均吸热温度。答：错。上述平均温度的概念仅适用于可逆过程，由于循环不可逆，故不一定同时存在？和？。14.不可逆过程可自发进行。答：对。自发过程不可逆，它既不违反第一定律也不违反第二定律。15.蒸汽动力装
37、置热效率很少超过 40，这表明由冷凝器中冷却水带走的热量太多，应该努力提高冷凝器的性能，使？趋向于零。答：错。？较大是蒸汽动力装置本身特性决定的，提高冷凝器的性能可以减少？，但这种努力受到环境温度的制约，不可能趋向于零。16.从热力学角度考虑，用电取暧比用煤燃烧取暧合理，因煤的不完全燃烧会带来损失，而电能可百分这百地转化为热量。答：错。用能除考虑其数量满足需要，还应考虑其质量匹配，电能几乎可完全转变成机械能，用来取暧是一种浪费。17.工质从同一初态出发，经历一可逆过程和另一不可逆过程达到相同的终态，则两种过程中工质与交换的热量相同。 （错）18.任意循环满足？0，其中？/？为工质吸热量及吸热时
38、温度之比。 （错）19.任何热力系热力学能火用只能减小，不能增大。答：错。孤立系热力学能火用只能减小，不能增大，非孤立系中虽然不可逆造成火用损失，但外界也有可能输入火用，故可以增大。20.孤立系统的火用只能减小，不能增大。 （对）选择题和填空题1.工质经不可逆过程后，其熵变？A、大于 0 B、等于 0 C、小于 0 D、不定25答：D。2.工质经不可逆绝热过程后，其熵变？A、大于 0 B、等于 0 C、小于 0 D、不定答：A。3.孤立系统经不可逆过程后，其熵变？A、大于 0 B、等于 0 C、小于 0 D、不定答：A。4.系统经不可逆吸热过程后，其熵变？A、大于 0 B、等于 0 C、小于
39、0 D、不定答：A。5.热力学第一定律用于_A 开口系统、理想气体、稳定流动B 闭口系统、实际气体、任意流动C 任意系统、任意工质、任意过程D 任意系统、任意工质、可逆过程答：C。6.下列哪一种说法不表示热力学第一定律：A 热可以变为功，功可以变为热，在转换中是有一定比例关系的B 在孤立系统内能量总数保持不变C 第一类永动机是造不成的D 热机热效率不能大于 1答：D。7.分别处于刚性绝热容器两侧的两种不同种类的理想气体，抽去隔板混合前后A B C D 答：D。8.q？适用于A 理想气体、闭口系统、可逆过程B 实际气体、开口系统、可逆过程C 任意气体、闭口系统、任意过程D 任意气体、开口系统、任
40、意过程答：C。9. q？适用于A 理想气体、闭口系统、可逆过程B 实际气体、开口系统、可逆过程C 任意气体、闭口系统、任意过程D 任意气体、开口系统、稳流过程答：D。2610. q？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、闭口系统、任意过程D 任意气体、开品系统、任意过程答：A。11. q？适用于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、可逆过程答：C。12.闭口系统工质经历不可逆变化过程，系统对外作功 20Kj，与外界换热20Kj，则系统熵变A 增加B 减少C 不变D 不能确定
41、答：D。13.在闭口绝热系中进行的一切过程必定使系统熵A 增大B 不变C 减小D 增大或不变答：D。14.有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环时，可以从单一热源吸收 1000kJ 的热，并输出 1200kJ 的功，这台热机A 违反了第一定律B 违反了第二定律C 违反了第一定律和第二定律D 既不违反第一定律也不违反第二定律答：C。15.有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环时，可以从单一热源吸收 100kJ 的热，并输出 100kJ 的功，这台热机A 违反了第一定律B 违反了第二定律C 违反了第一定律和第二定律D 既不违反第一定律也不违反第二定律答：D。16.对
42、于任何一个过程，第二定律要求体系的熵变为A 正数或零B 零C 负数或零D 正数或零或负数，不能说定是哪一种27答：D。17.卡诺定理指出A 相同温限内一切可逆循环的热效率相等B 相同温限内可逆循环的热率必大于不可逆循环的热效率C 相同温度的两个恒温热源间工作的一切可逆循环的热效率相等D 相同温度的两个恒温热源间工作的一切循环的热效率相等答：C。18.经不等温传热后A 热量的可用能和废热均减少B 热量的可用能减少，废热增大C 热量的可用能不变，废热增大D 热量的可用能不变，废热减小答：B。19.稳态稳流装置中工质流体按不可逆绝热变化，系统对外作功 10kJ，则此开口系统的熵A 增加B 减少C 不
43、变D 不能确定答：C。20.稳态稳流装置中工质流体经历可逆变化，系统对外作功 20kJ，与外界换热15kJ，则出口截面上流体的熵与进口截面上熵相比A 增加B 减少C 不变D 不能确定答：B。21.稳态稳流装置中工质流体经历不可逆过程，系统对外作功 20kJ，与外界换热15kJ，则出口截面上流体的熵与进口截面上的熵相比A 增加B 减少C 不变D 不能确定答：D。22.闭口系工质经历可逆变化过程，系统对外作功 20kJ，与外界换热20kJ，则系统熵变A 增加B 减少C 不变D 不能确定答：B。23.系统由初态 1 分钟分别经过可逆和不可逆过程到达相同的终态 2，则两过程中外界熵的变化？和？有下述关
44、系：A 28B C D 答：C。24.关于热力学第二定律表述，正确的是_A 不可能从热源吸取热量使之变为有用功而不产生其他影响B 不可能从单一热源吸收热量使之完全变为有用功C 热量不可能从高温物体传向低温物体而不产生其他变化D 不可能把热量从低温物体向传向高温物体而不产生其他变化答：D。25.1kg 某气体（k=1.4,?=1.12kJ/(kgK)）被压缩过程中，接受外界功？，温度升高 80？，此过程中该气体对外界放热_kJA 26B 64C 154D ABC 都不对答：A。26.相同温度的热源和冷源之间一切可逆循环的热效率A 必定相等，且与工质种类有关B 必定相等，且与工质种类无关C 必定不
45、相等，且与工质种类无关D 必定不相等，且与工质种类有关答：B。27.卡诺循环是A 相同温限间效率最高的可逆循环B 效率最高的实际不可逆循环C 一种由可逆过程组成的循环D 效率最高的任意循环答：A。28.在密闭门窗的房间内，启动一台打开的冰箱，经一段时间运行，则室温将A 降低B 升高C 不变D 不定答：B。29.由_的热效率表达式可以得出第二类永动机的不可能性。A 狄塞耳循环B 卡诺循环C 朗肯循环D 布雷顿循环答：B。30.如果热源温度不变，增大卡诺循环功，则卡诺循环的热效率将A 增大B 不变29C 减小D 不定答：B。31.热力学第二定律阐明了能量转换的_A 条件B 方向C 深度D A+B+
46、C答：D。32.功不是状态参数，内能与推动功之和_A 不是状态参数B 不是广延量C 是状态参数D 没有意义答：C。33.焓是状态能数，对于_其没有物理意义。A 开口系统B 绝热系统C 闭口系统 D 稳流开口系统答：C。34.在可逆过程中，闭口系统的熵增加，该系统必_A 放热B 吸热C 绝热D 不定答：B。35.在不可逆过程中，系统的熵_A 增大B 减少C 不变D 不定答：D。36.系统吸热时的温度越高，系统熵变化_，热量中可用能_，不可用能_A 越小，越小，越小B 越小，越小，越大C 越大，越大，越小D 越小，越大，越小答：D。简答题1.若分别以某种服从？的气体（其中？为常数）和理想气体为工质
47、在两个恒温热源之间进行卡诺循环，试比较哪个循环的热效率大一些，为什么？答：两个循环的热效率一样大。卡诺定理指出两个恒温热源之间的一切可30逆循环热效率相等，与工质性质无关。2.当工质为定值比热容的空气时，试问定压过程中加入的质热量有百分这多少转变成膨胀功？（=0.2857）3.现有两个容积相等且材质也相同的容器，它们的容积为 1m3，其中一个装有压力为 1MPa 的饱和蒸汽，另一个盛有 1MPa 的饱和水，如果由于意外的原因发生爆炸，问哪一个容器爆炸引起的危害性大些？已知：p=1MPa 时，?=0.001127m3/kg；？=0.19430 m 3/kg；?；？。答：盛饱和水的容器爆炸的危害性
48、更大，因？4下面的说法是否正确，为什么？“若从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的？必大于可逆途径？。 ”（不正确）5循环的净功？愈大，循环热效率？愈高。 （不正确）6有人提出一个循环 1-2-3-1：其中 1-2 是可逆定温吸热过程、2-3 是可逆绝热过程、3-1 为不可逆绝热过程，如图 4-2 所示，其中 1，2，3 分别为三个平衡状态。试问此循环能否实现，为什么？答：不可能。工质在过程 1-2 中熵增大；在过程 2-3 中熵保持不变；而在过程 3-1 中工质熵仍增大，不能恢复到初态 1 时的值，故此循环不可能实现。又：在所谓的循环中工质只从一个热源吸热源吸热而没有放热过程，违反了第二定律，故此循环不能实现。7实际过程中能量会被浪费而减少，所以要节能。答：若浪费理解为能量数量的浪费，则不正确的，因为任意实际过程中能量可以从一种形式转变成另一种形式，其数量保持恒定，若浪费理解为能量质量的蜕变，则又是否正确的，节能是尽量减少能量质量的蜕变
