工程热力学习题集.doc

1、工程热力学习题集一、填空题1能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。2孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。3单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。4测得容器的真空度 ，大气压力 ，则容器内的绝对压力为 48VpKPaMPapb102.。5只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。6饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。7在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。 （填高、低和多、少）8克劳修斯积分 为可逆循环。/QTA9熵流是由

2、引起的。10多原子理想气体的定值比热容 。Vc11能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。12绝热系是与外界无 交换的热力系。13状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。14测得容器的表压力 ，大气压力 ，则容器内的绝对压力75gpKPaMPapb098.为 。15如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。16卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。17相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。 （填大、小）18克劳修斯积分 为不可逆循环。/QTA19熵产是由 引起的。

3、20双原子理想气体的定值比热容 。pc21、基本热力学状态参数有：（ ） 、 （ ） 、 （ ） 。22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。23、热力平衡的充要条件是：（ ） 。24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ） 。25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ） 、 （ ） 、 （ ） 。31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_。32.在国际单位制中温度的单位是_。33.根据稳定流动能量方程，风机、水泵的能量方程可简化为_。34.同样大小的容器内分别储存了同样温度的氢气和氧气，若二个容器内气体的压力相等，则

4、二种气体质量的大小为 _ 。2Hm2O35.已知理想气体的比热 C 随温度的升高而增大，当 t2t1时， 的大小关系为212ttt0C与_。36.已知混合气体中各组元气体的质量分数 i和摩尔质量 Mi，则各组元气体的摩尔分数 i为_。37.由热力系与外界发生_交换而引起的熵变化称为熵流。38.设有一卡诺热机工作于 600和 30热源之间，则卡诺热机的效率为_。39.在蒸汽动力循环中，汽轮机排汽压力的降低受_温度的限制。40.燃气轮机装置定压加热循环的_是决定循环热效率的唯一的条件。41.与外界既无能量交换也无物质交换的热力系称为_热力系。42.热力系的储存能包括_。43.已知某双原子气体的气体

5、常数 Rr=260J/(kgk)，则其定值定体质量比热容cv=_J/(kgk)。44.已知 1kg 理想气体定压过程初、终态的基本状态参数和其比热容，其热力学能的变化量可求出为 u=_。45.定值比热容为 cn 的多变过程，初温为 t1,终温为 t2，其熵变量 s=_ 。46.水蒸汽的临界压力为_MPa。47.流体流经管道某处的流速与_的比值称为该处流体的马赫数。48.汽轮机的排汽压力越低，循环热效率越高，但排汽压力的降低受到了_的限制。49.压气机增压比较大时，为了减少滞胀容积、提高容积效率，除了尽可能减小余隙容积外，通常还采取_的措施。50.未饱和湿空气的相对湿度值在_之间。51. 根据热

6、力系统和外界有无（ ）交换，热力系统可划分为开口系统和闭口系统。 52. 作为工质状态参数的压力应该是工质的（ ）。53. 稳定流动能量方程式为（ ）。54. 理想气体的定压比热C P和定容比热C V都仅仅是（ ）的单值函数。55. 氧气O 2的定压比热C P=0.219kcal/kgK,分子量=32.则其定容比热C V=( )kJ/kgK。56. 在P-V图上,经过同一点的定温线和定熵热线相比( )较陡。57. 将机械能转变为热能的循环叫做（ ）。58. 卡诺循环是由（ ）组成的。 59. 水蒸汽定压发生过程所经历的三个阶段分别是（ ）。60. 工质经过一个绝热节流过程后，熵（ ）二、单项选

7、择题1._过程是可逆过程。( )A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的C.没有摩擦的准平衡 D.没有温差的2.绝对压力 p, 真空 pv，环境压力 Pa间的关系为( )A.p+pv+pa=0 B.p+pap v=0 C.pp ap v=0 D.pap vp=03.闭口系能量方程为( )A.Q+U+W=0 B.Q+UW=0 C.QU+W=0 D.QUW=04.气体常量 Rr( )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5.理想气体的 是两个相互独立的状态参数。( )A.温度与热力学能 B.温度与焓 C.温度与熵 D.

8、热力学能与焓6.已知一理想气体可逆过程中,w t=w,此过程的特性为( )A.定压 B.定温 C.定体 D.绝热7.卡诺循环如图所示,其吸热量 Q1=( )A.RrT1ln B.RrT1ln2p2vC.T1S 34 D.T1S 218.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 0ss B.sss C.sss9.电厂热力设备中， 内的热力过程可视为定温过程。A.锅炉 B.汽轮机 C.凝汽器 D.水泵10.可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为( )A.dh=vdp B.dh=vdp C.dh=pdv D.dh=pdv11.水蒸汽动力循环的下列设备中

9、,有效能损失最大的设备是( )A.锅炉 B.汽轮机 C.凝汽器 D.水泵12.活塞式压气机的余隙容积增大使( )A.wc增大, v减小 B.w c不变, v减小C.wc不变, v不变 D.w c减小, v减小13.已知燃气轮机理想定压加热循环压气机进,出口空气的温度为 T1、T 2;燃烧室出口燃气温度为 T3,则其理想循环热效率为( )A1 B.1 C.1 D.1221T233214饱和湿空气的相对湿度（ ）A 1 B. =1 C. W D. Wt1，则应采用拉伐尔喷管。 （ ）21. 作为工质状态参数的压力应该是表压力。（） 22. 边界可以是真实存在的，也可以是假想的，还可以是移动的。（）

10、 23. 状态方程式PV=mR mT是针对mkg 理想气体而言的。（ ） 24. 系统的熵只能增大，不能减小。（） 25. 当气流完全被滞止时，焓将增至最大。（） 26. 蒸汽在汽轮机中膨胀时，由于有摩阻的存在，乏汽干度X 2会增大。（） 27. 稳定流动是指不随时间而变的流动。（） 28. 工质一边吸热，一边降温是可能的。（） 29. 热量和功是两个很重要的状态参数。（） 30. 蒸汽在喷管内动能的增量，总是等于其绝热焓降。（） 四、简答题1.准平衡过程与可逆过程有何共同处?有何区别?有何联系?2.理想气体状态方程有哪些常见形式?方程中的常数项与物性是否有关?3.干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态

11、参数各有何特点?4.何谓汽流在喷管中的临界状态?何谓临界压力比?理想气体的临界压力比与哪些因素有关?5.何谓汽耗率?何谓热耗率?它们与热效率有什么关系?6.平衡状态与稳定态有什么联系与区别?7.能量方程 q=u+w 和 q=CvT+ 的适用条件有何不同?21pd8.夏天，自行车在被太阳晒得很热的马路上行驶时，为什么容易引起轮胎爆破?9.不可逆过程熵的变化如何计算?10.在工程实际中，常引用哪些参数来表示因摩擦对喷管流动的影响?它们之间有何关系?11. 画图表示绝对压力，表压力，真空度，大气压力之间的关系。12. 热力学第一定律的实质是什么？并写出热力学第一定律的两个基本表达式。13. 热力学第

12、二定律的实质是什么？并写出熵增原理的数学表达式。 14. 什么是可逆过程？实施可逆过程的条件是什么？五、名词解释(每小题 5 分，共 25 分)1.热力系的储存能2.平均质量热容3.熵产4.稳定流动5.湿空气的焓六、分析题1、如图 1，某种理想气体有两任意过程 a-b 和 a-c，已知 b， c 在同一可逆绝热线上，试分析： uab和 uac哪个大？2、某理想气体经历 4 个过程，如图 2 所示。指出各过程加热或放热，膨胀或压缩。3、请分析以下几种说法正确吗？为什么？（1）熵增大的过程必为不可逆过程；（2）熵产 的过程必为不可逆过程。0gS4、某循环在 700K 的热源及 400K 的冷源之间

13、工作，如图 3 所示。（1）用克劳修斯积分不等式判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆?（2）用卡诺定理判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆? 七、计算题1某蒸汽动力装置，蒸汽流量为 40 t/h，进口处压力表读数为 ，进口比焓为9.0MPakJ/kg；出口真空表读数为 ，比焓为 kJ/kg ，当时当地大气压力为34095.06KPa24，汽轮机对环境放热为 6.3103kJ/h。试求：98.6KPa（1） 汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各为多少？（2） 单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？（3） 汽轮机的功率为多大？（4） 若进出口蒸汽流速分别为 60m/s 和 140m/s

14、 时，对汽轮机输出功有多大影响？图 3图 1 图 22将 0.8 温度为 1000的碳钢放入盛有 6 温度为 18的水的绝热容器中，最后达到kgkg热平衡。试求此过程中不可逆引起的熵产。碳钢和水的比热容分别为 和 。0.47/()cJKA4.187/()wckJgKA3、0.5kmol 某种单原子理想气体 ，由 25，2m 3可逆绝热膨胀到 1atm，然后在此状态的温度下定温可逆压缩回到 2m3。（1）画出各过程的 p-v 图及 T-s 图；（5 分）（2）计算整个过程的 Q， W， U， H 及 S。4系统经一热力过程，放热 8kJ，对外作功 26 kJ。为使其返回原状态，对系统加热 6 k

15、J，问需对系统作功多少？5一卡诺机工作在 800和 20的两热源间，试求：（1） 卡诺机的热效率；（2） 若卡诺机每分钟从高温热源吸入 1000 kJ 热量，此卡诺机净输出功率为多少 kW？（3） 求每分钟向低温热源排出的热量。6 空气从相同初态 、 经定容过程至终温 ，试求吸kg110.2pMPa135t2180t热量、膨胀功、技术功和初终态焓差。 （空气的 ，)/(04.KkgJcp， 。 ）)/(7.0KJcV)/(87.KkgJRg7、如图所示，气缸内充以空气，活塞及负载 205kg，缸壁充分导热，活塞的初始高度为10cm，活塞的横截面积为 100cm2，气缸内的空气初始温度为 27，

16、初始压力为771mmmHg。若取走 90kg 负载，待平衡后，求：（1）活塞上升的高度；（2）气体在过程中作的功，已知 。KKgJTu68.0/8、封闭气缸中气体初态 p1=8MPa， t1=1300，经过可逆多变膨胀过程变化到终态p2=0.4MPa， t2=400。已知该气体的气体常数 Rg=0.287kJ/(kgK)，比热容为常数，cV=0.716 kJ/(kgK)。（1）求多变过程的多变指数；（2）求多变过程的膨胀功；（3）试判断气体在该过程中各是放热还是吸热的？9.m=2.26kg 理想气体的气体常数 Rr=430J/(kgk)，比热比 k=1.35。初温 T1=477K，经可逆定体过

17、程后终温 T2=591K。求 Q、U 、W、S。10.设炉膛中火焰的温度恒为 tr=1500，汽锅内蒸汽的温度恒为 ts=500，环境温度为t0=25，求火焰每传出 1000kJ 热量引起的熵产和作功能力损失。11.空气可逆绝热流过一喷管，入口压力 p1=0.7MPa，温度 t1=800，出口压力p2=0.15MPa，此喷管是什么外型的喷管?入口空气流速忽略不计，比热容和比热比取定值，分别为 cp=1.004kJ/(kgK)，k=1.4，求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。12. m=1.5kg 空气按可逆定温过程由初态 T1=328K,P1=0.25106Pa 变化到终态P2=0.15106

18、Pa，空气的 Rr=0.287KJ/(kgk)，试求此定温过程的 Q、W、U、H。13. 空气在渐缩喷管进口截面上的压力 P1=1.5106Pa，比体积 V1=0.065m3/kg，VC 10；喷管出口截面上的压力 P2=0.8106Pa 出口截面积 A2=14cm2；设空气的 Rr=287J/(kgk)，比热容比 K=1.4。试求：(1)喷管出口截面上的比体积 V2，温度 T2(2)空气流经出口截面时的速度 VC214. 某燃气轮机排气 1.20kg/s，温度为 T1=576K,定压排入温度 T0=283K 的环境；设排气的Cp=1.021KJ/(kgk)。试求每小时燃气轮机的排气热量中的有

19、效能和无效能。15.设炉膛中火焰的温度恒为 tr=1500，汽锅内蒸汽的温度恒为 ts=500，环境温度为t0=25，求火焰每传出 1000kJ 热量引起的熵产和作功能力损失。16. m=1.5kg 空气按可逆定温过程由初态 T1=328K,P1=0.25106Pa 变化到终态P2=0.15106Pa，空气的 Rr=0.287KJ/(kgk)，试求此定温过程的 Q、W、U、H。17某蒸汽动力装置，蒸汽流量为 40 t/h，进口处压力表读数为 ，进口比焓为9.0MPakJ/kg；出口真空表读数为 ，比焓为 kJ/kg ，当时当地大气压力为34095.06KPa24，汽轮机对环境放热为 6.310

20、3kJ/h。试求：98.6Ka（1）汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各为多少？（2）单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？（3）汽轮机的功率为多大？（4）若进出口蒸汽流速分别为 60m/s 和 140m/s 时，对汽轮机输出功有多大影响？18.已知理想气体的定容比热c v=a+bT，其中a、b为常数。试导出其内能、焓和熵的计算公式。（10分）19.质量为2kg的某双原子气体，在可逆多变过程中压力从0.5MPa降至0.1MPa，温度从162C降至27C，作出膨胀功267 kJ，从外界吸热量66.8kJ 。试求该理想气体的定值比热C p和C v (kJ/kg.K)20、 质量为3kg的空气，在可逆绝热压缩过程中压力从0.1MPa升高至6MPa，初始温度为300K，绝热指数为1.4，气体常数为 287J/kgK。试求：1).将此过程表示在p-v图和T-s图上；（6分） 2.) 经可逆绝热压缩后的终态温度； （4分） 3.) 空气的定值比热c p和c v (J/kg.K)；（4分） 4)该过程的容积功和技术功。（6 分） （共 20 分）