发布时间 : 星期二 文章(完整版)工程热力学习题集及答案(1)更新完毕开始阅读c646b3b2793e0912a21614791711cc7930b77814
4．稳定流动系统的能量方程可理解为控制质量系统的能量方程。 （√）
5．不可能把热量从低温物体传向高温物体。（ X ） 6．在相同温度界线之间变温热源可逆循环的热效率等于卡诺循环的 热效率。 （ X ）
7．水蒸气在定温过程中q?w。 （X ） 8．湿空气的相对湿度越高，吸收水分的能力越强。（ X ） 9．理想气体的比定容热容是比体积的单值函数。（ X ） 10．当气流的M<1时，要使流速增加，则需使用渐扩喷管。（ X ） 11．热力系破坏平衡的速度要比恢复平衡的速度快得多。（ X ） 12．技术功为轴功和流动功之和。（ X ） 13．稳定流动系统与外界交换的功和热量相等且不随时间而变。（X ） 14．焓是开口系统中流入（或流出）系统工质所携带的取决于热力学状态的总能量。（ √ ）
15．不可能从单一热源取热使之完全变为功。（ X ） 16．概括性卡诺循环的热效率小于卡诺循环的热效率。（X ） 17．对任何温度的气体加压都能使其液化。（X ） 18．由饱和水定压加热为干饱和蒸汽的过程，温度不变。（√ ） 19．理想气体的比定压热容是温度的单值函数。（√ ） 20．工程上要求气体从M<1加速到M>1，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。（X ）
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。（√ ） 23. 状态方程式PV=mRmT是针对mkg理想气体而言的。（X ）
24. 系统的熵只能增大，不能减小。（X ）
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X2会增大。（X ） 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。（X ）
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?
答：它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平
衡状态的状态组成的过程。它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损耗。一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。
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? 答：1kg气体:pv=RrT mkg气体:pV=mRrT 1kmol气体：pVm=RT nkmol气体：pV=nRT
Rr是气体常数与物性有关，R是摩尔气体常数与物性无关。
3.干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态参数各有何特点? 答：干饱和蒸汽：x=1,p=ps t=ts v=v″,h=h″ s=s″ 湿饱和蒸汽：0 v′ 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? 答：流速为当地音速(Ma=1)时的状态称为流体的临界状态。 流体临界状态的压力(临界压力)与其滞止压力的比值，称为临界压力比。 理想气体的临界压力比只与气体的物性有关(或比热比k有关) 5.何谓汽耗率?何谓热耗率?它们与热效率有什么关系? 答：汽耗率是每作1kw?h功(每发1度电)的新蒸汽耗量(汽耗量)。 热耗率是每作1kw?h功(每发1度电)的耗热量。 热耗率与热效率是直接关联的，热耗率越高，热效率就越低； 而汽耗率与热效率就没有这种对应关系，汽耗率低不一定热效率高，汽 耗率高也不一定热效率低。 6.平衡状态与稳定态有什么联系与区别? 答：平衡态是指热力系的宏观性质不随时间变化的状态。稳定态是指热力系 的状态不随时间而变化的状态。平衡必然稳定，稳定未必平衡。 7.能量方程q=△u+w和q=Cv△T+?1pdv的适用条件有何不同? 答：前者：闭口系、任意工质、任意过程 后者：闭口系、理想气体、可逆过程 8.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? 答：轮胎内气体压力为 为常数，当T升高时P随之升高，容易 引起爆破。 9.不可逆过程熵的变化如何计算? 答：可以选择相同初、终状态间可逆过程熵的变化来计算。 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? 答：在工程实际中，常引用“速度系数”φ、“喷管效率”η和“能量损失 系数”ξ来表示因摩擦对喷管流动的影响。三者之 间的关系为： ?=1-?2=1-? MRrMRrT,VVP= 211. 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 答：热力学第一定律的实质是能量转换与守恒原理。热力学第一定律的两个基本表达式为q=?u+w；q=?h+wt 13. 热力学第二定律的实质是什么？并写出熵增原理的数学表达式。 答：热力学第二定律的实质是能量贬值原理。熵增原理的数学表达式为： dSiso≥0 。 14. 什么是可逆过程？实施可逆过程的条件是什么？ 答：可逆过程为系统与外界能够同时恢复到原态的热力过程。实施可逆过 程的条件是推动过程进行的势差为无穷小，而且无功的耗散。 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 答： 1.热力系储存能包括：热力学能、宏观动能和重力位能。 2.对于c－t图上曲边梯形面积，由微积分中值定理知，必然存在－ξ值使得曲边梯形面积与一矩形面积相等，这个ξ值在c－t图上就是平均质量热容的概念。 3.不可逆过程中，不可逆因素引起的熵的变化称为熵产。 4.所谓稳定流动，是指流体流经管道中任意点的热力状态参数及流速等均不随时间而变化的流动过程。 5.湿空气的焓值等于干空气的焓值与水蒸气的焓值之和。 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：Δuab和Δuac哪个大？ 解：（方法一） 过b、c分别作等温线，因为 ，故 ub?uc 即?uab?ub?ua??uac?uc?ua （方法二）考虑过程b-c q??u?w?uc?ub?w q?0vc?vbw?0 ub?uc ， ?uab??uac 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。 解： 因为：q??u?w 1-3：1?n1?3?k，且T3?T1及S3 n?1??2RgT1??p2?n?Rgw??pdv?L?1?????T1?T2?1??n?1p1?n?1????? 所以有w>0 边膨胀边放热 1-4： 0?n1?4???且T4?T1及S4?S1 ?u>0,q>0 w?Rgn?1?T1?T4?>0 边膨胀边吸热 1-5：1?n1?5?k且T5 ?u<0,q>0,w>0 边膨胀边吸热边降温 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 答：不正确。熵增大的过程不一定为不可逆过程，因为熵增大包括熵流和熵产两部分，如果熵流大于0，而熵产为0的可逆过程，上仍然是增大的。 （2）熵产Sg?0的过程必为不可逆过程。 答：正确。熵产是由于热力过程中的不可逆因素导致的，因此当熵产Sg?0，则此过程必定为不可逆过程。 4、某循环在700K的热源及400K的冷源之间工作，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? Wnet?Q1?Q2Q1?Wnet?Q2?10000kJ?4000kJ?14000kJ 图3 1 方法1： 设为热机循环 δQQ1Q214000kJ4000kJ??Tr?Tr1?Tr2?700K?400K?10kJ/K?0 不可能 设为制冷循环： Q1Q2δQ14000kJ4000kJ????????10kJ/K??TrTr1Tr2700K400K 符合克氏不等式，所以是不可逆制冷循环 方法2： 设为热机循环 ?C?1?TL400K?1??0.4286Th700K ?t?Wnet10000kJ??0.7126Q114000kJ