大气的热力作用习题
1．与同纬度的长江中下游平原相比，青藏高原气温日较差大的原因为（ ）
①青藏高原距离太阳近 ②青藏高原比长江中下游平原太阳高度角大 ③地势高，空气稀薄 ④白天太阳辐射强 ⑤云层厚 ⑥夜晚大气逆辐射弱
A ．①②③
B ．④⑤⑥
C ．③④⑥
D ．②⑤⑥ 2．天气晴朗且大气污染较轻时，下列叙述正确的是（ ）
①夜晚气温较阴天高②白天气温较阴天高③气温日变化幅度大④白天大气反射加强 A ．①② B ．②③ C ．③④ D ．①④ 3．以下现象与大气对太阳辐射的削弱作用无关的是（ ）
A ．夏季天空多云时，白天气温不太高
B ．臭氧能够防止紫外线对地表生物的危害
C ．多云比少云气温日较差小
D ．多云的夜晚比晴朗的夜晚温暖 4.气象谚语有“露重见晴天”的说法。就此现象，下列叙述正确的是 A ．天空云量少，大气保温作用强 B ．地面辐射强，地表降温慢 C ．空气中水汽少，地表降温慢
D ．大气逆辐射弱，地表降温快 5.根据图中昼夜的阴晴情况，判断下列叙述不正确的是( )
A ．若在苏南盛夏，甲地闷热难挡
B ．若在苏北冬季，乙地人此日感觉稍暖
C ．丙图常见于我国西北地区
D ．假设四图连续出现于某地的四天中，丁日气温日较差最小
“春天孩儿面，一日三朝变”。请参阅今年3月1日至17日上海地区气温曲线图，回答9－11题。
9.图中最低气温出现的日期是17天中的 A ．7日 B ．10日 C ．12日 D ．17日 10.下列4天中，气温日较差最大的一天是
A ．3日
B ．6日
C ．11日
D ．16日 11.造成初春气温骤变的原因，除冷暖气流的影响外，云对气温
高低也有一定的影响。以下关于云对气温影响的正确叙述是
（ ）
①白天多云，云对太阳辐射的反射作用，造成地面气温不太高
②白天多云，云对太阳辐射的吸收作用，造成地面气温升得更高
③夜晚多云，云对地面起保温作用，使地面气温比无云时高
④夜晚多云，云将地面热量传到太空中，使地面气温比无云时更低
A ．①④
B ．②③
C ．①③
D ．②④ 地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差称为有效辐射。读图并结合所学知识，回答12～13题。
12.关于甲、乙、丙三地多年平均年有效辐射总量的空间分布，下列叙述正确的是( ) A ．由甲地向乙地急剧增加B ．由乙地向丙地急剧增加
C ．由甲地向丙地逐渐减少
D ．由丙地向乙地逐渐减少
13.关于地面辐射和大气逆辐射，下列叙述不正确的是( )
A ．地面辐射与下垫面性质有关
B ．地面温度越高，地面辐射越弱
C ．空气温度越低，大气逆辐射越弱
D ．空气湿度大、云量多，大气逆辐射强 下图是“某区域太阳年辐射总量等值线图”（单位：百万焦耳/平方米·年）。据此回答14~15题 14.①、②两地太阳年辐射总量的最大差值R 可能是
A 、2900 B 、3400 C 、3900 D 、4400 15.导致①、②两地太阳年辐射总量差异的主要因素是 A.副热带高压 B.纬度位置 C.地形地势 D.西南季风 1.材料一 年日照时数是指太阳直接辐射地面时间的一年累计值，以小时为单位。下图是我国某区域年日照时数分布图。 （1 ）请描述图示区域年日照时数的分布规律。 _________________________________________ （2 ）说出图中甲、乙区域年日照时数的范围，简要分析原因。 _________________________________________ 1．读下表，在风速大致相同，而气温垂直分布不同的A 、B 、C 、D 四种情况中，最有利于该地某工厂78米高的烟囱烟尘扩散的是（ ） 20米 40米 60米 80米 100米 A 16.3℃ 16.6℃ 16.8℃ 17.0℃ 17.1℃ B 21.0℃ 21.0℃ 20.9℃ 20.9℃ 21.0℃ C 20.9℃ 20.8℃ 20.6℃ 20.2℃ 20.0℃ D 15.2℃ 14.8℃ 14.7℃ 14.9℃ 15.2℃ 2．右上图表示近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为T 。3000米高空的实际温度为Ts 。当Ts ≥T 时，近地面空气上升将受阻，即出 现了逆温现象。读某城市春季气温日变化图。回答： (1)若Ts 稳定在—8℃，该城市气温至少 要上升到 ℃以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为 时。 (2)一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到“净化”空气的作用。所以，在图示的情况下；仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼的时间宜选在 时以后。 形成沙尘暴的条件主要是干旱、大风、对流旺盛，若对流层大气出现逆温现象可以抑制沙尘暴。读图，回答6～7题 6.若E 处的高度为1000米，气温为-100C ，要抑制沙尘暴的发生，F 地的气温至少应降到 A ．一6℃以下 B ．6℃以下 C ．一4℃以下 D ．4℃以下 7.图9—3右侧是“F 地某日气温变化曲线图”，该地最有可能出现沙尘暴的时段是 A ．①时段 B ．②时段 C ．③时段 D ．④时段 右图某地气温垂直分布图,读图回答8～10题。 8. 甲、乙、丙、丁四图中最有利于大气污染物扩散的是 A. 甲 B. C. 丙 D. 丁 9. 若该地气温由甲逐渐演变到丁，则造成 气温垂直变化的原因可能是 ①台风过境②晴朗无云的夜晚③冷空气南下 A. ①④ B. ③⑥ C. ②③ D. ⑤⑥ 10.下列哪种地形易造成该地气温由甲到丁演变 A. 山地 B. C. 平原 D. 丘陵 读南京北城郊秋季某日垂直温度梯度（0C/100米）时空变化图。完成11-13题： 11.该日此地发生大气逆温现象的时段是： A.8时-16时30分 B.17时-23时 C.16时30分-7时 D.23时-5时 12.发生大气逆温现象的最大高度约为： A.500米 B.100米 C.350米 D.150米 13.当某地大气发生逆温时： A.空气对流更加显著 B.抑制污染物向上扩散 C.有利于大气成云致雨 D.减少大气中臭氧含量 15.对流层底部逆温现象最容易出现在： A、多云的夜晚 B、晴朗的夜晚至日出前后 C、晴朗的白天 D、多云的白天至日落前后 16.下列现象的产生，与逆温有关的是： A、清晨，炊烟袅袅，笼罩着山村 B、“大漠孤烟直，长河落日圆” C、“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开” D、“阴雨霏霏，连日不开” 城市是人类对自然环境干预强烈的地方，在城市地域中，人类改变了自然环境面貌，影响了城市气候，引发了影响人类生存的城市环境问题。下图为“某市区空气污染的空间分布形态和该市4月份气温垂直分布图”，读图完成5～6题。 5．根据“空气污染的空间分布形态图”，分析该城市主要空气污染来源位于( ) A．Ⅰ B．Ⅱ C．Ⅲ D．Ⅳ6．观察该市4月份气温垂直分布图，判断甲、乙、丙、丁四图中最有利于该市大气污染物扩散的是 A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 下图为不同地形气温日变化图，读图回答1-2题 1.下列叙述正确的是： A．冬季一天中最高气温出现在谷地B．山顶气温日变化最小 C．山顶冬季日温差大于夏季日温差D．谷地冬季日温差远大于夏季日温差 2.导致一天中最低温出现在山谷的主要原因是A山谷地形闭塞，降温快 B．夜间吹谷风，谷地散热快 C．夜间吹山风，冷空气沿山坡下沉集聚在谷地D．谷地多夜雨，降温快 3.在无风的地方点燃蚊香，只见烟雾总是先上升，但只能上升到一定高度。这是因为（）A .空气受热膨胀上升，到一定高度因重力作用下沉B .空气遇冷收缩上升，到一定高度因重力作用下沉 C .空气受热膨胀上升，到一定高度后气压改变导致空气向四周分散流动 D. 空气遇冷收缩上升，到一定高度后气压改变导致空气向四周分散流动 1.下图表示的是某滨海地区陆地和海洋表面气温日变化的曲线图。回答 影视片中往往让女主角面朝大海，海风吹拂面部，让头发向后飘逸以反映女主人翁的快乐心情，如果你是导演你会选择什么时间段来拍摄该情境 A.18时—次日7时 B．7时—当日16时C．16时—次日8时 D．6时—次日18时 5．如果此图为热力环流侧视图，则以下说法正确的是（） A．引起热力环流的原因是地面冷热不均 B．温度：A>B>C>D C．热力环流是大气运动最复杂的形式 D．气压：D>A>B>C 6．如果此图是城市热岛环流侧视图，在②处进行植树造林，对城市空气起到的作用是（）A．增温和增湿B．净化和增温 C．净化和增湿D．减湿和减温 7．如果此图表示的是山谷风示意图，那么上升气流③表示的可能是（） ①白天的谷地②白天的山坡③夜晚的谷地④夜晚的山坡 A．①②B．②③C．③④D．①④ 读图,完成4 —5题 4.若甲、乙为相距不远的陆地,a、c为水平气流,b、d为垂直气流, 则甲、乙、丙、丁四处气压的关系为( ) A>乙>丙>丁B>甲>丙>丁 C>甲>丁>丙D>乙>丁>丙 5.若甲地为郊区,乙地为城市,其余条件与上题相同,从环境效益的 角度考虑,不宜在甲地建立的企业是( ) A.造纸厂 B.水泥厂 C.家具厂 D.电子厂 一、等压面判读 1.气压：是指从观测高度以上到大气上界的空气柱重量。对于同一地点而言，气压总是随着高度的增加而降低。气压单位一般用百帕或毫米汞柱。 2.等压面：空间气压值相等的各点所组成的面就是等压面。不同海拔高度上，越向高空，气压值越低：同一高度上各地的气压不等，等压面就象山丘一样起伏不平，气压比四周高的地方，等压面上凸，而且气压愈高的地方等压面上凸的愈厉害；气压低的地方，等压面下凹，而且气压愈低，等压面下凹的愈厉害。 3.等压面的判读 ⑴根据等压面的凸向判断气压的高低：“高高低低”法则：等压面往高处（指的是海拨高度）凸的地方为高压区，等压面往低处凸的地方为低压区。 右图中，据等压线的分布，同一高度面上A处等压线向上凸出， 说明该处气压较高，而处于同一高度的B处气压较低 ⑵判断风向 ⑶根据等压线(面)的弯曲状况确定下垫面的冷热：在近地面附近气温低的地方气压高，气温高的地方气压低。据此可反推由热力原因形成的气压场中的气温高低（不能用于动力原因的气压场）进而判读海陆季节等 ⑷判断天气和日较差大小 例题1：读某区域等压面分布 示意图，下列说法正确的是 A．近地面气温a点 B．近地面气压a点>点b C．近地面风由海洋吹向陆地 D．从冬夏季上说，一般是在冬季出现 例题2：下图为对流层大气某要素等值面垂直分布图，据此判断1～2题。 1.若abcde为不同温度值， 则气压值的大小比较正确的是 A 、甲>乙>丙>丁 B、乙>甲>丁> B、C、甲>乙>丁>丙 D、乙>甲>丙>丁 2.若abcde为不同气压值，则甲乙丙丁四地的气流运动方向是 A甲→乙→丁→丙→甲B丁→丙→甲→乙→丁 C乙→甲，丙→丁D乙→甲→丙→丁→乙 例题3：读“温压场配置垂直剖面示意图”，温压场配置正确的是 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 例题4：上图是“北半球部分区域高空500百帕等压面天气形势图”，图中等值线表示地势高度，读图完成1-2题。(提示：该图位于高空等压面天气形势图) 1.图示情况下决定风向的力主要是 A．水平气压梯度力和摩擦力 A B a b B ．水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力 C ．水平气压梯度力和地转偏向力 D ．地转偏向力和摩擦力 2．图中A 处的风向是 A ．东北风 B ．东南风 C ．西南风 D ．西北风 图1为某城市地区城市风形成的热力环流剖面图,图2显示0米与600米的垂直气压差分布状况,读图完成6 —7题。 6,正确的是( A ) B C D 7( ) A a 地的风向为东南风 B b 为下沉气流 C c 处的风向为西南风 D d 为下沉气流 8 ,正确的是( ) A ,乙地是郊区 B ,乙地是工业区 C 甲地是郊区,乙地是城市 D , 乙地是菜地 下图为”某季节我国东部沿海高空等压面示意图”。据此完成3— 4题。 3( ) A D>C>A>B B A>B>D>C C C>D>A>B D C>D>B>A 4 ,图中所示大陆上的等温线( ) ①向高纬凸出 ②向低纬凸出 ③向北凸出 ④向南凸出 A B C D 练习1：右图所示为等值线，据图完成1-3题。 1、若等值线表示高空垂直面等压线，则下列判断正确的是（ ） ①数值a>b ②A 处为高压 ③B 处气流上升 ④A 对应的近地面天气阴雨 A 、①② B 、②③ C 、②④ D 、③④ 2、若等值线表示近地垂直面等压线，则下列判断正确的是（ ） ①数值a A 、①③④ B 、①②④ C 、①②③ D 、②③④ 3、若等值线表示水平面等压线，且a>b ，则下 列判断正确的是（ ） ①A 虚线为高压脊 ②A 虚线为低压槽 ③B 虚线附近天气阴雨 ④B 虚线附近天气晴朗 A 、①③ B 、①④ C 、②③ D 、②④ 练习2：下面四幅图中能正确表示该城市热岛效应现象的是（ ） A ．①③ B ．②③ C ．①④ D ．②④ 练习 3.：右图为北半球某区域近地面900 hPa 等压面空间高度分布图。下图中数值表示等压面高度，回答1～2题。 1. 沿上图中XY 方向所作的900 hPa 等压面剖面图，与上图中四幅等压面剖面图最接近的是 2. 下列关于图2-4中A 、D 两处风向说法正确的 A. A 吹偏北风，D 吹偏南风 B. A 吹偏南风，D 吹偏北风 C. A 、D 均吹偏北风 D. A 、D 均吹偏南风 练习4：下图中H 、K 、M 、N 为北半球中纬度海平面上的点，在H 、K 、M 、N 点精确测定的沸点， H 、K 两点为99．95℃，M 、N 两点为99．8℃，在忽略海平面摩擦力情况下，O 处的风向是 A ．北风 B ．南风 C ．东风 D ．西风 练习5：如图表示5000m 海拔某时等压线（单位：hpa ）分布状况，据图回答1—3题。 1、与N 点所对应的地面上的点相比，M 点所对应的地面上的点 A ．气压高 B ．气温低 C ．降水少 D ．光照强 2、影响N 气压系统形成 的根本因素是 A ．海陆分布 B ．地形 C ．纬度 D ．经度 3、此季节 ①宜开展北极考察活动②墨累——达令盆地牧民正 忙于剪羊毛 ③我国各地正午太阳高度达 最大④五大湖地区寒潮频发 A ．①② B ．①③ C ．①④ D ．②③ 下图是”北半球中纬度某地冬季情况示意图”(阴影部分是林地,空白部分是均质裸地),读图完成13— 14题。 13( ) A A 点的气压低于C 点 B A 、E 垂直方向上 盛行上升气流 C A 、C 两点之间气流的性质为寒冷干燥 D C 、E 之间的风向为西北风 14A 、B 、C 、 D 四点对应的四种 等压面的画法,正确的是 练习6：下图是等高面与等压面关系示意图，读 图完成下列要求： 1)图中①至⑤点，气压最高的是______________，气压最低的是____________。 (2)A 、B 两地受热的是____________地，空气______________； 冷却的是______________地，空气__________________。 用“→”画出图中的热力环流。 9800米高空气压分布状况示意图”,下列说法正确的是 A 1>5>4 B 4点所对应的近地面气温较低 C 800米高空空气如果做水平运动,将由5流向4 D 4地气压的形成,是由于近地面空气膨胀上升运动的结果 1．与同纬度的长江中下游平原相比，青藏高原气温日较差大的原因为（ ） ①青藏高原距离太阳近 ②青藏高原比长江中下游平原太阳高度角大 ③地势高，空气稀薄 ④白天太阳辐射强 ⑤云层厚 ⑥夜晚大气逆辐射弱 A ．①②③ B ．④⑤⑥ C ．③④⑥ D ．②⑤⑥ 2．天气晴朗且大气污染较轻时，下列叙述正确的是（ ） ①夜晚气温较阴天高②白天气温较阴天高③气温日变化幅度大④白天大气反射加强 A ．①② B ．②③ C ．③④ D ．①④ 3．以下现象与大气对太阳辐射的削弱作用无关的是（ ） A ．夏季天空多云时，白天气温不太高 B ．臭氧能够防止紫外线对地表生物的危害 C ．多云比少云气温日较差小 D ．多云的夜晚比晴朗的夜晚温暖 4.气象谚语有“露重见晴天”的说法。就此现象，下列叙述正确的是 A ．天空云量少，大气保温作用强 B ．地面辐射强，地表降温慢 C ．空气中水汽少，地表降温慢 D ．大气逆辐射弱，地表降温快 5.根据图中昼夜的阴晴情况，判断下列叙述不正确的是( ) A ．若在苏南盛夏，甲地闷热难挡 B ．若在苏北冬季，乙地人此日感觉稍暖 C ．丙图常见于我国西北地区 D ．假设四图连续出现于某地的四天中，丁日气温日较差最小 “春天孩儿面，一日三朝变”。请参阅今年3月1日至17日上海地区气温曲线图，回答9－11题。 9.图中最低气温出现的日期是17天中的 A ．7日 B ．10日 C ．12日 D ．17日 10.下列4天中，气温日较差最大的一天是 A ．3日 B ．6日 C ．11日 D ．16日 11.造成初春气温骤变的原因，除冷暖气流的影响外，云对气温 高低也有一定的影响。以下关于云对气温影响的正确叙述是 （ ） ①白天多云，云对太阳辐射的反射作用，造成地面气温不太高 ②白天多云，云对太阳辐射的吸收作用，造成地面气温升得更高 ③夜晚多云，云对地面起保温作用，使地面气温比无云时高 ④夜晚多云，云将地面热量传到太空中，使地面气温比无云时更低 A ．①④ B ．②③ C ．①③ D ．②④ 地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差称为有效辐射。读图并结合所学知识，回答12～13题。 12.关于甲、乙、丙三地多年平均年有效辐射总量的空间分布，下列叙述正确的是( ) A ．由甲地向乙地急剧增加B ．由乙地向丙地急剧增加 C ．由甲地向丙地逐渐减少 D ．由丙地向乙地逐渐减少 13.关于地面辐射和大气逆辐射，下列叙述不正确的是( ) A ．地面辐射与下垫面性质有关 B ．地面温度越高，地面辐射越弱 C ．空气温度越低，大气逆辐射越弱 D ．空气湿度大、云量多，大气逆辐射强 下图是“某区域太阳年辐射总量等值线图”（单位：百万焦耳/平方米·年）。据此回答14~15题 14.①、②两地太阳年辐射总量的最大差值R 可能是 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48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。 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 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．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75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。 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 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、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_______。 大气的热力作用 1.大气中的二氧化碳浓度增加后带来的直接影响是气温上升。有专家估计,到 21 世纪末,全球气温将比现在增加 2℃～5℃,会导致海平面上升。据此回答29—30 题。 1. 二氧化碳能对地面产生保温作用，是因为 A.大气能吸收大量的太阳辐射，并把吸收的热量传给地面 B.大气逆辐射能对地面辐射损失的热量起到补偿作用 C.大气通过反射.吸收.散射把太阳辐射传给地面 D.臭氧层大量吸收紫外线，并把吸收的热量传给地面 2.如果全球气温持续这样的变化趋势,我国将来最有可能出现的地理现象是 A.天山的雪线将下降 B.鄱阳湖水面将上升 C.亚热带与暖温带之间的界线将北移 D.一月 0℃等温线将南移 2.我国某中学高一年级丁强同学在日记中写道：“星期天，天终于放晴了，风也小了，虽然一直没有下雨，可天出奇地冷，我不得不再加了件毛衣。爸爸一早就去修补被风吹坏了的塑料大棚。我和妈妈拿着扫把也去帮忙。大棚上积压了一层厚厚的尘土。二伯他们也在田里忙着，他们在麦田边点起一堆一堆的柴草，浓烟滚滚……”据此回答26-27题。26．造成此天气系统过境无降水的可能原因 A.过境前这里的空气为冷空气 B.过境前这里的空气比较干燥 C.过境前这里的空气做下沉运动 D.过境后这里的空 气为暖空气 27．二伯家在麦田边点燃柴草的目的是 A．增加大气中的凝结核，利于降水的形成B．增加烟雾，加强大气的反 射作用 C．增加大气中的CO2，加强大气的逆辐射 D．给大气加热，提高气 温 3.读图3，大气对地面的保温作用图完成10—11题。 10．图示箭头中，代表近地面大气主要直接热源的是 A．① B．② C．③ D．④ 11．对地面起到保温作用的是图中所示的 A．① B．② C．③ D．④ 4.图为“地球表面受热过程示意图”。读图，回答21-22题 21．图中字母表示大气逆辐射的是 A. A B. B C. C D. D 22．夜晚阴天比晴天气温高，是因为 A. 辐射A减弱 B. B辐射增强C．C辐射增强 D. D辐射增强 5.就整个地球大气来说，受热能量的根本来源是太阳辐射，太阳辐 射能被大气接收和转化的过程十分复杂，其加热大气的过程大致可 以用上图表示。读图完成下题。 《大气的热力状况》教学设计 【课题】 2.2 大气的热力状况 【教材版本】旧版人教版 【授课时间】2011.10 【授课班级】高111班 【主讲】秦宏亮 【教材分析】本节内容作为大气知识的第二个内容，在学习大气的组成和垂直分层后，学生对于大气已经有了初步的了解，这一节课主要是讲大气的热力状况，教材分三部分进行讲解，首先是大气的热力作用，包括大气对太阳辐射的削弱作用和大气的温室效应，旧版教材和新人教版有所不同，内容比较详细，在新人教版中则省去这一节的内容，大气对太阳辐射的削弱主要有吸收，反射和散射三种，在教材中讲解的比较仔细，对于散射还有图片进行说明，图文结合比较生动形象；大气的保温效应和新人教版中的大气的受热过程有些相似，主要是地面暖大气和大气还大地这两个过程，只是教材没有把图给画出来。另外还有大气的热力作用的意义，让学生很直接的知道大气对于我们地球的作用，促使学生保护环境的观念形成；第二个内容，教材还讲到了全球的热量平衡这一知识点，主要是自然的平衡还有受人类活动的导致的不平衡。在活动板块，用有大气的地球和没有大气的月球相比，凸显大气对地球的重要作用，还举例说明大气的温室效应在生活中应用，让地理更贴近生活。 【教学目标】 知识目标： 1.说出并且记住大气对太阳辐射削弱的三种方式，以及大气各成分对太阳辐射 不同波段的作用。 2.掌握大气的受热过程并能画图分析各过程。 3.知道大气热力作用的意义，了解大气对地球的重要作用。 4.理解全球的热量平衡是如何形成。 能力目标： 1.通过引导学生读太阳辐射光谱示意图和各种辐射的波长范围图，大气的温 室效应等图，培养学生的读图分析能力。 《热力学基础》计算题答案全 1. 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀 至原来的3倍． (普适气体常量R ＝ 1 --??K mol J 1，ln 3= (1) 计算这个过程中气体对外所作的功． (2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少 解：(1) 等温过程气体对外作功为 ??=== 0000333ln d d V V V V RT V V RT V p W 2分 =×298× J = ×103 J 2分 (2) 绝热过程气体对外作功为 V V V p V p W V V V V d d 000 03003??-== γγ RT V p 1 311131001--=--=--γγγ γ 2分 ＝×103 J 2分 2.一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、 等压两过程回到状态A ． (1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量E 以及所吸收的热量Q ． (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)． 解：(1) A →B ： ))((211A B A B V V p p W -+==200 J ． ΔE 1=C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 J Q =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分 B → C ： W 2 =0 ΔE 2 =C V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600 J ． Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ． 2分 C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ． 150)(2 3)(3-=-=-=?C C A A C A V V p V p T T C E ν J ． Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J 3分 (2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ． Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分 1 2 3 1 2 O V (10-3 m 3) 5 A B C 例1:如图，已知大气压p b=101325Pa ，U 型管内 汞柱高度差H =300mm ，气体表B 读数为0.2543MPa ，求：A 室压力p A 及气压表A 的读数p e,A 。 解： 强调： P b 是测压仪表所在环境压力 例2:有一橡皮气球，当其内部压力为0.1MPa （和大气压相同）时是自由状态，其容积为0.3m 3。当气球受太阳照射而气体受热时，其容积膨胀一倍而压力上升到0.15MPa 。设气球压力的增加和容积的增加成正比。试求： （1）该膨胀过程的p~f （v ）关系； （2）该过程中气体作的功； （3）用于克服橡皮球弹力所作的功。 解：气球受太阳照射而升温比较缓慢，可假定其 ，所以关键在于求出p~f （v ） (2) （3） 例3：如图，气缸内充以空气，活塞及负载195kg ，缸壁充分导热，取走100kg 负载，待平 衡后，不计摩擦时，求：（1）活塞上升的高度 ;（2）气体在过程中作的功和换热量，已 知 解：取缸内气体为热力系—闭口系 分析：非准静态，过程不可逆，用第一定律解析式。 计算状态1及2的参数： 过程中质量m 不变 据 因m 2=m 1,且 T 2=T 1 体系对外力作功 注意：活塞及其上重物位能增加 例4：如图，已知活塞与气缸无摩擦，初始时p 1=p b ，t 1=27℃，缓缓加热， 使 p 2=0.15MPa ，t 2=207℃ ，若m =0.1kg ，缸径=0.4m ，空气 求：过程加热量Q 。 解： 据题意 ()()121272.0T T m u u m U -=-=? 例6 已知：0.1MPa 、20℃的空气在压气机中绝热压缩后，导入换热器排走部分热量，再进入喷管膨胀到0.1MPa 、20℃。喷管出口截面积A =0.0324m2，气体流速c f2=300m/s 。已知压气机耗功率710kW ，问换热器的换热量。 解： 稳定流动能量方程 ——黑箱技术 例7:一台稳定工况运行的水冷式压缩机，运行参数如图。设空气比热 cp =1.003kJ/(kg·K)，水的比热c w=4.187kJ/(kg·K)。若不计压气机向环境的散热损失、动能差及位能差，试确定驱动该压气机所需功率。[已知空气的焓差h 2-h 1=cp (T 2-T 1)] 解：取控制体为压气机（不包括水冷部分 流入： 流出： 6101325Pa 0.254310Pa 355600Pa B b eB p p p =+=+?=()()63 02160.110Pa 0.60.3m 0.0310J 30kJ W p V V =-=??-=?=斥L ?{}{}kJ/kg K 0.72u T =1 2T T =W U Q +?=()()212211U U U m u m u ?=-=-252 1.96010Pa (0.01m 0.05m)98J e W F L p A L =??=???=???={}{}kJ/kg K 0.72u T =W U Q +?=g V m pq q R T =()f 22g p c A R T =620.110Pa 300m/s 0.0324m 11.56kg/s 287J/(kg K)293K ???==??()111 11111m V m P e q p q P q u p v ++?++() 1 2 1 22222m V m e q p q q u p v ++Φ?Φ++水水 工程热力学习题集及答案 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 常规 能源和 新 能源。 2．孤立系是与外界无任何 能量 和 物质 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 强度量 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 54kpa 。 5．只有 准平衡 过程且过程中无任何 耗散 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、 干饱和蒸汽 和 过热蒸汽 。 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 高 、水蒸气含量越 多 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分/Q T δ? 等于零 为可逆循环。 9．熵流是由 与外界热交换 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = g 72R 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。 12．绝热系是与外界无 热量 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 两 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75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 173a KP 。 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，能使系统和外 界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 定温 和两个 绝热可逆 过程所构成。 17．相对湿度越 小 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 大 。（填大、小） 18．克劳修斯积分/Q T δ? 小于零 为不可逆循环。 19．熵产是由 不可逆因素 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 72g R 。 21．基本热力学状态参数有：（ 压力）、（温度 ）、（体积）。 22．理想气体的热力学能是温度的（单值 ）函数。 23．热力平衡的充要条件是：（系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零 ）。 24．不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（熵产）。 25．卡诺循环由（两个可逆定温和两个可逆绝热 ）热力学过程组成。 26．熵增原理指出了热力过程进行的（方向 ）、（限度）、（条件）。 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_孤立系_。 32．在国际单位制中温度的单位是_开尔文_。 2.5 典型例题 例题２－１ 一个装有２kg 工质的闭口系经历如下过程：过程中系统散热25kJ ，外界对系统做功100kJ ，比热力学能减少15kJ/kg ，并且整个系统被举高1000m 。试确定过程中系统动能的变化。 解 由于需要考虑闭口系统动能及位能的变化，所以应用第一定律的一般表达式（２－７b ），即 2 f 12 Q U m c m g z W =?+?+?+ 于是 2 f 1K E 2 m c Q W U m g z ?= ?=--?-? (25k J )(100k J )(2k g )(1 =----- 2 -3 (2k g )(9.8m /s )(1000m 10) -?? = +85 .4k 结果说明系统动能增加了 85.4kJ 。 讨论 （１） 能量方程中的Q ,W ，是代数符号，在代入数值时，要注意按规定的正负号含 义 代入。U ?，mg z ?及 2 f 12 m c ?表示增量，若过程中它们减少应代负值。 （２） 注意方程中每项量纲的一致，为此mg z ?项应乘以310-。 例题２－２ 一活塞汽缸设备内装有５kg 的水蒸气，由初态的比热力学能 12709.0kJ/kg u =，膨胀到22659.6kJ/kg u =，过程中加给水蒸气的热量为 80kJ ，通过 搅拌器的轴输入系统18.5kJ 的轴功。若系统无动能、位能的变化，试求通过活塞所做的功 解 依题意画出设备简图，并对系统与外界的相互作用加以分析。如图２－４所示，这是一闭口系，所以能量方程为 Q U W =?+ 方程中是总功，应包括搅拌器的轴功和活塞膨胀功，则能量方程为 p a d d l e p i Q U W W =?++ p s i t o n p a d d l e 2 ()W Q W m u u =--- (+80kJ)(18.5kJ)(5kg)(2659.62709.9)kJ/kg =---- 350kJ =+ 讨论 （１） 求出的活塞功为正值，说明系统通过活塞膨胀对外做功。 读大气热力作用示意图,回答1～２题。 1.有关大气热力作用得说法正确得就是( ） A.③只出现在晚上 B．①为长波辐射,②为短波辐射 C.地面热量得收入主要来自③ D.近地面大气得热量主要来自② 2.青藏高原与四川盆地纬度相关,关于两地热力状况得比较,正确得就是（) Ａ.青藏高原得年平均气温较低,与①大小有关 B．四川盆地得年太阳总辐射量较小,与②大小有关 Ｃ.四川盆地得气温日较差较小,与①③大小有关 D.青藏高原得年太阳辐射总量较大,与④大小有关 下图为成都与拉萨某时段气温变化曲线图。读图完成3～4题。 3.与成都相比,拉萨( ） A.白天大气辐射强? B.夜晚大气逆辐射强 C．白天太阳辐射强?Ｄ．夜晚地面辐射强 ４.成都与拉萨气温日较差差异较大得根本原因就是两地（) A.纬度差异较大Ｂ.经度差异较大 C.地面状况不同 D.人类活动得差异 下图就是某山区学校地理兴趣小组于夏季绘制得等压面与等温面示意图(箭头表示空气流动方向）,发现她们已绘制得信息①、②、③、④中,只有一项就是正确得。据此完成下题。 6.她们进行测量得时间可能就是( ) A.９:00—10:00 B.2１:00—２2：00 C.7:00—18：00 ?Ｄ.13：00—14:0０ 读下面四幅气压分布图(单位:百帕),回答13~14题。 1３.如果四图都位于北半球,ａ、b、c、d四地风向分别为( ) A.西北风东北风东南风西南风 B.东北风西北风西南风西南风 Ｃ.东南风西南风西北风西北风 Ｄ.西南风东南风西北风东北风 14.四幅气压分布图中，风力最大得点就是( ) Ａ．a ?B．b C．ｃ?D.d 下图为三圈环流示意图(局部)。读图完成５～６题。 ５.关于①②③④得说法,正确得就是( ) A．④为东北季风Ｂ.③形成寒冷干燥气候 C.①就是由热力作用形成得 D.②由低压流向高压 ６.当③在近地面形成得气压带被大陆上得气压中心切断时,下列说法正确得就是（） A．塔里木河断流 B.潘帕斯草原绿草茵茵 C.华北平原正值小麦生长季节 Ｄ.北印度洋季风洋流呈顺时针流动 读某半球大气环流图。回答11~１2题。 11.此时,图示半球得季节可能就是( ） A.春季? B.夏季 C．秋季?D.冬季 １2.受海陆分布得影响,可能在其周围出现强低气压中心得就是( ) Ａ.① B．② C.③ D.④ 读“某等压线与风向变化示意图(图中X、Y、Z为气压值)”，回答２～3题。 2．该地得空间位置可能就是（) A.北半球；近地面 B.北半球；高空 Ｃ.南半球；近地面?Ｄ.南半球;高空 3、若该地位于上海4 ０00米得高空,则此时上海得天气状况为( ) A．高温多雨 B.低温少雨 Ｃ.阴雨连绵?D.炎热干燥 下图为我国某地局部降水(雪)分布图。读图,完成8～9题。 学案12 大气的热状况 一、太阳辐射 太阳辐射的波长分布：图中①为区，②为 区，③为区， 太阳辐射能量约50%集中于区， 可见光可以分为： 、橙、黄、绿、青、、 二、大气的削弱作用和保温作用 1、削弱作用 在三种削弱作用中，作用最强，作用次之，作用最弱。 2、保温作用 物体辐射原理：物体温度越高，辐射的最大能量部分的波长越短；反之，则相反。 根据物体辐射原理：太阳辐射为波辐射，地面辐射和大气辐射都是波辐射。 太阳暖大地：被削弱过后的太阳辐射到达地面之后使地面增温，地面升温以后放出地面辐射。大地暖大气：图中①为辐射，由于它属于波辐射，它经过大气时，几乎全部被和吸收。大气吸收以后会升温，放出大气辐射。 大气还大地：图中②为辐射，对地面起到作用。 三、大气削弱作用和保温作用的意义：白天，大气对太阳辐射的削弱作用能 白天的近地面气温，使白天不至于过高，夜间，大气的作用能弥补地面辐射损失的热量，使得气温不至于过低。从而了气温的日较差，为生物生存提供了适宜的温度条件。四、练习 1、完成下列“大气的热力作用”中有关知识的框线联系图。 a. , b. , c. , A. , B. ,C ,D. . 2、就整个地球大气来说，受热能量的根本来源是（） A.太阳辐射 B.地面辐射 C.大气辐射 D.大气逆辐射 3、大气主要的直接热源是：（） A.太阳辐射 B.地面短波辐射 C.地面长波辐射 D.大气逆辐射 4、下图中昼夜温差最小的是（） 5、试利用大气热力作用的原理解释自然现象： （1）晴朗的天空呈蔚蓝色：作用。 （2）日出前、日落后天空仍然明亮：作用。 （3）白天多云时气温比晴天低：作用。 （4）夜晚多云时比晴天高：作用。 （5）人造烟雾的防冻原理：作用。 6、读“大气保温效应模式图”，回答下列问题。 （1）写出图中字母表示的地理过程的名称: A. , D , E . (2)参与B作用的主要物质是臭氧、和。 到达地面的太阳辐射主要是部分。 （3）大气的保温效应主要是通过（字母） 实现的，其最强的时候出现在天， 最弱的时候出现在天。 （4）因吸收地面辐射被称为温室气体的主要是气体。 7.人类活动不断地向大气排放二氧化碳，将会使（） A.太阳辐射减弱 B.太阳辐射增强 C.气温升高 D. 地面辐射作用增强 削弱作用形式参与削弱作用的 大气成分 特征上图中 的字母 有无选择性 反射云层、颗粒较大的尘埃云层越厚，反射越。选择性 散射空气分子、细小尘埃可见光中，波长较短的 光最容易被散射 选择性 吸收平流层。吸收波长较短的选择性对流层和吸收波长较长的 9 选择题(共21 分，每题 3 分) 1、理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1) 或(2) 过程到达末态b.已 知Ta 态a' cb 到达相同的终态b, 如图所示, 则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1,Q2的关系为[ B ] (A) Q 1<0,Q1>Q2 ; (B) Q 1>0, Q 1>Q2 ; (C) Q 1<0,Q1 3．5 典型例题 例题3－１ 某电厂有三台锅炉合用一个烟囱，每台锅炉每秒产生烟气733 m （已折算成标准状态下的体积），烟囱出口出的烟气温度为100C ?，压力近似为101.33kPa ，烟气流速为30m/s 。求烟囱的出口直径。 解 三台锅炉产生的标准状态下的烟气总体积流量为 烟气可作为理想气体处理，根据不同状态下，烟囱内的烟气质量应相等，得出 因p =0p ，所以 烟囱出口截面积 32V 299.2m /s 9.97m q A = == 烟囱出口直径 3.56m 讨论 在实际工作中，常遇到“标准体积”与“实际体积”之间的换算，本例就涉及到此问题。又例如：在标准状态下，某蒸汽锅炉燃煤需要的空气量3V 66000m /h q =。若鼓风机送入的热空气温度为1250C t =?，表压力为g120.0kPa p =。当时当地的大气压里为b 101.325kPa p =，求实际的送风量为多少？ 解 按理想气体状态方程，同理同法可得 而 1g1b 20.0kPa 101.325kPa 121.325kPa p p p =+=+= 故 33V1101.325kPa (273.15250)K 66000m 105569m /h 121.325kPa 273.15kPa q ?+=?=? 例题３－２ 对如图３－９所示的一刚性容器抽真空。容器的体积为30.3m ，原先容 器中的空气为0.1MPa ，真空泵的容积抽气速率恒定为30.014m /min ，在抽气工程中容器内温度保持不变。试求： （１） 欲使容器内压力下降到0.035MPa 时，所需要的抽气时间。 （２） 抽气过程中容器与环境的传热量。 解 （１）由质量守恒得 即 所以 V d d q m m V τ-= （３） 一般开口系能量方程 由质量守恒得 out d d m m =- 又因为排出气体的比焓就是此刻系统内工质的比焓，即out h h =。利用理想气体热力性质得 高一地理必修一第二章第一节《大气的受热过程》教学设计 一、教学目标： 1、知识与技能：使学生记住大气受热的完整过程：太阳辐射穿过大气层、太阳辐射到达地表和地表把热量传给大气这三个环节，以及大气对太阳辐射的削弱作用、大气对地面的保温作用这两个作用。 2、过程与方法：学生能够运用自选或给定的图表准确而完整地解释“大气的受热过程”。 3、情感态度与价值观：学生能够运用这部分知识解释一些地理现象，从而激发探究地理问题的兴趣和动机，树立求真、求实的科学态度；进一步认识人地关系。 二、教学重难点： 重点：使学生掌握大气受热过程，以及受热过程中的有关现象。 难点：1、大气对地面的保温作用的理解。 2、学生对相关概念的理解。 三、学情分析 学生刚升入高中不久，对地理学习有较浓厚的兴趣，加之本部分知识可以很好地解释学生日常生活中关注的一些现象，所以教师有技巧的设问，一定能激起学生学习的欲望，引导学生由感知形成结论，由结论解释现象。通过第一章的学习，学生已经有了关于太阳辐射和对流层大气特点等的知识储备，也有了关于高中地理学习方法的训练，而且具备一定的读图和分析能力，为本节课的学习打下基础。但考虑到高一学生对一些地理现象的认识仍停留在表面现象的认知，对概念、理论的理解归纳能力较弱。教师在教学过程中必须采取有效地方法给予辅助，以地理图表为载体，通过各种方式引导学生阅读、分析，以达成教学目标。 四、教法、学法的选择 指导阅读法、读图分析法、质疑探究法，讲授法，多媒体辅助教学 五、板书设计 吸收作用 大气对太阳辐射的削弱作用散射作用 保温作用 大气的受热过程 大气对地面的保温作用 六、教学过程 生活化导入：今天天气如何？如果晴天（阴天）你的感觉会怎样？ 为什么会有这种感受呢？今天我们就来学习其中的道理。 思考承转：地表吸收的热量来自哪里？太阳辐射 大气的受热过程 提问：太阳辐射是如何使大气升温的呢？ 小组活动：画图说明大气的受热过程（学生展示，教师点拨，小组间点评） 大气的受热过程分为以下环节：首先穿过大气层，然后到达地表，再把热量传给大气。 自学填出导学案： 工程热力学例题 1.已知一闭口系统沿a c b途径从状态a变化到状态b时，吸入热量80KJ/kg，并对外做功 30KJ/Kg。(1)、过程沿adb进行，系统对外作功10KJ/kg，问系统吸热多少? (2)、当系统沿曲线从b返回到初态a、外界对系统作功20KJ/kg，则系统 与外界交换热量的方向和大小如何? (3)、若ua=0，ud=40KJ/Kg，求过程ad和db的吸热量。 解：对过程acb，由闭口系统能量方程式得： （1）、对过程adb闭口系统能量方程得： （2）、对b-a过程，同样由闭口系统能量方程得： 即，系统沿曲线由b返回a时，系统放热70KJ/Kg。 (3)、当ua=0，ud=40KJ/Kg，由ub-ua=50KJ/Kg，得ub=50KJ/Kg，且： （定容过程过程中膨胀功wdb=0） 过程ad闭口系统能量方程得： 过程db闭口系统能量方程得： 2. 安静状态下的人对环境的散热量大约为400KJ/h，假设能容纳2000人的大礼堂的通风系统坏了：（1）在通风系统出现故障后的最初20min内礼堂中的空气内能增加多少？（2）把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统，假设对外界没有传热，系统内能变化多少？如何解释空气温度的升高。 解：（1）热力系：礼堂中的空气。(闭口系统)根据闭口系统能量方程 因为没有作功故W=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热， （2）热力系：礼堂中的空气和人。(闭口系统)根据闭口系统能量方程 因为没有作功故W=0；对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量， 所以内能的增加为0。空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。 3. 空气在某压气机中被压缩。压缩前空气的参数是p1=0.1MPa，v1=0.845m3/kg；压缩后的参数是p2=0.8MPa，v2=0.175m3/kg。假定空气压缩过程中，1kg空气的热力学能增加146KJ，同时向外放出热量50KJ，压气机每分钟产生压缩空气10kg。求： （1）压缩过程中对每公斤气体所做的功； （2）每生产1kg的压缩空气所需的功； （3）带动此压气机至少需要多大功率的电动机？ 分析：要正确求出压缩过程的功和生产压缩气体的功，必须依赖于热力系统的正确选取，及对功的类型的正确判断。压气机的工作过程包括进气、压缩和排气3个过程。在压缩过程中，进、排气阀门均关闭，因此此时的热力系统式闭口系统，与外界交换的功是体积变化功w。 要生产压缩气体，则进、排气阀要周期性地打开和关闭，气体进出气缸，因此气体与外界交换的功为轴功ws。又考虑到气体动、位能的变化不大，可忽略，则此功也是技术功wt。 （1）解：压缩过程所做的功，由上述分析可知，在压缩过程中，进、排气阀均关闭，因此取气缸中的气体为热力系统，如图（a）所示。由闭口系统能量方程得： 大气热力环流练习题 读大气热力作用示意图，回答1～2题。 1．有关大气热力作用的说法正确的是() A．③只出现在晚上B．①为长波辐射，②为短波辐射 C．地面热量的收入主要来自③D．近地面大气的热量主要来自②2．青藏高原与四川盆地纬度相当，关于两地热力状况的比较，正确的是() A．青藏高原的年平均气温较低，与①大小有关 B．四川盆地的年太阳总辐射量较小，与②大小有关 C．四川盆地的气温日较差较小，与①③大小有关 D．青藏高原的年太阳辐射总量较大，与④大小有关 (2013年南通调研)下图为“某地某时刻海平面等压线(单位：百帕)分布图”。读图完成3～4题。 3．此刻，乙地风向是() A．西南风B．西北风C．东南风D．东北风4．下列四幅图中，能表示甲地至丙地之间气象要素变化的是() A．①图B．②图C．③图D．④图 气温日较差是指一天中气温最高值与最低值之差。据此回答5～6题。 5．喀什比青岛气温日较差大的主要原因是() A．地势高B．深居内陆C．纬度较高D．寒潮侵袭6．下列关于日较差的说法，正确的是() A．阴天比晴天日较差大B．沿海比内陆日较差大 C．降水量大的地区日较差大D．日较差大有利于农作物品质的提升 下图为成都和拉萨某时段气温变化曲线图。读图完成7～8题。 7．与成都相比，拉萨() A．白天大气辐射强B．夜晚大气逆辐射强 C．白天太阳辐射强D．夜晚地面辐射强 8．成都和拉萨气温日较差差异较大的根本原因是两地() A．纬度差异较大B．经度差异较大 C．地面状况不同D．人类活动的差异 9．下图为“某地某日气温实况图”，下列叙述正确的是() A．最高气温出现在14：00，原因是太阳高度达到一天中最大 B．最低气温出现在6：00，原因是地面温度达到最低值 C．1：00～2：00降温幅度最大，原因是大气逆辐射最弱 D．9：00～11：00气温不断上升，原因是地面辐射不断增强 下图是某山区学校地理兴趣小组于夏季绘制的等压面和等温面示意图(箭头表示空气流动方向)，发现他们已绘制的信息①、②、③、④中，只有一项是正确的。 10．他们进行测量的时间可能是() A．9：00～10：00 B．21：00～22：00 C．7：00～18：00 D．13：00～14：00 热力学计算例题 (P87 2-30) 【例1】 0.5 mol 单原子理想气体，初温为25 ℃，体积为2 dm 3，抵抗恒定外压p 环=101.325 kPa 绝热膨胀，直到内外压力 相等，再在膨胀后的温度下可逆压缩回2 dm 3，求整个过程的Q 、W 、?U 、?H 、?S 、?A 、?G 。 (P84 2-13) 【例2】 如图，一带活塞（无摩擦、无质量）的气缸中有3 mol 的N 2气，气缸底部有一玻璃瓶，内装5 mol 液态水。活塞上的压力恒定为202.650 kPa 。在100 ℃下打碎玻璃瓶，水随即蒸发，求达到平衡时过程的Q 、W 、?U 、?H 。 已知：100 ℃时水的?vap H =40.63 kJ·mol -1，N 2气和H 2O （g ）都视为理想气体，液态水的体积可忽略不计。 (P86 2-26) 【例3】 现有25℃的1 mol 的CO （g ）与0.5 mol 的O 2（g ）反应生成1 mol 的CO 2，若反应在绝热密闭容器中进行，求反应过程的Q 、W 、?U 、?H 。 已知：θM f H ?( CO 2，g ，298.15 K)= 40.63 kJ·mol -1，θ M f H ?( CO ， g ，298.15 K)= -110.52 kJ·mol -1，C V , m （CO 2，g ）= 46.5 kJ·K -1·mol -1。 (P146 3-7) 【例4】4 mol某理想气体，其C V, m = 2.5R，从600kPa、531.43 K的初态，先恒容加热到708.57 K，再绝热可逆膨胀到500 kPa 的末态。求过程末态的温度，过程的Q、?H、?S。 (P148 3-21) 【例5】1 mol液态水在25℃及其饱和蒸汽压3.167 kPa 下，恒温、恒压蒸发为水蒸汽。求此过程的?H、?S、?A、?G。 已知：100 ℃、101.325 kPa下水的?vap H=40.63 kJ·mol-1，C p, m（H2O，l）= 75.30 J·K-1·mol-1，C p, m（H2O，g）= 33.50 J·K-1·mol-1。假设蒸汽为理想气体，压力对液态性质的影响可忽略不计。 (P148 3-28) 【例6】25 ℃、100 kPa下，金刚石与石墨的标准熵分别为2.38 J·K-1·mol-1和5.74 J·K-1·mol-1，其标准摩尔燃烧焓分别为-395.407 kJ·mol-1和-393.510 kJ·mol-1。计算25 ℃、100 kPa下： C(石墨) → C（金刚石）的?rθ G,并说明在25 ℃、100 kPa下何者更 M 稳定。 冷源吸热，则 S sio ( 2.055 2.640 0)kJ/K 0 所以此循环能实现。 效率为 c 1 T 2 1 303K 68.9% c T 1 973K 而欲设计循环的热效率为 800kJ 1 60% c 2000 kJ c 即欲设计循环的热效率比同温度限间卡诺循环的低，所以循环 可行。 （２）若将此热机当制冷机用，使其逆行，显然不可能进行，因为根据上面的分析，此 热机循环是不可逆循环。当然也可再用上述３种方法中的任一种，重新判断。 欲使制冷循环能从冷源吸热 800kJ ，假设至少耗功 W min ， 4． 4 典型例题精解 ４.４ .１ 判断过程的方向性，求极值 例题 ４－１ 欲设计一热机， 使之能从温度为 973K 的高温热源吸热 2000kJ ，并向温 度为 303K 的冷源放热 800kJ 。（１）问此循环能否实现？（２）若把此热机当制冷机用，从 冷源吸热 800K ，能否可能向热源放热 2000kJ ？欲使之从冷源吸热 800kJ,至少需耗多少功？ 解 （１）方法１：利用克劳修斯积分式来判断循环是否可行。如图４－ 5a 所示。 Q |Q 1| |Q 2| 2000kJ -800kJ = -0.585kJ/K <0 T r T 1 T 2 973K 303K 所以此循环能实现，且为不可逆循环。 方法２：利用孤立系统熵增原理来判断循环是否可行。如图４－ 源、冷源及热机组成，因此 5a 所示，孤立系由热 S iso S H S L S E S E 0 a ） 式中： 和分别为热源及冷源的熵变； 原来状态，所以 为循环的熵变，即工质的熵变。因为工质经循环恢复到 而热源放热，所以 S E b ） S H |Q 1 | T 1 2000kJ 2. 055 k J/ K 973K c ） S L |Q 2 | T 2 800kJ 2. 640kJ/K 303K d ） 将式（ b ）、（ c ）、（d ） 代入式（ a ），得 方法３：利用卡诺定理来判断循环是否可行。若在 T 1和T 2 之间是一卡诺循环，则循环 W t |Q 1 | |Q 1 | |Q 2| |Q 1| 根据孤立系统熵增原理，此时， 欢迎阅读 工程热力学例题 1.已知一闭口系统沿a c b 途径从状态a 变化到状态b 时，吸入热量80KJ/kg ，并对外做功 30KJ/Kg 。 (1)、过程沿adb 进行，系统对外作功10KJ/kg ，问系统吸热多少? (2)、当系统沿曲线从b 返回到初态a 、外界对系统作功20KJ/kg ， 则系统与外界交换热量的方向和大小如何? (3)、若ua=0，ud=40KJ/Kg ，求过程ad 和db 的吸热量。 解：对过程acb ，由闭口系统能量方程式得： （1（2(3) wdb=0 ） 2. （2 3. ，同（1（2（3及对进、排气阀门均关闭，因此此时的热力系统式闭口系统，与外界交换的功是体积变化功w 。 要生产压缩气体，则进、排气阀要周期性地打开和关闭，气体进出气缸，因此气体与外界交换的功为轴功ws 。又考虑到气体动、位能的变化不大，可忽略，则此功也是技术功wt 。 （1）解：压缩过程所做的功，由上述分析可知，在压缩过程中，进、排气阀均关闭，因此取气缸中的气体为热力系统，如图（a ）所示。由闭口系统能量方程得： （2）生产压缩空气所需的功，选气体的 进出口、气缸内壁及活塞左端面所围空间为热力系统，如（b）图虚线所示，由开口系统能量方程得： （3）电动机的功率: 4. 某燃气轮机装置如图所示，已知压气机进口处空气的比焓h1=290kJ/kg。经压缩后空气升温使比焓增为h2=580kJ/kg，在截面2处空气和燃料的混合物以cf2=20m/s的速度进入燃烧室，在定压下燃烧，使工质吸入热量q=670kJ/kg。燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态3`， h3`=800kJ/kg，流速增加到cf3`，此燃气进入动叶片，推动转轮回转作功。若燃气在动叶片 中的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度 cf4=100m/s，若空气流量为100kg/s，求： （1）压气机消耗的功率为多少？ （2 （3 （4 （5 由 增 （2 （3 因 5．，设 × × 焓变：△h=cp△T=k△u=1.4×8=11.2×10^3J 熵变：△s= =0.82×10^3J/(kg·K ) 6. 某可逆机同时与温度为T1=420K、T2=630K、T3=840K的三个热源连接，如下图所示。假定在一个循环中从T3热源吸取1260KJ的热量，对外做功210KJ。求：热机与其它两个热源交换的热量大小及方向和各热源熵变？ 解：设Q1、Q2方向如图所示，由热机循环工作,可知： 即 又由热力学第一定律可知：大气的热力作用习题
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