热工基础复习题
一判断题
1. 表压力和真空度都不能作为状态参数。（√）
2. 热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。（√）
3. 只有可逆过程p-v图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。（√）
4. 若工质吸热，其热力学能一定增加。（×）
5. 系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换。（×）
6. 不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。（√）
7. 气体常数与气体的种类及所处的状态无关。（×）
8. 理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数。（×）
9. 功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量。（×）
10. 热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。（×）
11. 在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过程中工质熵的变化。（×）
12. 系统熵增大的过程必为吸热过程。（×）
13. 理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的κ倍。（√）
14. 可逆绝热过程熵变为零。（√）
15. 自发过程是不可逆过程，但非自发过程是可逆过程。（×）
16. 熵产是否为零是判断过程是否可逆的判据。（√）
17. 因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数。（×）
18. 孤立系统熵增原理表明：孤立系统内各部分的熵都是增加的。（×）
19. 在水蒸气的定压汽化过程中，温度保持为饱和温度不变，因此其焓也不变。（×）
20. 焓变计算公式Δh = cpΔT 适用于理想气体和蒸气。（×）
21. 在湿蒸气区，定压线与定温线重合。（√）
22. 若湿空气的比湿度（含湿量）不变，当温度升高时，其吸湿能力增强。（√）
23. 若湿空气中水蒸气的分压力不变，当温度升高时，其相对湿度降低。（√）
24. 绝热节流前后焓不变，因此绝热节流过程是等焓过程。（×）
25. 压气机定温压缩过程耗功最小，定熵压缩过程耗功最大。（√）
26. 活塞式压气机的余隙容积越大，产气量越少，但单位工质的理论耗功量不变。（√）
27. 增大内燃机的压缩比和定容升压比都有利于提高循环的热效率。（√）
28. 增大内燃机的定压预胀比有利于提高循环的热效率。（×）
29. 不同温度的等温线绝不会相交。（√）
30. 热流密度的方向始终与温度梯度的方向相反。（√）
31. 雷诺数表示流体的惯性力和粘性力的比值。（√）
32. 任何物体，只要其温度高于0K，该物体就具有热辐射的能力。（√）
33. 两物体辐射换热时，只是高温物体向低温物体放热。（×）
34. 两物体的辐射换热量为零，就表示两物体没有辐射换热。（×）
35. 黑体的吸收比（率）和反射比（率）都是最大的。（×）
36. 一定温度下，黑体的辐射力最大。（√）
37. 角系数是一个纯几何参数，辐射表面的温度越高，角系数越大。（×）
38. 在两个辐射换热表面间插入遮热板，原来两表面间的辐射换热量减少。（√）
39. 对流换热系数h较小的情况下，可采用表面加肋的方式强化换热。（√）
40. 在冷、热流体进出口温度相同、传热系数k、及换热面积都相同的条件下，换热器
顺流布置和逆流布置的传热效果相同。（×）
二选择题
1、开口系统是指（D）的热力系统。
A、具有活动边界
B、与外界有功量交换
C、与外界有热量交换
D、与外界有物质交换
2、绝热系统是指（C）的热力系统。
A、状态参数不变
B、热力学能不变
C、与外界没有热量交换
D、与外界没有功量和热量交换
3、孤立系统是（D）的热力系统。
A、与外界无热量交换
B、与外界无功量交换
C、与外界无质量交换
D、与外界无任何相互作用
4、下列说法中正确的是（A）。
A、平衡状态一定是稳定状态
B、稳定状态一定是平衡状态
C、平衡状态一定是均匀状态
D、平衡状态是不存在内部势差的状态
5、在p－v图上，（B）所包围的面积代表单位质量的工质完成一个循环时与外界交换的净功量。
A、任意循环
B、可逆循环
C、正向循环
D、逆向循环
6、公式q=c V△T+w适用于闭口系中（C）。
A、理想气体的可逆过程
B、实际气体的任意过程；
C、理想气体的任意过程
D、任何工质的可逆过程
7、气体吸热后热力学能（D）。
A、一定增加
B、一定减少
C、不变
D、可能增加、减少或不变
8、在相同的温度变化区间内，理想气体定容过程焓的变化量与定压过程相比（B）。
A、较大；
B、大小相等；
C、较小；
D、大或小不确定
9、对于闭口系，当过程的始态与终态确定后，下列各项目中哪一个值无法确定（A）。
A、Q
B、Q－W
C、W（当Q=0时）
D、Q（当W=0时）
10、理想气体向真空膨胀，该过程所做的膨胀功（B）。
A、W＞0
B、W=0
C、W＜0
D、无法确定
11、理想气体的（C）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、热力学能与焓
12、在相同的恒温热源间工作的其他可逆循环的热效率（C）卡诺循环的热效率。
A、大于
B、小于
C、等于
D、小于或等于
13、在两恒温热源之间工作的可逆热机，其热效率的高低取决于（D）。
A、热力循环包围的面积大小；
B、高温热源温度；
C、低温热源温度；
D、高温热源及低温热源温度
14、如果热机从热源吸热100 kJ，对外做功100 kJ，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
15、下列说法正确的是（C）。
A、系统吸热后总是温度升高
B、热量绝不能从低温传向高温
C、只要过程的初终态相同，状态参数的变化就相同
D、只要过程的初终态相同，过程中交换的功量就相同
16、热熵流的计算式dS f =δQ／T适用于（C）。
A、理想气体任意过程
B、理想气体可逆过程
C、任何工质任意过程
D、任何工质可逆过程
17、系统经历一个不可逆绝热过程后，其熵变化（A）。
A、必定增加
B、必定减少
C、保持不变
D、可能增加、减少或不变
18、在水蒸气的汽化过程中，其汽化潜热为（A）。
A、该阶段的焓增
B、该阶段的膨胀功
C、该阶段的焓增和膨胀功之和
D、该阶段的焓增和热力学能增量之和
19、饱和湿空气具有下列关系（C）（t－干球温度、t w－湿球温度、t D－露点温度）
A、t＞t w＞t D
B、t＞t D＞t w
C、t=t D=t w
D、t w=t D＞t
20、理想气体经过绝热节流后, 其温度（C）。
A、升高
B、降低
C、不变
D、可能升高、降低或不变
21、压缩比较高时，采用多级压缩级间冷却的好处是（C）。
A、减少耗功量，降低出口温度，降低容积效率；
B、增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率；
C、减少耗功量，降低出口温度，增大容积效率；
D、增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率。
22、柴油机混合加热循环，若要提高其热效率，应在一定范围内适当采用措施（B）。
A、增加压缩比，减小升压比和预胀比
B、增加压缩比和升压比，减小预胀比
C、增加升压比，减小压缩比和预胀比
D、增加压缩比和预胀比，减小升压比
23、对压缩蒸气制冷循环，如果提高蒸发温度、降低冷凝温度，其（B）。
A、耗功量增加、制冷系数降低
B、耗功量减小、制冷系数增大
C、耗功量和制冷系数均降低
D、耗功量和制冷系数均增大
24、导热系数是衡量物质导热能力的重要指标，其大小除与材料的成分、分子结构、密度有关外，还与（B）。
A、物体的几何形状有关
B、物体的温度和含水率有关
C、物体的温度有关，但与含水率无关
D、物体的含水率有关，但与温度无关
25、非稳态导热的（D）。
A、温度场和热流密度都不随时间变化
B、温度场不变，热流密度随时间变化
C、热流密度不变，温度场随时间变化
D、温度场和热流密度都随时间变化
26、关于对流换热系数，以下说法错误的是（D）。
A、液体的对流换热系数大于气体的对流换热系数
B、有相变的对流换热系数大于无相变的对流换热系数
C、紊流的对流换热系数大于层流的对流换热系数
D、光滑表面的对流换热系数大于粗糙表面的对流换热系数
27、一般情况下，强迫对流换热系数（C）自然对流换热系数。
A、小于
B、等于
C、大于
D、无法比较
28、如图所示，两半球内表面之间的辐射角系数X1,2为（B）。
A、1
B、1/2
C、1/3
D、2。
29、为强化传热采用的错误措施是（D ）。
A 、提高流体的流速
B 、在对流换热系数较小的一侧壁面加肋
C 、改良流体的物性
D 、在对流换热系数较大的一侧壁面加肋
30、下列说法正确的是（C ）。
A 、平板和圆管加厚都能强化传热
B 、平板和圆管加厚都定能削弱传热。
C 、平板加厚定能削弱传热，而圆管加厚不一定
D 、平板加厚定能强化传热，而圆管加厚不一定。
三、填空
1、温度对热导率的影响关系式（ )1(0bt +=λλ ）。
2、热流密度是（ 单位传热面积上的热流量，W/m 2 ）。
3、稳态温度场表示式（t=f(x,y,z) ）。
4、热扩散率只对（非稳态导热过程）才有意义。
5、长度为l ，内外径分别为d 1和d 2的单层筒壁的导热热阻为（
12ln 21d d l πλ）。 6、有内热源，导热系数为常数，其微分导热方程的表达式（022=x d
d t ），其温度分布是（二次曲线），内部热流量及热流通量各处不相等。
7、多层无限大平壁内部温度分布为（折线 ），斜率大小由（ 导热率）决定，传热 总热阻为（各环节热阻之和）。
8、影响对流换热的因素有（流动的起因和流态）、（流动的种类和物理性质）、（换热表面的几何尺寸和形状）和（ 流体有无相变 ）。
9、边界层包括（速度边界层）和（温度边界层）。
10、常壁温无限空间自然对流换热的定性温度，流体主体温度为t f 、壁面温度为t w ，则
定性温度为（2t f w t +） 11、凝结换热分为（ 膜状冷凝 ）和（ 珠状冷凝 ）两种。
12、相似理论的基本内容（判断相似的条件 ）、（相似的性质）和（准数的间的关系）。
13、相同温度下黑体的辐射能力E b 最大，实际物体的辐射力为（E=b E ε）
14、表面辐射热阻的表达式（A i i i εε-1）；空间辐射热阻的表达式（X A X A R ji j ij i ij 11==
）。 15、通过圆筒壁传热其总传热系数（d h d d d d i
i i i i h K 000ln 211
++=λ ）以内表面为基准。
16、换热器加肋板的目的是（ 强化传热）和（调节壁面温度 ）。
17、增强传热的两个途径是（加大传热温差）和（减小表面总热阻）。
18、当Δt 1/Δt 11
＜2时，平均温度差Δt m =( 2111t t ?+? ).。 19、工质在温度为 30 ℃ 的恒温热源和－ 20 ℃ 的恒温冷源之间工作，该循环的最高制冷系数为（ 5.1）。
20、已知空气 (R g =287J/kg.k ）在多变指数为 1.25 的压缩过程中进行压缩，温度由 20 ℃变为 90 ℃。该过程所耗的压缩功为（80360） J/kg 。
21、露点是对应于湿空气中水蒸汽分压力下的（饱和）温度。
22、 氧气瓶中的氧气容积是 0.4m 3 ，氧气压力为 10MPa ，设氧气的焓值为
12100kJ ，则氧气的内能为（8100 ） kJ 。 23、氧气的初始温度为 300K 经历了一不可逆过程达到400K, 已知
=0.913 kJ/(kg·K)，则该气体的气体焓值变化为（91.3）
kJ/kg 。 24、一理想气体初始温度为 25 ℃，压力为 1Mpa ，经定容过程到达终态，这时压力为 2.5Mpa 其终态温度为（ 409.7）℃
25、 理想气体初态热力学能为 U1 经可逆绝热过程终态热力学能为 U2 ，则该过程的膨胀功为（ U2 - U1）
26、 熵增加的过程 （填一定或不一定）（不一定）是不可逆过程。
27、已知当地大气压为 0.2Mpa ，压力容器中被测工质的压力为 0.1 MPa ，，此时该工质压力的测量应选用（ 真空计 ）（真空计或压力表）测压计。
28、高压气流，当通过喷管时，气体速度得到提升，同时伴随着压力的（降
低）（升高还是降低）
29、工作于927 ℃和300 ℃之间的卡诺机，它的热效率为（52.2 ％）
30、单位质量的空气从100 ℃定压加热到600 ℃时的吸热量为（502）kJ/kg( 空气比定压热容=1.004kJ/(kg · K) ）
三简答题
1、如图所示，b、c两状态点在同一条等温线上，试判断：△uab与△uac谁大？△sab 与△sac谁大？
答：△uab=△uac ；△sab＜△sac
2、有一循环发动机，工作于热源T1=1000K和冷源T2=400K之间，若该热机从热源吸热1360 kJ，对外作功833 kJ。问该热机循环是可逆的？不可逆的？还是根本不能实现的？解：ηt=（w0/q1）=(833/1360)=61.25%
ηtc=1-T2/T1=1-(400/1000)=60.00%
ηt＞ηtc违背了卡诺定理
结论：该循环根本不可能实现。
（也可用克劳修斯积分不等式或孤立系熵增原理求解）
3、在lg p—h图上画出蒸气压缩制冷的理论循环图，并用线段分别标出单位质量制冷剂的制冷量q2和压缩机的耗功量w0。
4、如图所示，1、2表面在同一平面上，均垂直于表面3，F 1 = 2 m2，F 2= 4 m2，F 3= 6 m2, 现已求得X 3,2 = 0.16，X 3，1+2 = 0.18，求X 1，3
解：利用角系数的可加性，有：X 3，1+2 = X 3，1 + X 3,2
求得：X 3,1= X 3，1+2－X 3,2=0.18-0.16=0.02
再利用角系数的相对性，有：A 1X 1，3=A 3X 3,1
所以X 1，3=F 3X 3,1/F 1=6×0.02/2 =6×0.02/2=0.06
5、迈耶公式对变比热容理想气体是否适用？对实际气体是否适用？
答：迈耶公式p0v0c c R -=是在理想气体基础上推导出来的，因此不管比热是否变化，只要是理想气体就适用，而对实际气体则是不适用的。
6、自发过程是不可逆过程，非自发过程是可逆过程，这样说对吗？
答：这样说不对，诚然自发过程是不可逆过程，但非自发过程却并非是可逆过程，而是不可能自发进行的过程。
7、各种气体动力循环和蒸汽动力循环，经过理想化以后可按可逆循环进行计算，但所得理论热效率即使在温度范围相同的条件下也并不相等。这和卡诺定理有矛盾吗？
[答] ：并不矛盾，虽然经过理想化的各种循环都可以按可逆循环计算，但甚至在相同的温度范围内（指循环最高温度和最低温度之间）也不一定具有相同的热效率。原因是吸热过程和防热过程并不都是在最高温度和最低温度下进行的，因而可能具有不同的平均吸热温度和平均放热温度。所以循环热效率也可以不同。卡诺定理则是专对在最高温度下吸热和在最低温度下放热的可逆循环（包括卡诺循环和回热卡诺循环）而言的。
8、自然对流产生的原因？
要点：引起自然对流的浮升力来自流体的密度梯度与该密度梯度成正比的体积力的联合作用，造成介质密度梯度的原因的主要因素是温度差。
9、对保温材料的要求是什么？
要点：1）有最佳密度；2）热导率小；3）温度稳定性小；4）有一定机械强度；5）吸水、吸温性好。
10、使湿空气冷却到露点温度以下可以达到去湿目的。将湿空气压缩（温度不变）能否达到去湿目的？
[答]：从焓湿图可见，湿空气定温压缩过程指向图的左下方，此时湿空气的含湿量、相对湿度和水蒸气的分压力都降低，故而可以达到去湿目的。
五计算
1、一油冷却器是由外径为15mm ，壁厚1mm 的铜管制成的壳管式换热器，逆流操作。在有冷却器中，密度为879kg/m 3，比热容为1950J(kg.K)、流量为39m 3/h 的油品从56.9℃冷却至45℃。冷却水在油冷器管内流过，进口温度33℃，出口温度37℃，表面传热系数h i =4480W/（m 2.K ），油在管外流过，对流传热系数h i =452W/（m 2.K ）。求：1）传热面积；2）换热管长度；3）如果不计管壁导热热阻，影响有多大？（该铜管的导热率为100W/（m.K ））（20分）
1）平均传热温差
6.1533
45379.56ln )3345()379.56(=-----=
?m t ℃ 2）热流量
W t t c q Q p m 5,,1,11110221)459.56(1950360087939)(?=-???=-= 3）传热系数
)(9.404452
1013.04480015.0120K m W K ?=+?= 4）传热面积
2002.356
.159.404221000m t K Q A m =?=??= 5）管长
m l 3.747015
.014.32.35=?= 6）管壁的导热热阻为
W K m R /)(104.3013
.0015.0ln 1002015.025??=?=-λ 导热热阻很小，因此不计管壁导热热阻，几乎无影响。
2、某加热炉炉墙由厚460mm 的GZ-94硅砖、厚230mmQN-1.0轻质粘土砖和厚5mm 的钢板组成，炉墙内表面温度为1600℃，外表面的温度为80℃。三层材料的热导率分
布为1.85、0.45和40W/(mK)。已知QN-1.0轻质粘土砖最高使用温度问1300℃，求炉墙散热的热流密度；并确定QN-1.0轻质粘土砖是否在安全使用温度范围。（16分） 解：设单位面积计算的炉墙各层导热热阻分别为r 1、r 2和r 3
1）m t t W A Q q w w 23322
1141/200040
005.045.023.085.146.0801600=++-=++-==λδλδλδ 2）界面温度t w2
3.49785
.146.020001121=?==-=?λδq tw t t w w ℃ 13007.11023.497160012π=-=?-=t t t w w w ℃
因此，QN-1.0轻质粘土砖最高温度小于它的最高允许使用温度，在安全适用范围之内。
3、在两块发射率均为0.8的大平板间插入一块发射率为0.05的薄金属板，试求金属板的遮热作用。（9分）
解：1）无遮热板时的热流量为：
A A
Q T T T T b b )(3
2111)(4241214
2412,1-=-+-=σεεσ 2）有遮热板时的热流量为：
A A
Q T T T T b b )(02469.0111111)(4
24133314
2412,3,1-=-++-+-=σεεεεσ 3）27
13
202469.02,12
,3,1==Q Q 4）总结：用发射率为0.05的遮热板，可使辐射热流量减少为无遮热板时的1/27。遮热板的表面发射率对遮热作用有较好的效果。
4、水平放置的蒸汽管道，保温层外径d 0=383mm ，壁温t w =48℃，周围空气温度t kong =23℃, 试计算保温层外壁的对流散热量。（9分）（可能用到的参数和经验公式：04/12
30
26Pr)(48.0;Pr Pr)(;/1053.16;/027.0d Gr h td ga Gr s m K m W m m m m v m m m λυυλ=?=?=?=-；7.0Pr =m ）
解：1）特征温度
5.35)2348(2
1)(21=+=+=∞t t w m t ℃
2）根据特征温度确定空气的物性参数 )/(0272.0K m W m ?=λ 124.3)5.35273(11-=+==?K T m v 7.0Pr ;/1053.1626=?=-m m s m ν 8263320
1014.17.0)
1053.16(383.0)2348(1024.381.9Pr Pr)(?=???-???=??=--m m v m td g Gr ν 3）求换热系数
)/(53.3383
.00272.0)1014.1(48.0Pr)(48.024/1804/1K m W d Gr h m
m ?=???==λ 4）单位管长的对流换热量
m W t t d h Q w l /106)2348(0383.14.353.3)(0=-???=-=∞π
最新热工基础第十章-张学学-思考题答案
热工基础第十章思考题答案 1 何谓表面传热系数？写出其定义式并说明其物理意义。 答：q=h（t w-t f），牛顿冷却公式中的h为表面传热系数。表面传热系数的大小反映对流换热的强弱。 2 用实例简要说明对流换热的主要影响因素。 答：（1）流动起因室内暖气片周围空气的流动是自然对流。而风机中的流体由于受到外力的作用属于强迫对流。强迫对流和自然对流的换热效果是不同的。 （2）流动的状态流动状态有层流和湍流，层流和湍流的对流换热强度不同，输水管路，水流速度不同，会导致水的流动状态由层流到湍流，那么这两种流动状态对流换热效果是不同的。 （3）流体有无相变水在对流换热过程中被加热变成水蒸气，蒸气在对流换热过程中被冷却变成水，这个过程会吸收和放出汽化潜热，两个换热过程的换热量不同。 （4）流体的物理性质流体的物理性质对对流换热影响很大，对流换热是导热和对流两种基本导热共同作用的结果。因此，比如水和油，金属和非金属对流换热效果不同。 （5）换热表面的几何因素换热器管路叉排和顺排换热效果不同，换热管线直径大小对换热效果也有影响。 3 对流换热微分方程组有几个方程组组成，各自到处的理论依据是什么？ 答：（1） 连续性微分方程 （2） 热量平衡方程 （1）动量平衡方程 连续性微分程的依据是根据质量守恒导出的 热量平衡方程是根据能量守恒导出的 动量平衡方程是根据动量守恒导出的 4 何谓流动边界层和热边界层？它们的厚度是如何规定的。 答：流动边界层是由于流体粘度造成速度变化的区域，即速度发生明显变化的流体薄层。速度达到0.99u∞处的y值作为边界层的厚度，用表示。 当温度均匀的流体与它所流过的固体壁面温度不同时，在壁面附近会形成一层温度变化较大的流体层，称为热边界层。过于温度t-=0.99（t∞-）处到壁面的距离为热边界层的厚度。 5 简述边界层理论的基本内容。 答：（1）边界层的厚度与壁面特征长度L相比是很小的量。 （2）流场划分为边界层区和主流区。流动边界层内存在较大的速度梯度，是发生动量扩散的主要区域。在流动边界层之外的主流区，流体可近似为理想流体。热边界层内存在
工程热力学期末试题及答案
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 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 则： 。1分 4. 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。 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 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量方程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。 B 隔板 A 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W R 0S ?=22t t,C 1111Q T Q T ηη==-=-iso 0S ?=iso 0 S ?=
热工基础课后答案超详细版
第一章 思考题 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态得概念？ 答：平衡状态就是在不受外界影响得条件下,系统得状态参数不随时间而变化得状态.而稳定状态则就是不论有无外界影响,系统得状态参数不随时间而变化得状态。可见平衡必稳定,而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态得概念,就是为了能对系统得宏观性质用状态参数来进行描述. 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质得压力不变,问测量其压力得 压力表或真空计得读数就是否可能变化? 答：不能,因为表压力或真空度只就是一个相对压力。若工质得压力不变，测量其压力得压力表或真空计得读数可能变化，因为测量所处得环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时,表明被测对象得实际压力愈大还就是愈小？ 答:真空表指示数值愈大时，表明被测对象得实际压力愈小。 ４、准平衡过程与可逆过程有何区别? 答：无耗散得准平衡过程才就是可逆过程,所以可逆过程一定就是准平衡过程，而准平衡过程不一定就是可逆过程. ５、不可逆过程就是无法回复到初态得过程,这种说法就是否正确? 答:不正确。不可逆过程就是指不论用任何曲折复杂得方法都不能在外界不遗留任何变化得情况下使系统回复到初态,并不就是不能回复到初态。 6、没有盛满水得热水瓶,其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧,这就是什幺原因? 答:水温较高时,水对热水瓶中得空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时,热水瓶中得空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7、用U形管压力表测定工质得压力时,压力表液柱直径得大小对读数有无影响? 答:严格说来，就是有影响得,因为Ｕ型管越粗，就有越多得被测工质进入Ｕ型管中,这部分工质越多,它对读数得准确性影响越大。 习题 1－１解: 1. 2. 3. 4. 1-2图1-８表示常用得斜管式微压计得工作原理。由于有引风机得抽吸，锅炉设备得烟道中得压力将略低于大气压力。如果微压机得斜管倾斜角,管内水 解:根据微压计原理，烟道中得压力应等于环境压力与水柱压力之差
热工基础课后答案第三章
第三章 习 题 3-1 解：设定熵压缩过程的终态参数为222S T p 和、，而定温压缩过程的终态参数为 222 S T p '''和、,根据给定的条件可知： 1222 T T p p ='='； 又因为两个终态的熵差为S ?，固有： 2 12 22 222 ln ln ln T T Mc p p mR T T mc S S S p g p ='-'=-'=? 所以有： )exp(12p mC S T T ?- = 对于定熵压缩过程有： k k k k T p T p 2 12111--= 所以： )exp()exp(])1(exp[()( 11112 112g p k k mR S p mR S M p mc k S k p T T p p ?- =?- =-?==- 3-2 解：设气体的初态参数为1111m T V p 和、、，阀门开启时气体的参数为 2222m T V p 和、、，阀门重新关闭时气体的参数为3333m T V p 和、、，考虑到刚性容器有： 321V V V ==，且21m m =。 ⑴当阀门开启时，贮气筒内压力达到51075.8?Pa ，所以此时筒内温度和气体质量分别为： K 25366.7 8.752931 21 2=? ==p p T T kg T R V p m m 0.225293 2870.0271075 1 g 1121=???= = = ⑵阀门重新关闭时，筒内气体压力降为 5 104.8?Pa ，且筒内空气温度在排气过程中保持不变，所以此时筒内气体质量为： kg T R V p T R V p m g g 216.025 .366287027.0104.85 2 333 333=???= = 所以，因加热失掉的空气质量为： kg m 0.0090.2160.225m m Δ32=-=-= 3-3 解：⑴气体可以看作是理想气体，理想气体的内能是温度的单值函数，选取绝热气缸内的两部分气体共同作为热力学系统，在过程中，由于气缸绝热，系统和外界没有热量交换，同时气缸是刚性的，系统对外作功为零，故过程中系统的内能不变，而系统的初温为30℃，所以平衡时系统的温度仍为30℃。 ⑵设气缸一侧气体的初始参数为1111m T V p 和、、，终态参数为111T V p '''、、，另一侧气体的 初始参数为2222m T V p 和、、，终态参数为222 T V p '''、、，重新平衡时整个系统的总体积不变，所以先要求出气缸的总体积。
热工基础答案
热工答案 3.3 题略 解：（1）泄漏的气体量为 kmol 541.0kg 81.23)27327(44/3.83143 10 3.0) 27347(44/3.83143 10 8.06 6 2 221 1121==+???- +???= -= -=?T R V p T R V p m m m g g （2）泄漏的气体在1bar 及17℃时占有的容积为 3 5 m 05.1310 ) 27317(44 3.831481.23=+??= = p T mR V g 3.6 题略 解：由题意：△U = 0 → T 2 = T 1 = 600 K 由理想气体气体状态方程， 有： MPa 2.0Pa 10 0.23 135 121 1 22 221 11=?== ==p p T V p T V p T V p △U =△H = 0 J/K 1426.1kJ/K 10 1426.13 ln 208.0005.0ln ln 3 1 21 2=?=??=-==?=?-p p mR V V mR s m S g g 3.7 题略 解：（1）混合后的质量分数： ωCO2 = 5.6 %， ωO2 =16.32 %， ωH2O =2 %， ωN2 =76.08 % （2） 折合摩尔质量： M eq = 28.856 kg/kmol （3） 折合气体常数： R eq = 288.124 J/（kg ·K ） （4） 体积分数： φCO2 = 3.67 %， φO2 =14.72 %， φH2O =3.21 %， φN2 =78.42 % （5）各组分气体分压力： p CO2 = 0.01101 MPa ， p O2 =0.04416 MPa ， p H2O =0.00963 MPa ， p N2 =0.2353 MPa 3.8题略 解：由题意，H 2的摩尔成分 1%52%12%35%12H =---=x 由教材公式（3.35），求混合气体的当量摩尔质量
工程热力学思考题参考答案,第四章
第四章气体和蒸汽的基本热力过程 4.1试以理想气体的定温过程为例，归纳气体的热力过程要解决的问题及使用方法解决。 答：主要解决的问题及方法： (1) 根据过程特点（及状态方程）——确定过程方程 (2) 根据过程方程——确定始、终状态参数之间的关系 (3) 由热力学的一些基本定律——计算,,,,,t q w w u h s ??? (4) 分析能量转换关系（P —V 图及T —S 图）（根据需要可以定性也可以定量） 例：1)过程方程式：T =常数（特征）PV =常数（方程） 2)始、终状态参数之间的关系： 12p p =2 1 v v 3)计算各量：u ?=0、h ?=0、s ?=21p RIn p -=21 v RIn v 4)P ?V 图，T ?S 图上工质状态参数的变化规律及能量转换情况 4.2对于理想气体的任何一种过程，下列两组公式是否都适用 答：不是都适用。第一组公式适用于任何一种过程。第二组公式21()v q u c t t =?=-适于定容过程,21()p q h c t t =?=-适用于定压过程。 4.3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：定温过程对气体应加入的热量 4.4过程热量q 和过程功w 都是过程量，都和过程的途径有关。由理想气体可逆定温过程热量公式 2 111 v q p v In v =可知，故只要状态参数1p 、1v 和2v 确定了，q 的数值也确定了，是否q 与途径无关？ 答：对于一个定温过程，过程途径就已经确定了。所以说理想气体可逆过程q 是与途径有关的。 4.5在闭口热力系的定容过程中，外界对系统施以搅拌功w δ，问这v Q mc dT δ=是否成立？ 答：成立。这可以由热力学第一定律知，由于是定容过2211 v v dv w pdv pv pvIn RTIn v v v ====??为零。故v Q mc dT δ=，它与外界是否对系统做功无关。 4.6绝热过程的过程功w 和技术功t w 的计算式： w =12u u -，t w =12h h - 是否只限于理想气体？是否只限于可逆绝热过程？为什么？
热工基础习题参考答案(部分)
1.3 题略 解： m 2.127481 .92.110)7893(3 =??-=??=??=?g p h h g p ρρ 1.5 题略 m 1.05.0 2.030sin m 2.0200kg/m 800/8.033=?======l h mm l cm g ρ已知： 烟气的真空度为： Pa 8.78430sin 2.081.9800=??=??=h g p v ρ ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2O O mmH 027.808.7842==Pa p v 烟气的绝对压力为： kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-?=-= v b p p p 1.10 题略 解：锅内表压力 g 40.77kg 04077.081 .91041010063==???=?= ?= -g A p m A g m p g g 2.2填空缺数据（兰色）： 2.9 题略 已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量 解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/m
kJ 27.2) (8 2 2 )6 (41423 332 1 =-= == ?==? D D k dD kD W dD kD D d kD pdV dW D D π π π π 答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略 解：（1）确定空气的初始状态参数 K 300)27273(m 10101010100kPa 1.29310100108.91951021332414 3 111=+==???===???+=+=+=-----T AH V A g m p p p p b g b （2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数 由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。则 33-3211 2124 3222m 101.50231 .1951 .29310K 300kPa 1.19510100108.9)100195(102?=?=====???-+=+=+=---p p V V T T A g m p p p p b g b 活塞上升距离 cm 023.5m 05023.01010010)15023.1()(4 3 12==??-=-=?--A V V H 对外做功量 J 999.9710)15023.1(101.195332=?-??=?=-V p W 由闭口系能量方程，Q =△U+W ，因T 2 = T 1，故△U = 0。所以求得气体与外界的换热量为 Q =W=97.999 J 讨论：（1）本题活塞上升过程为不可逆过程，其功不能用pdV W ?=2 1计算， 本题是一种特殊情况，即已知外界压力，故可用外界参数计算功（多数情况下外
湖南大学工程热力学试题及答案1
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2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式g v p R c c =-。……（ ） 3. 不可逆过程不能T-s 图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。………… （ ） 4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。…………………………（ ） 5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过程是否可逆，有无耗散效应。……………………（ ） 6. 自发过程都是不可逆过程，非自发过程都是可逆过程。…………………（ ） 7. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。………………（ ） 8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。……………………………（ ） 9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。………………………………………（ ） 10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。…………………………（ ） 三、选择题（每小题2分，共20分） 1. 理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（ ）。 A.热力学能； B.熵； C.压力； D.温度 2. ? +?=pdv u q 适用于 （ B ） A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程 C 理想气体一切过程 D 理想气体准静态过程 3. 下面参数中，量纲不相同的有（ B ） A. 比热容 B. 比焓 C. 质量气体常数 D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（ C ）。 A.空气作功量大于其热力学能增量； B.空气作功量等于其热力学能增量； C.空气作功量小于其热力学能增量； D.无法确定 5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大（ A ）。 A. 100oC ，20bar ； B. 200oC ，10bar ； C. 100oC ，10bar ； D. 150oC ，15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作，其输入功W 为25kJ ，从冷源吸热量Q ,2为110kJ ，此制冷机是（ C ）。
工程热力学-课后思考题答案
第一章基本概念与定义 1．答：不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定 2．答：这种说法是不对的。工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。 3．答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。平衡状态并非稳定状态之必要条件。物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。 4．答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。当地大气压不一定是环境大气压。环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。 5．答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。 6．答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。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的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。 7．答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。 8．答：（1）第一种情况如图1-1（a）,不作功（2）第二种情况如图1-1（b）,作功（3）第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来，第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。 9．答：经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。系统和外界整个系统不能恢复原来状态。 10．答：系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后，系统恢复到原来状态，外界没有变化；若存在不可逆因素，系统恢复到原状态，外界产生变化。 11．答：不一定。主要看输出功的主要作用是什么，排斥大气功是否有用。
热工基础答案
第一章 1. 平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2. 表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3． 当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。准平衡过程只注重的是系统内部 而可逆过程是内外兼顾！ 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。引起其他变化时是可以回到初态的！ 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 大气压力改变，热水能量散失，导致内部压力改变，压力平衡打破 7. 用U 形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U 型管越粗，就有越多的被测工质进入U 型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 习 题 1-1 解： kPa bar p b 100.61.00610133.37555==??=- 1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+= 2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-= 3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-= 4. kPa bar p p p b v 6.50506.0 5.000 6.1==-==-
热工基础课后题答案
二零一七年，秋
第一章 热力学第一定律 1-1用水银压力计测量容器中的压力，在水银柱上加一段水，若水柱高1020mm ，水银柱高900mm ，当时大气压力计上的度数为b 755mmHg p =。求容器中气体的压力。 解：查表可知：21mmH O=9.80665Pa 1mmHg=133.3224Pa 由题中条件可知 2H O Hg b 1020 mm 9.80665 Pa 900mm 133.3224Pa 755mm 133.3224Pa 230.651 KPa 0.231MPa p p p p =++=?+?+?=≈容器 即容器中气体的压力为0.231MPa 。 1-2容器中的真空度为600mmHg v p =，气压计上的高度是b 755mmHg p =，求容器中气体的绝对压力（用Pa 表示）。如果容器中的绝对压力不变，而气压计上高度为 b 770mmHg p =，求此时真空表的度数（以mmHg 表示）. 解：因为 600mmHg=600mm 133.3224Pa=79993.4Pa v p =? b 755mmHg=755mm 133.3224Pa=100658.4Pa p =? 容器中气体的绝对压力为 b v 100658.479993.420665Pa p p p =-=-= 若以mmHg 表示真空度，则 20665 20665Pa= mmHg 155mmHg 133.3224 p == 则当气压计高度为b 770mmHg p =时，真空表的读数为 770mmHg 155mmHg 615mmHg v b p p p '=-=-= 1-3用斜管压力计测量锅炉烟道气的真空度，管子倾斜角30α=?，压力计使用密度 30.8g/cm ρ=的煤油，斜管中液柱长200mm l =，当地大气压力b 745mmHg p =。求烟气
工程热力学第四版课后思考题答案解析
1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？ 不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。 2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。 3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。 4．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？绝对压力计算公式 p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b ) 中，当地大气压是否必定是环境大气 压？ 当地大气压p b 改变，压力表读数 就会改变。当地大气压 p b 不一定是环境大气压。 5．温度计测温的基本原理是什么？ 6．经验温标的缺点是什么？为什么？ 不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。 7．促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。 有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。 8．分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。 参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统（闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。 4题图
9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制 体（但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？ 不包括电加热器为开口（不绝热）系统（a 图）。包括电加热器则为开口绝热系统（b 图）。 将能量传递和质量传递（冷水源、热水汇、热源、电源等）全部包括在内，构成孤立系统。或者说，孤立系统把所有发生相互作用的部分均包括在内。 10．分析汽车动力系统（图1-21）与外界的质能交换情况。吸入空气，排出烟气，输出动力（机械能）以克服阻力，发动机水箱还要大量散热。不考虑燃烧时，燃料燃烧是热源，燃气工质吸热；系统包括燃烧时，油料发生减少。 11．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？ 经历一个不可逆过程后，系统可以恢复原来状态，它将导致外界发生变化。包括系统和外界的整个大系统不能恢复原来 状态。 12．图1-22中容器为刚性绝热容器，分成两部分，一部分装气体，一部分 抽成真空，中间是隔板， （1）突然抽去隔板，气体（系统）是否作功？ p 1 9题图
热工基础考试题库(带答案)
热工基础题库 一、选择题 基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是：A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力；温度；比容 B、内能；焓；熵 C、质量；流量；热量 D、膨胀功；技 术功；推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓；熵；比容 B、膨胀功；内能；压力 C、热量；比热；温度 D、技术功；动能；位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa，表压力为60KPa，则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa，容器内的压力比大气压力低0.004Mpa，则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa
热工基础思考题答案
思考题 第一章 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的 压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 第二章
工程热力学与传热学试题及答案样本
《工程热力学与传热学》 一、填空题（每题2分，计20分） 1.如果热力系统与外界之间没有任何形式能量互换，那么这个热力系统一定是( ） 2.抱负气体比热容只与( ）参数关于。 3.若构成热力系统各某些之间没有热量传递，热力系统将处在热平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 4.若构成热力系统各某些之间没有相对位移，热力系统将处在力平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 5.干饱和蒸汽被定熵压缩，将变为：( ）。 6.湿空气压力一定期，其中水蒸气分压力取决于( ）。 7. 再热循环目是( ）。 8. 回热循环重要目是( ）。 9.热辐射可以不依托( ），在真空中传播。 10. 流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与( ）过程无关。 二. 判断题（每题1分，计20分） 1.孤立系统热力状态不能发生变化；（） 2.孤立系统就是绝热闭口系统；（） 3.气体吸热后热力学能一定升高；（） 4.只有加热，才干使气体温度升高；（） 5.气体被压缩时一定消耗外功；（）
6.封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（） 7.流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历过程无关；（） 8.在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两某些构成。（） 9.抱负气体绝热自由膨胀过程是等热力学能过程。（） 10.对于拟定抱负气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv大小与气体温度无关。（） 11.一切可逆热机热效率均相似；（） 12.不可逆热机热效率一定不大于可逆热机热效率；（） 13.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变等于可逆过程熵变；（） 14.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变不不大于可逆过程熵变；（） 15.不可逆过程熵变无法计算；（） 16.工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（） 17.封闭热力系统发生放热过程，系统熵必然减少。（） 18.由抱负气体构成封闭系统吸热后其温度必然增长；（） 19.懂得了温度和压力，就可拟定水蒸气状态；（） 20.水蒸气定温膨胀过程满足Q=W；（） 三. 问答题（每题5分，计20分） 1. 阐明什么是准平衡过程？什么是可逆过程？指出准平衡过程和可逆过程关系。
工程热力学思考题答案
第九章气体动力循环 1、从热力学理论看为什么混合加热理想循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高，随定压预胀比ρ的增大而降低 答：因为随着压缩比ε和定容增压比λ的增大循环平均吸热温度提高，而循环平均放热温度不变，故混合加热循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高。混合加热循环的热效率随定压预胀比ρ的增大而减低，这时因为定容线比定压线陡，故加大定压加热份额造成循环平均吸热温度增大不如循环平均放热温度增大快，故热效率反而降低。 2、从内燃机循环的分析、比较发现各种理想循环在加热前都有绝热压缩过程，这是否是必然的 答：不是必然的，例如斯特林循环就没有绝热压缩过程。对于一般的内燃机来说，工质在气缸内压缩，由于内燃机的转速非常高，压缩过程在极短时间内完成，缸内又没有很好的冷却设备，所以一般都认为缸内进行的是绝热压缩。 3、卡诺定理指出两个热源之间工作的热机以卡诺机的热效率最高，为什么斯特林循环的热效率可以和卡诺循环的热效率一样 答：卡诺定理的内容是：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相同，与可逆循环的种类无关，与采用哪一种工质无关。定理二：在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。由这两条定理知，在两个恒温热源间，卡诺循环比一切不可逆
循环的效率都高，但是斯特林循环也可以做到可逆循环，因此斯特林循环的热效率可以和卡诺循环一样高。 4、根据卡诺定理和卡诺循环，热源温度越高，循环热效率越大，燃气轮机装置工作为什么要用二次冷却空气与高温燃气混合，使混合气体降低温度，再进入燃气轮机 答：这是因为高温燃气的温度过高，燃气轮机的叶片无法承受这么高的温度，所以为了保护燃气轮机要将燃气降低温度后再引入装置工作。同时加入大量二次空气，大大增加了燃气的流量，这可以增加燃气轮机的做功量。 5、卡诺定理指出热源温度越高循环热效率越高。定压加热理想循环的循环增温比τ高，循环的最高温度就越高，但为什么定压加热理想循环的热效率与循环增温比τ无关而取决于增压比π 答：提高循环增温比，可以有效的提高循环的平均吸热温度，但同时也提高了循环的平均放热温度，吸热和放热均为定压过程，这两方面的作用相互抵消，因此热效率与循环增温比无关。但是提高增压比，p1不变，即平均放热温度不变，p2提高，即循环平均吸热温度提高，因此循环的热效率提高。 6、以活塞式内燃机和定压加热燃气轮机装置为例，总结分析动力循环的一般方法。 答：分析动力循环的一般方法：首先，应用“空气标准假设”把实际问题抽象概括成内可逆理论循环，分析该理论循环，找出影响循环热效率的主要因素以及提高该循环效率的可能措施，以指导实际
热工基础作业答案
式中：依题意有：m .mm l s /m .g m /kg .cm /g .sin gl gh p MPa .p p p p v b v b 2020089108080102 3 33===?=====-=ρα ρρkPa kPa kPa p p p kPa Pa Pa m m P Pa O m m H p kPa Pa Pa m m p A P O H b O H b 6.206656.1061.961kPa 98p 656.106106656103332.1Hg 800p 1.961kPa a 34.19618067.9200982.97990103332.1Hg 7351265Hg 2Hg 2222=++=++=∴==??===?===??=-压力单位换算： 附录根据《热工基础》习题参考答案 第二章 热能转换的基本概念和基本定律 热能转换的基本概念 2-3 2-4 2-6 （a ）取水为系统，故为闭口系。系统与外界交换的能量为热能。 （b ）取电阻丝+容器+水为系统，故为闭口绝热系。系统与外界交换的能量为电能。 （c ）取图2-40中虚线框内全部空间为系统，故为孤立系。系统与外界无任何形式的能量交换。
2-7 2-8 2-10 用线性插值法求摄氏温标与华氏温标的换算关系： {}{}{}{}32810 10010032 212212+=--= --??)C ()F () C ()F (t .t t t 得 绝对零度（-273.15℃）所对应的华氏温度为： {})F (.).(.t )F (?-=+-?=67459321527381 MP .a MP .-MPa .p -p p a MP .g H mm .MPa .g H mm x p g H mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg 735.0588mm MPa .p mmHg 107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p p g H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p -A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b 3 v b v v b g b g b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====?==∴======∴==?==========+=∴===+=冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷 冷进进进进则设解法三：依题意有：：附录查解法二：）：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（a MP .a MP .-MPa .p -p p a MP .g H mm .MPa .g H mm x p g H mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg 735.0588mm MPa .p mmHg 107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p p g H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p -A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b 3v b v v b g b g b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====?==∴=== ===∴==?==== ======+=∴===+=冷冷冷冷 冷 冷冷 冷 冷 冷 冷 进 进 进 进则设解法三： 依题意有：：附录查解法二：） ：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（m m Hg MPa MPa MPa p p p MPa MPa MPa p p p MPa Pa Pa m m Hg p b v v b v 577077.0025.0102.0025.0073.0098.0073.0733********.1550' '2==-=-==-=-===??=
最新工程热力学试题及答案
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 1 1212-??? ? ??= （ √ ） 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、流动功和技术功都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（ 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 。 2．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小段，其流速、流量变化为（ A ）。 （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 ）。 （A ） 系统的初、终态； （B ） 系统所经历的过程； （C ） （A ）和（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，其结果只能是（ A ）。 （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．（ C ）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___大于0______ 2．蒸汽的干度定义为____湿蒸汽中含干蒸汽的质量/湿蒸汽的总质量_____。 3．水蒸汽的汽化潜热在低温时较______小____，在高温时较_____大_____，在临界温度为__0________。