《热工与流体力学基础》复习题

《热工与流体力学基础》复习题

一：填空

1，在制冷工程中，使用的各种热力设备，如空调、制冷机等，要利用一些气体或液体通过状态变化来传送、转移能量，这些工作在各种热力设备中的气体或液体，我们称为工质。2，根据能量传递和物质交换的情况，可以将热力系分为封闭热力系和开口热力系。3，热力学温标与摄氏温标的关系是T= t+273 。

4，一个容器中气体的体积为3m ，质量是1.5㎏，气体的温度为20℃，大气压力等于1×10 Pa,用测压计测得的表压力为4×10 Pa，那么该系统内气体的热力学温度为293K ，绝对压力为5×10 Pa，密度为0.5 Kg/m3 , 比体积为2m3/Kg.

5，在工程上规定，在压力为一个大气压、温度为0℃时，气体所处的状态称为标准状态。

二:判断对错

1，气体常数R与状态无关，只决定于气体的种类（正确）

2，在常温常压下，工程上常用的气体氧气、氮气、一氧化碳等都可以看成是理想气体。（正确）

3，绝热热力系是系统与外界只有功的交换而没有热量传递的热力系。（正确）

4，当容器中的气体绝对压力低于大气压力时，测压仪表指示的读数称为表压力。（不正确）5，对于不同的气体，它们的分子量与气体常数的乘积是一个常量。（正确）

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一：填空

1，准平衡过程是由一系列平衡状态组成的，在p-v图上以一条曲线来表示。

2，对于任何系统，各种能量之间的平衡关系均可表示为：系统最终剩余的能量= 系统中原有的能量+ 进入系统的能量—离开系统的能量。

3，焓的符号为H，其定义式为H= U +pV .

4，物体温度升高1℃所需要吸收的热量称为该物体的热容量。

5，定值千摩尔比热容的数值取决于组成分子的原子的数量。

二：判断对错

1，可逆过程一定是准平衡过程。（正确）

2，功和热量都是状态参数。（不正确）

3，比热力学能是基本状态参数。（不正确）

4，在自然界中，热转变为功的唯一途径就是通过工质膨胀。（正确）

5，在一定的温度下，同种气体的定压质量比热容要小于定容质量比热容。（不正确）

6，一般说来，比热容随着温度的升高而增大。（正确）

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一：填空

1，准平衡过程是由一系列平衡状态组成的，在p-v图上以一条曲线来表示。

2，对于任何系统，各种能量之间的平衡关系均可表示为：系统最终剩余的能量= 系统中原有的能量+ 进入系统的能量—离开系统的能量。

3，焓的符号为H，其定义式为H= U +pV .

4，物体温度升高1℃所需要吸收的热量称为该物体的热容量。

5，定值千摩尔比热容的数值取决于组成分子的原子的数量。

二：判断对错

1，可逆过程一定是准平衡过程。（正确）

2，功和热量都是状态参数。（不正确）

3，比热力学能是基本状态参数。（不正确）

4，在自然界中，热转变为功的唯一途径就是通过工质膨胀。（正确）

5，在一定的温度下，同种气体的定压质量比热容要小于定容质量比热容。（不正确）

6，一般说来，比热容随着温度的升高而增大。（正确）

三：简答

1，热力学第一定律的内容可以表述为？

答：热可以转变为功，功也可以转变为热，一定数量的热消失，必产生相应数量的功，同样，一定数量的功被消耗，必产生相应数量的热。

2，写出稳定流动能量能量方程式。

答：

Q= (U2一U1) + m (p2v2一p1v1) + 1/ 2 m (c 一c ) + mg (z2 一z1) + W

对于1千克的工质，可写为：

q=(u2一u1)+(p2v2一p1v1)+1/2 (c 一c )+ g (z2 一z1) + w

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一：填空

1，四个基本热力过程，分别是定容过程，定压过程，等温过程，绝热过程。

2，在定容过程中，过程曲线为一条垂直于横坐标的直线。初始状态和终了状态的状态参数之间的关系，可表示为p1/T1 = p2/ T2 = 常数。

3，在定压过程中，过程曲线为一条平行于横坐标的直线。。初始状态和终了状态的状态参数之间的关系，可表示为v1/T1 = v2/ T2 = 常数。

4，在等温过程中，过程曲线为一条等边双曲线。。初始状态和终了状态的状态参数之间的关系，可表示为p1v1=p2v2.

5，定压比热容和定容比热容的关系为：c = c + R

二：判断对错

1, 在等温过程中，系统与外界没有热量交换。（不正确）

2，只要初、终态的温度相同，不同的理想气体在不同的热力过程中的焓的变化量是相同的。（正确）

3, 只要系统与外界的总热量交换为零，这个过程就是绝热过程。（不正确）

4, 多变过程概括了所有的热力过程。（正确）

5, 热力学能是温度的函数。（正确）

6, 等温过程中，工质的压力和比体积的乘积为定值。（正确）

三：简答

1，定容过程有什么特点？在p-v图上将定容过程表示出来。

答：定容过程的特点是：工质的比体积始终保持不变。

（图略）

2，定压过程有什么特点？在p-v图上将定容过程表示出来。

答：定容过程的特点是：工质的压力始终保持不变。

（图略）

3，等温过程有什么特点？在p-v图上将定容过程表示出来。

答：等温过程的特点是：工质的温度始终保持不变。

（图略）

---------------------------------------------------------------------------------------------------

一：填空

1，正向循环的效果是将热能转变成机械能。

2，逆向循环的效果是将机械能转变成热能。

3，卡诺循环是由可逆等温膨胀过程，可逆绝热膨胀过程，可逆等温压缩过程，可逆绝热压缩过程组成的。

4，比熵变可用来对热力过程进行热量分析，在热力过程中如果△s>0,说明该过程是吸热的；如果△s< 0,说明该过程是放热的。

二：判断对错

1，工质从高温热源吸收的热量，可以全部转变为机械能。（不正确）

2，热量只能从高温物体传给低温物体，而不能从低温物体传给高温物体。（不正确）

3，一个非自发过程的进行需要一个自发过程来作为补偿。（正确）

4，在两个温度不同的恒温热源间工作的所有热机，没有任何热机的热效率比可逆热机的效率更高。（正确）

5，在两个不同温度的恒温热源间工作的一切可逆热机，具有同样的循环热效率，且与工质的性质无关。（正确）

6，可以从工质的温度升高还是降低来判断工质是吸热还是放热。（不正确）

三：简答

1，什么叫自发过程？

答：自发过程是指不需要借助外力的作用就能进行的过程。

2，按照克劳修斯的说法，热力学第二定律可以表述为？

答：热量不可能自动（自发）地不付代价地从低温物体传到高温物体。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一：填空

1，定压下水蒸气产生过程的三个阶段是预热阶段，汽化阶段，过热阶段。

2，将1 kg 0 ℃的水定压加热到饱和水所需要的热量称为液体热。

3，将1 kg饱和水变成1 kg饱和蒸汽所需要的热量称为汽化热。

4，湿饱和蒸汽是饱和水和饱和蒸汽的混合物。

二：判断对错

1，沸腾时的温度与液体所受压力无关。（不正确）

2，在p-v图上，水蒸气形成的三个阶段是一条连续并平行于v轴的直线。（正确）

3，饱和温度越高，对应的饱和压力也越高。（正确）

三：简答

1，蒸发和沸腾有什么区别？

答：1，蒸发可以在任何温度下发生，而沸腾只发生在一定温度（沸点）下。

2，蒸发只发生在液体的外露表面，而沸腾在液体的内部和表面同时进行。

2，画出水蒸气产生过程的p-v图，并指出临界点，饱和水线，干饱和蒸汽线，及五态（过冷水，饱和水，湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽）

答：略

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一：填空

1,湿空气可以看成是干空气和水蒸汽的混合物。

2，表示湿空气中水蒸气的实际含量的多少要用绝对湿度。

1，每一种组成气体在混合气体的温度下，单独占有整个体积V时，所产生的压力称为该组成气体的分压力。

2，湿空气按湿空气中的水蒸汽所处的状态不同，可分为饱和湿空气和未饱和湿空气。如果湿空气中所含的水蒸汽为干饱和蒸汽，则湿空气为饱和湿空气，如果湿空气中所含的

水蒸汽为过热蒸汽，则湿空气为未饱和湿空气。

3，湿空气在某一状态下的绝对湿度与相同温度时饱和湿空气的绝对湿度的比值，叫相对湿度。

4，湿空气的相对湿度的值通常用干湿球温度计来测量。

二：判断对错

1，表示湿空气的潮湿程度要用相对湿度。（正确）

2，混合气体中各组成气体的体积是不相等的，但它们的和等于混合气体的体积。（不正确）3，每一种组成气体在混合气体的温度下，占据的体积，称为该组成气体的分体积。（不正确）

4，湿空气中水蒸汽的含量很少，所以对湿空气的性质影响不大。（不正确）

5，相对湿度越大，湿空气越潮湿，湿空气的吸湿能力就越差。（正确）

6，在干球温度一定时，空气中所含的水蒸气越少，其相应的湿球温度也就越低。（正确）三：简答

1，什么叫湿度？都有哪些表示方法？

答：湿度是指湿空气中水蒸汽的含量。

空气的湿度有绝对湿度，相对湿度和含湿量三种表示方法。

2，什么叫结露？什么叫露点温度？

答：在未饱和的湿空气中，水蒸气的含量不发生变化，即在水蒸气的分压力不变的情况下，定压降低未饱和湿空气的温度，则水蒸气会达到饱和状态，湿空气也成为饱和湿空气，如果继续降温，则湿空气中的水蒸气将开始凝结成水滴从湿空气中分离出来，称为结露。

开始结露时的温度称为露点温度。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 一：填空

1，液体和气体统称为流体。流体最主要的特性是流动性。

2，作用在流体上的力分为表面力和质量力两种。

二：判断对错

1，内摩擦力与流体的种类有关。（正确）

2，内摩擦力与流层的接触面积大小成正比。（正确）

3，内摩擦力与两流体层间的速度差成正比，与流体间距离成正比。（不正确）

三：简答

4，什么是流体的膨胀性和压缩性？

答：当流体的温度不变，压强变化时，流体的体积发生变化，这种性质称为流体的压缩性。当流体的压强不变时，流体的体积随温度变化而发生变化的性质称为流体的膨胀性。

5，什么是流体的粘滞性？

答：粘滞性是指流体各流层间或质点间因相对运动而产生的内摩擦力。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一：判断对错

1，容器的形状对压强有影响。（不正确）

2，在相同深度处各点的压强相等。（正确）

二：简答

1，什么是流体静压强？它有那些特性？

答：流体静压强是指单位面积上的作用力。

其特性有1，流体静压强垂直于作用面，并指向所研究的流体部分。

2，静止流体内任意一点上各方向的静压强均相等。

2，什么是等压面？等压面需要满足什么条件？

答：在静止的液体中，由压强相等的各点组成的面称为等压面。

等压面需要满足静止、同种、连续的三个条件

-------------------------------------------------------------------------------------------

一：判断对错

1，流线上任意一点的切线方向就是该点的流速方向。（正确）

2，流线即可以是一条光滑的曲线或直线，也可以是一条折线。（不正确）

3，流线的疏密反映了流速的大小，流线密集说明该处流速大，流线稀疏说明该处流速小。（正确）

二：简答

1，什么是理想流体？

答：理想流体是指不可压缩又无粘性的流体。

2，什么是恒定流动？

答：当流体流动时，如果液体中任意一点处的压强、速度、和密度都不随时间变化而变化，则这种流动称为恒定流动。

3，什么是渐变流？

答：渐变流是指流速变化比较缓慢，流线近似于平行线的流动形式。

4, 写出能量方程式，并说明各项的意义。

答：能量方程式:

Z +p / g + a v / 2g = Z +p / g + a v /2g+ h

能量方程式中的各项，表示流体的某种单位能量，

Z 是单位质量流体相对于基准面的位置势能

p/ g是单位质量流体的压力势能

av /2g是单位质量流体的动能

h 是单位质量流体的能量损失

能量方程式说明，流体的运动过程实际上就是以上三种能量之间的转换过程，而其总和是不变的，这是能量守衡原理在流体力学总的表现。

三：计算

2, 已知水泵流量q =0.02m /s，吸水管直径d=100 m m，水泵允许吸上高度为7m，吸水管能量损失h =3m ,求水泵的安装高度。

解：根据连续性方程可得：

v = 4q / d =2.25 m/s

水泵的安装高度：

H = h - v /2g - h =3.67 m/s

1，有一段管路，管径d1= 0.2m , d2=0.1m , 已知q =0.025m /s ,试求管两断面的平均流速。

解：q = v1 A1

v1= q / A1= 4 q / d1 = 0.796m/s

同理可得：v2= 3.18m/s