工程热力学人环奖2015年

人环奖考试题

2004 年

工程热力学部分（21分）

一?填空题（每题4分，共16分）

1、有两种状态的空气a和b,二者在湿空气焓湿图上的混合点落在a和b两点之间

混合质量比m a/m b与混合点距a点以及距b点的距离成反比关系。

2、喷管的基本形式有_3_ 种，包括渐缩、渐扩和缩放。

3、理想气体绝热节流前参数的下标为a，节流后的参数下标为b，请给出以下各参数之间的关

系：

P b = p a

h b = h a

S b > S a

t b = t a

4、在在同样的温度的高温热源和低温热源的条件下,一切热机中，以卡诺热机的热效

率最高。

二.回答问题（5分）

对一密闭容器中的饱和空气进行等温加压，空气中的含湿量和水蒸气分压力将如何改

变？

由于空气的饱和水蒸气分压力P ab只跟温度有关，所以等温加压后的空气饱和水蒸气分

压力应该仍然不变。但由于容器内空气（混合气体）的总压力增加，导致容器内的水蒸气组分承受的分压力增加，从而超过其饱和压力，必然导致空气中水分析出，以维持容器内饱和

空气的水蒸气分压力水平不变，从而导致空气的含湿量降低。

2005 年

工程热力学部分

1. 循环热效率、制冷系数和供热系数的计算（填空的）

循环热效率：n= 3/ q1 =（h1 —h2） /（h1 —h2.1 ）

制冷系数：Wc=T2/（T1-T2 ）

供热系数：W==T1/（T1-T2） =q1/（q1-q2）

2. （所有工作于同温热源与同温冷源之间）的一切热机中，以可逆热机的热效率最高

3. 在冬季采暖季节，房屋建筑外墙内表面的温度须高于室内空气的露点温度，否则，外墙内表面会

产生蒸汽凝结现象（理解）

如果内表面温度比空气露点温度低，会使空气中的水蒸气在内墙凝结，使空气中含湿

量减小，而且凝结水还会损坏内墙。

4. 解释秋冬之交的霜冻现象

霜冻是一种较为常见的农业气象灾害，发生在冬春季，多为寒潮南下，气温随冷空气的

频繁入侵而明显降低，短时间内气温急剧下降至零摄氏度以下引起；或者受寒潮影响后，天气由阴转晴的当天夜晚，尤其是在晴朗无风的夜间或清晨，辐射散热增多，因地面强烈辐射

降温所致，地面和植株表面温度迅速下降，当植株体温降至0C以下时，植株体内细胞会脱

水结冰，遭受霜冻危害。

2006 年

工程热力学部分（25分）

一?填空题（每空1.5分，总分15分）

1. 有两种状态的空气a和b,二者在湿空气焓湿图上的混合点落在a点和b点的连线上,

混合质量比m a/m b与混合点距a点以及距b点的距离成反比关系。

2. 气体的摩尔容积与气体的性质无关，与气体状态有关。

3. 对于实际气体来说，dh二C p dT只适用于计算定压过程焓的变化。

4. 二元溶液中，组分A和组分B的沸点不同，沸点较低的液体，具有高的挥发性,

而沸点较高的液体，其挥发性必然较低。

5. 经过一个不可逆循环过程，工质熵的变化=0 ______ 。

6. 卡诺循环的热效率仅取决于同温热源和同温冷源的温度，而与工质无关。

二.分析题（10分）

对一密闭容器中的饱和湿空气进行等温加压，空气中的含湿量和水蒸气分压力将如何改

变？请解释其原因。

【答】由于空气的饱和水蒸气分压力Rb只跟温度有关，所以等温加压后的空气饱和水蒸气

分压力应该仍然不变。但由于容器内空气（混合气体）的总压力增加，导致容器内的水蒸气组分承受的分压力增加，从而超过其饱和压力，必然导致空气中水分析出，以维持容器内饱和空气的水蒸气分压力水平不变，从而导致空气的含湿量降低，

2007 年

工程热力学部分（25分）

1. 形容湿空气的三个温度芥比较.

2. 在门窗紧闭的房间，打开冰箱降温.请评价这个方法.

3. 熔的物理意义，壷动功的大小由什么決定.

4. 喷管在扩张段的速度怎样变化？质壘怎样变优？

5. 公式p vy m的便用条件口

1. 湿空气的三个测量温度分别是干球温度，露点温度，湿球温度。

干球温度：自由地被暴露在空气中所测量的温度。

露点温度：空气达到饱和时的温度。

湿球温度：温度计水银球包裹有水棉芯，并有一定流速的空气吹过棉芯时，该温度计所指示

的温度。

三者比较：干球温度>=湿球温度>=露点温度

2. 方法是不对。因为在门窗紧闭的房间，虽然冰箱的冷空气可以降低冰箱周围的温度?但是

压缩机运作时产生的热量比冰箱产生的冷量多，房间的温度会上升?

3. 焓是物质的固有能，具有一定状态的物质具有一定的热力学能和对外做功的能力流动功的公式PV,流动功与物质压力和密度有关?

4. 由（Dp/p）=-kMa^2（Dc/c）得可知流体流过喷管时，压力降低，速度会增加，质量不变?

5. 理想气体.

2008 年

工程热力学部分（25分）

1. 比较工质三个温度的大小：干球温度，露点温度，湿球温度。

（3 分）

答：干球温度>湿球温度=露点温度

2 ?已知二元混合溶液中，组分A的沸点高于组分B的沸点，问哪种组分更容易挥发？（3

分）

答：B组分

3. Ah = mCp.汀适用于理想气体的压缩过程。（3分）

4. 混合气体的比热与各组分的比热及各组分的质量成分有关。（3分）

5. 气体的摩尔体积与其性质无关。（3分）

6. （3 分）

7. 试分析：对饱和空气进行等温加压的过程中，其含湿量下降，水蒸气分压力下降。（7分）

2009 年

预赛

工程热力学部分

1、在冬天，用室内一台开动的没有放置任何东西的电冰箱取暖来替代用电炉取暖，看运行

稳定。电冰箱内部维持温度不变，从耗电角度来看（ B ）

A前者大于后者

B前者小于后者

C谁大谁小不确定

D二者相等

2、压缩空气制冷循环的制冷系数随（A ）而增大

A循环压力比下降

B循环的制冷量的增大

C循环的制冷量的下降

D循环压力比提高

3、工质完成一个不可逆循环后，其熵（D ）

A、减少

B为零

C可能增加、减少或为零

D增加

4、有位发明家称他发明了一种机器，当这台机器完成一个循环时，吸收了100KJ的功，同时向单一热源排出了100KJ的热，这台机器（D ）

A、违反了热力学第一定律和第二定律

B违反了热力学第二定律

C完全符合科学原理

D违反了热力学第一定律

5、饱和湿空气的干球温度t，湿球温度tw，露点温度tdp间的关系是（A ）

A、t>tw=tdp

B t=tw

C、t>tw>tdp

D、t=tw=tdp

6、PV=RT描述了（B ）的变化规律

A、理想气体任意过程中

B理想气体热力平衡状态

C任何气体热力平衡状态

D、任何气体准静态过程中

7、下列说法正确的是（D ）

A、温度是判断两个物体是否达到人平衡的唯一判据

B两个物体不接触，永远不可能达到热平衡

C两个相互独立的状态参数对应相等的两物体才能达到热平衡

D两个物体不接触，就不能判别它们是否达到热平衡

8、空气流在定熵滞止后，其温度（ C ）

A、不变化

B升高

C、可能升高或保持不变

D降低

9、孤立系统进行不可逆过程的结果是（D ）

A、孤立系统熵增加

B孤立系统熵减少

C、孤立系统熵的变化方向不能确定

D孤立系统熵不变

10、湿空气中水蒸气所处的状态（D ）

A、是饱和蒸汽状态

B是过热蒸汽状态

C、是液态雾珠

D可以是饱和蒸汽状态，也可以是过热蒸汽状态

11、下列过程可以视为可逆过程的是（B ）

A、非自发过程

B绝热节流过程

C、无耗散的准静态过程

D自由膨胀过程

12、卡诺定理表明：所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切热机的热效率（ B ）

A、不相等，以可逆热机的热效率为最高

B都相等，仅仅取决于热源和冷源的温度

C、不相等，与所采用的工质有关

D都相等，可以采用任何循环

13、对以密闭容器中的饱和空气进行等温加压，空气中的含湿量和水蒸气分压力将如何改变

（C）

A、空气的含湿量升高，水蒸气分压力升高

B空气的含湿量降低，水蒸气分压力降低

C空气的含湿量降低，水蒸气分压力维持不变

D空气的含湿量不变，水蒸气分压力升高

14、在两个恒温热源间工作的热机a、b均进行可逆循环，a机的工质是理想气体，b机是水蒸

气，则其热效率n a和n b （D ）

A n a> n b

B n a< n b

C不能确定

D相等

15、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

2010 年

预赛

工程热力学部分

1、一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气球的体积，则气球内的气体进行的是（B ）

A定压过程

B多变过程

C定温过程

D定容过程

2、以下过程中可视为可逆过程的是（C ）

A可以从终态回复到初态的过程

B没有摩擦的过程

C没有摩擦的准平衡过程

D没有温差的过程

3、提高制冷系数的方法有：（C ）

A降低蒸发温度，提高冷凝温度

B提高蒸发温度和冷凝温度

C提高发温度，降低凝温度

D降低发温度和冷凝温度

4、下列哪一种说法可以表示热力学第一定律？（ D ）

A、热可以改变功，功可以改变热，在转换中是有一定比例

B在孤立系统内能量总数保持不变

C第一永动机是造不成的

D热机热效率不能大于1

5、理想气体经绝热节流后，前后稳定截面上的（C）

A、压力相等

B温度相等

C焓相等

D熵相等

6、二元溶液中，组分A的沸点较低，组分B的沸点较高（B）

A、沸点高低并不是决定它们挥发性的因素

B A组分具有较大的挥发性，B组分挥发性较小

C B组分具有较大的挥发性，A组分挥发性较小

D两种组分的挥发性相同

7、流动工质向绝热真空刚性容器充气，充气终了时容器内气体的温度（A）

A、高于充入气体温度

B抵于充入气体温度

C等于充入气体温度

D与充入气体温度间的关系不确定

9、本题2分

系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到出态，系统需要（D）A、可逆绝热压缩过程

B不可逆绝热压缩过程

C边压缩边吸热过程

D边压缩边放热过程

10、测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定（D）

A、有气体泄漏

B气体热力状态变化

C大气压力发生变化

D以上三者均可能

11、蒸汽压缩制冷循环采用节流阀代替膨胀。。。（C）

A、增大循环制冷量

B减少循环耗功量

C简化装置，提高运行稳定性

D提高循环的制冷系数

12、关于湿空气，下列说法正确的有：（B ）

A、绝对湿度为100%勺湿空气为饱和空气

B相对湿度为100%勺湿空气为饱和空气

C相对湿度低的湿空气，绝对湿度也低

D绝热饱和温度总是低于露点温度13、在p-v图上，以下哪个循环所包围的面积代表工质完成一个循环时与外界交换的净功量？（A

A、任意循环

B可逆循环

C正向循环

D逆向循环

15、在室内采暖温度和环境温度一定的条件下，采暖和用电炉采暖相比，从热力学观点看

（A）

A、热泵采暖合理

B电炉采暖合理

C二者没有差别，都合理

D二者都不合理

2011 年

预赛

工程热力学部分

1、已知湿蒸汽的干度为0.8，其中干饱和蒸汽的质量为6kg，则饱和液体的质量为（B）

kg。

A、1

B、1.5

C、2

D、2.5 2、某体系从一个平衡态开始经过不同的两个过程达到相同的终态，其中一个过程为可逆过

程，另一个过程为不可逆过程（B）

A、人S不可逆< 比S可逆

B、朋不可逆-■ '：S可逆

c、也S不可逆a A S可逆

D、A、B C均不成立

3、绝热过程的状态方程p—-常数，其中二C p jCv适用于（A）

A、理想气体定比热容可逆绝热过程

B、任意气体定比热容可逆绝热过程

C、理想气体绝热过程

D、理想气体可逆绝热过程

4、未饱和湿空气是指（C ）

A、湿空气的压力达到与干球温度相对应的水蒸汽饱和压力的空气

B、湿空气的压力达到与湿球温度相对应的水蒸汽饱和压力的空气

C、湿空气中的水蒸汽分压力小于与干球温度相对应的水蒸汽饱和压力的空气

D、湿空气中的水蒸汽分压力小于与湿球温度相对应的水蒸汽饱和压力的空气

5、湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，湿球温度愈低，其含湿量（D）

A、不变

B、不定

C、愈大

D、愈小

6、在p-v图上，任意一个正向循环其（ A ）

A、膨胀功大于压缩功

B、压缩功与膨胀功关系不定

C、压缩功大于膨胀功

D、压缩功等于膨胀功

7、迈耶公式C p -c v = R g （A ）

A、适用于理想气体，是否定比热容无关

B、适用于任意气体

C、仅适用于理想气体，定比热容

D、适用于任意气体，定比热容

8、焓是状态参数，对于（A ），其没有物理意义。

A、闭口系统

B、稳流开口系统

C、开口系统

D、绝热系统

9、某理想气体自状态1经历一个可逆多变过程到达状态2，其温度下降、熵增大，则气体（D）

A、压力升高、比容减小，外界对气体做功

B、压力降低、比容减小，外界对气体做功

C、压力升高、比容增大，对外做功

D、压力降低、比容增大，对外做功

10、功不是状态参数，内能与推动（流动）功之和（A）

A、是状态参数

B、没有意义

C、不是状态参数

D、不是广延量

11、水蒸气的汽化潜热随压力升高而（C）

A、增加

B、不变

C、减小

D、先增后减

12、在T-s图上，任意一个逆向循环其（A）

A、吸热小于放热

B、吸热与放热关系不定

C、吸热大于放热

D、吸热等于放热

13、工质绝热节流后，（B）

A、焓不变，压力不变，温度不定，熵增大

B、焓不变，压力下降，温度不定，熵增大

C、焓不变，压力下降，温度不变，熵增大

D、焓不变，压力下降，温度不变，熵不变

14、理想气体的焓取决于（C ）

A、比体积

B、压力

C、温度

D、A+B

15、“经过一个不可逆循环，工质不能恢复原来状态”（C）

A、这种说法在一定条件下是正确的

B、无法判断

C、这种说法是错误的

D、这种说法是正确的

16、在闭口绝热系中，一切过程必定使系统熵（B）

A、减小

B、增大或不变

C、增大

D、不变

17、Q 只适用于（C）

A、理想气体，定容过程

B、任意气体，定熵过程

C、任意气体，定容过程

D、任意气体，定温过程

A. 循环压力比下降

B. 循环的制冷量的增大

C. 循环的制冷量的下降

D. 循环压力比提高 4.

湿空气中水蒸气所处的状态（ D ）

A. 是饱和蒸汽状态

B. 是过热蒸汽状态

C. 是液态雾珠

D. 可以是饱和蒸汽状态，也可以试过热蒸汽状态

A 、任意系统、任意工质、任意过程

B 、任意系统、任意工质、可逆过程

C 、开口系统、理想气体、稳定流

19、等量空气从相同的初始状态出发，分别经过不可逆过程 A 和任意可逆过程终态，若空气的热力学能变换分别用

.：U A 和 U B 表示（C ）

、也U A "U B

B 、 A U A =A U B =O

C 、 A U A =5

也 U A M U B

B 到达相同的

20、闭口系统工质经历可逆变化过程，系统对外做功 20kJ ，与外界换热-20kJ

变（B ） A 、不变

B 、不疋

C 、增加

D 、减小

2012 年

预赛

工程热力学部分

1.在冬天，用室内一台开动的没有放置任何东西的电冰箱取暖来代替电炉取暖，冰箱内部维持温度不变，从耗电角度来看（B ）

A. 前者大于后者

B. 前者小于后者

C. 谁大谁小不确定

D. 二者相等

，则系统的熵

若运行稳定,

2.空气流在定熵滞止后，其温度（ C ）

A.不变化

B. 升高

C. 可能升高或保持不变

D.降低

3.压缩空气制冷循环的制冷系数随而增大（A ）

5. PV=RT描述了---- 的变化规律(B )

A. 理想气体任意过程中

B. 理想气体热力平衡状态

C. 任何气体热力平衡状态

D. 任何气体准静态过程中

6. 在两个恒温热源间工作的热机a,b均进行可逆循环，a机的工质是理想气体，b机是水蒸

气，其热效率n a和n b (D )

A. r)a> r]b

B. r)a< r]b

C. 不能确定

D. 相等

7. 有位发明家声称他发明了一种机器，当这台机器完成一个循环时，吸收了100KJ的功，同时向单一热源排出了100KJ的热，这台机器(D )

A. 违反了热力学第一定律和第二定律

B. 违反了热力学第二定律

C. 完全符合科学原理

D. 违反了热力学第一定律

8. 对一密闭容器中的饱和空气进行等温加压，空气中的含湿量和水蒸气分压力将如何改变

(D )

A. 空气的含湿量升高，水蒸气分压力升高

B. 空气的含湿量降低，水蒸气分压力降低

C. 空气的含湿量降低，水蒸气分压力不变

D. 空气的含湿量不变，水蒸气分压力升高

9. 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

10. 下列说法正确的是(D )

A. 温度是判别两个物体是否达到热平衡的唯一判据

B. 两个物体不接触，永远不可能达到热平衡

C. 两个相互独立的状态参数对应相等的两个物体才能达到热平衡

D. 两个物体不接触，就不能判别他们是否达到热平衡

11. 下列过程可视为可逆过程的是(B )

A. 非自发过程

B. 绝热节流过程

C. 无耗散效应的准静态过程

2013 年

预赛

工程热力学部分单选题

1. 开口系统是指（C ）的热力系统 A. 与外界有功量交换 B. 与外界有热量交换 C. 与外界有物质交换 D. 具有活动边界

2. 在T-s 图上，任意一个逆向循环其（ A ）

A. 吸热小于放热

B. 吸热与放热关系不定

C. 吸热大于放热

D. 吸热等于放热

3. 压缩空气制冷循环的制冷系数随（ D ）而增大 A. 循环的制冷量的增大 B. 循环的制冷量的下降 C. 循环压力比提高 D. 循环压力比下降

4. 工增加质完成一个不可逆循环后，其熵变化（ A ）（工质回到原状态, A. 为零

B. 可能增加、减少或为零

C. 增加

D. 减少

5. 卡诺定理表明：所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切热机的热效率（ A. 都相等，仅仅取决于热源和冷源的温度 B. 不相等，与所采用的工质有关系 C. 都相等，可以采用任何循环 D. 不相等，以可逆热机的热效率为最高

6. 空气流在定熵滞止后，其温度（ A ）

A. 升高

B. 可能升高或保持不变

C. 降低

D. 不变化第7题没有截图或拍照下来 8?在两个恒温热源间工作的热机 a,b 均进行可逆循环，a 机的工质是理想气体,b 机是水蒸汽，则

其热效率n a 和n b （ C ）

D.自由膨胀过程熵就不变。）

A. n b> n a

B. 不能确定

C. 相等

D. n a> n b

9. 饱和湿空气的干球温度t,湿球温度t w,露点温度t dp间的关系是（C ）

A. t=t w>t dp

B. t>t w>t dp

C. t=t w=t dp

D. t>t w=t dp

10. 工质稳定流动流经热力设备时工质宏观动能和位能的变化以及热力设备对外输出的功合并在一起称为（D ）

A. 轴功

B. 推动功

C. 体积功

D. 技术功

11. 对一密闭容器中的饱和空气进行等温加压，空气中的含湿量和水蒸气分压力将如何改变？（ A ）

A. 空气的含湿量降低，水蒸气分压力降低

B. 空气的含湿量降低，水蒸气分压力维持不变

C. 空气的含湿量不变，水蒸气分压力升高

D. 空气的含湿量升高，水蒸气分压力升高

12. 孤立系统进行不可逆过程的结果是（D）？

A. 孤立系统熵减少

B. 孤立系统熵的变化方向不能确定

C. 孤立系统熵不变

D. 孤立系统熵增加

13. PV=RT描述了（A ）的变化规律

A. 理想气体热力平衡状态

B. 任何气体热力平衡状态

C. 任何气体准静态过程中

D. 理想气体任意过程中

14. 在冬天，用室内一台开动的没有放置任何东西的电冰箱取暖来替代用电炉取暖，若运行稳定，冰箱内部维持温度不变，从耗电角度来看（A）?

A. 前者小于后者

B. 谁大谁小不确定

C. 二者相等

D. 前者大于后者

15. 某理想气体自状态1经历一个可逆多变过程到达状态2，其温度下降、熵增大，则气体

(D)

A. 压力升高，比容减小，外界对气体做功

B. 压力降低，比容减小，外界对气体做功

C. 压力升高，比容增大，对外做功

D. 压力降低，比容增大，对外做功