工程热力学试题
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 11212-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= （ √ ）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。
工程热力学试卷附答案-精品
工程热力学试卷一、判断题（下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打“Y”，错的打“x”，每题2分，共20分）1.经不可逆循环，系统与外界均无法完全恢复原态。
................... （）2.湿空气的含湿量表示单位质量湿空气中含水蒸气质量的程度。
......... （）3.气体常数与气体的种类及所处的状态均无关。
..................... （）4.理想气体从绝热容器中做自由膨胀，则理想气体的温度与压力变化的关系式为：T2⑻h................................................................... Z ）一=—............................................................ （）5.在p-u图上可逆等温线的斜率比可逆绝热线的斜率小。
............. （）6.活塞式压气机容积效率的大小与余隙容积和升压比都有关。
......... （）7.活塞式压气机应采用冷却措施，使压缩过程接近等温过程。
.......... （）8.水的相图表明，水的冰点随压力升高而降低，沸点随压力升高而升高。
……（）9.干饱和蒸汽进行可逆绝热膨胀后，必变为湿饱和蒸汽。
............. （）10.由于通常情况下水的凝固温度为0C,故不可能存在0℃以下的水蒸气。
（）二、选择题（每小题2分，共20分）1.未饱和湿空气中干球温度人湿球温度G以及露点温度加具有下列关系（）A B t>t d>t w；C t=t w=t d；D t>t w=t（/2.渐缩喷管出口外界压力为绝对真空时（绝对真空的比容为8）,则质量流量（）：A等于（）；B等于临界流量；C大于临界流量；D介于零和临界流量之间3.理想气体的（）是两个相互独立的状态参数。
A.温度与热力学能B.温度与焙C.温度与端D.热力学能与焰4.一股4MPa,20℃质量为1kg的压缩空气流与另一股9MPa,20℃质量为1kg的压缩空气流混合，混合后的压缩空气流最大压力为（）。
工程热力学试题附答案
一、判断命题是否正确，错误的加以改正1、气体膨胀时一定对外作功，压缩时一定消耗外功。
答：×，气体膨胀时不一定对外作功，压缩时一定消耗外功。
2、气体吸热后温度一定升高，熵也一定增加。
答：×，气体吸热后温度不一定升高，熵也一定增加。
3、工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增加。
答：×，工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵不变。
4、水蒸气绝热膨胀过程中的技术功T c h w p t ∆-=∆-=。
答：×，水蒸气是实际气体，其焓不是温度的单值函数，蒸气绝热膨胀过程中的技术功h w t ∆-=。
5、工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增加。
答：×，工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵不变。
6、水蒸气不可逆绝热膨胀熵增加，水蒸气不可逆绝热压缩熵减小。
答：×，水蒸气不可逆绝热膨胀和不可逆绝热压缩熵都增加。
二、选择题1、准静态过程中，系统经过的所有状态都接近_D___A 初态B 环境状态C 邻近状态D 平衡状态2、 热力学第一定律适用于： CA 、开口系统、理想气体、稳定流动；B 、闭口系统、实际气体、任意流动；C 、任意系统、任意工质、任意过程；D 、任意系统、任意工质、可逆过程。
3、卡诺定律指出 CA 、相同温限内一切可逆循环的热效率相等；B 、相同温限内可逆循环的热效率必大于不可逆循环的热效率；C 、相同温度的两个恒温热源之间工作的一切可逆循环的热效率相等；D 、相同温度的两个恒温热源之间工作的一切循环的热效率相等。
4、⎰⎰+=pdv dT c q V 适用于 AA 、理想气体、闭口系统、可逆过程；B 、实际气体、开口系统、可逆过程；C 、理想气体、闭口系统、任意过程；D 、任意气体、开口系统、任意过程。
5、经过不等温传热后， BA 、热量的可用能和废热均减少；B 、热量的可用能减少，废热增加；C 、热量的可用能不变，废热增加；D 、热量的可用能不变，废热减少。
工程热力学试题
一、 是非题（在以下题号上错打X ，对打V ）（每小题1分）1. 由于Q 和W 都是过程量，故其差值（Q-W ）也是过程量。
2. 任一热力循环的热效率都可以用公式T T t 121-=η计算。
3. 在水蒸汽的热力过程中可以存在又等温又等压的过程。
4. 容积比热容是容积保持不变时的比热容。
5. vdp dh q -=δ对于闭口系统和稳定流动开口系统的可逆过程都适用。
6. 可逆过程一定是准静态过程，而准静态过程不一定是可逆过程。
7. 流动功的大小仅取决于系统进出口的状态，而与经历的过程无关。
8. 当压力超过临界压力，温度超过临界温度，则H 2O 处在液态。
9. 将热力系统与其发生关系的外界组成一个新系统，则该新系统必然是一孤立系统。
10. 工质稳定流经一开口系统的技术功大于容积功。
11. 工质吸热，其熵一定增加；工质放热，其熵不一定减小。
12. 在渐扩喷管中截面积增大则气流速度只能减小。
13. 无论过程是否可逆，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。
14. 理想气体熵的计算公式由可逆过程rev Tq d S )(21⎰=∆得出，故只适用于可逆过程。
15. 气体的p C 值总是大于v C 值。
16. 温度越高则'"V V -的值越大。
17. 容器中气体压力不变，则容器上压力表的读数也不会变。
18. 过程量Q 和W 只与过程特性有关。
19. 饱和湿空气中的水蒸气一定是干饱和蒸汽。
20. 未饱和湿空气中的水蒸气一定是过热水蒸汽。
21. 一切实际过程都有熵产。
22. 焓的定义是pv u h +=对于闭口系统而言，因为工质没有流动，所以0)(=∆pv ，因此，u pv u h ∆=∆+∆=∆)(。
23. 工质经过一个不可逆循环，其⎰=0ds 成立。
24. 对一渐放形短管，当进口流速为超音速时，可作扩压管使用。
25. 已知多变过程曲线上任意两点的参数值就可以确定多变指数n 。
26. 已知相同恒温热源和相同恒温冷源之间的一切热机，不论采用什么工质，它们的热效率均相等。
工程热力学习题集附答案
4．系统经一热力过程，放热8kJ，对外作功26 kJ。为使其返回原状态， 对系统加热6 kJ，问需对系统作功多少？ 5．一卡诺机工作在800℃和20℃的两热源间，试求： （1） 卡诺机的热效率； （2） 若卡诺机每分钟从高温热源吸入1000 kJ热量，此卡诺机净 输出功率为多少kW？ （3） 求每分钟向低温热源排出的热量。 6．空气从相同初态、℃经定容过程至终温℃，试求吸热量、膨胀功、 技术功和初终态焓差。（空气的，，。） 8、封闭气缸中气体初态p1=8MPa，t1=1300℃，经过可逆多变膨胀过程 变化到终态p2=0.4MPa，t2=400℃。已知该气体的气体常数 Rg=0.287kJ/(kg·K)，比热容为常数，cV=0.716 kJ/(kg·K)。 （1）求多变过程的多变指数； （2）求多变过程的膨胀功； （3）试判断气体在该过程中各是放热还是吸热的？ 9.m=2.26kg理想气体的气体常数Rr=430J/(kg·k)，比热比k=1.35。初温 T1=477K，经可逆定体过程后终温T2=591K。求Q、ΔU、W、ΔS。 10.设炉膛中火焰的温度恒为tr=1500℃，汽锅内蒸汽的温度恒为 ts=500℃，环境温度为 t0=25℃，求火焰每传出1000kJ热量引起的熵产和作功能力损失。 11.空气可逆绝热流过一喷管，入口压力p1=0.7MPa，温度t1=800℃，出 口压力p2=0.15MPa，此喷管是什么外型的喷管?入口空气流速忽略不 计，比热容和比热比取定值，分别为cp=1.004kJ/(kg·K)，k=1.4，求喷 管出口空气的温度、流速、马赫数。 12. m=1.5kg空气按可逆定温过程由初态T1=328K,P1=0.25×106Pa变化到 终态P2=0.15×106Pa，空气的Rr=0.287KJ/(kg·k)，试求此定温过程的
工程热力学复习题及答案
工程热力学复习题及答案### 工程热力学复习题及答案#### 一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：- A. ΔU = Q - W- B. ΔH = Q + W- C. ΔS = Q/T- D. ΔG = Q - W答案：A2. 理想气体的内能仅与什么有关？- A. 体积- B. 温度- C. 压力- D. 质量答案：B3. 卡诺循环的效率与哪些因素有关？- A. 工作介质- B. 工作介质的量- C. 高温和低温热源- D. 循环次数答案：C4. 熵增加原理适用于：- A. 孤立系统- B. 封闭系统- C. 开放系统- D. 所有系统答案：A5. 理想气体的绝热过程遵循什么规律？- A. PV = 常数- B. PV^γ = 常数- C. P^γ = 常数- D. V/T = 常数答案：B#### 二、简答题1. 简述热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述。
答案：- 克劳修斯表述：不可能实现一个循环过程，其唯一结果就是从一个热源吸收热量并完全转化为功。
- 开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
2. 什么是可逆过程？为什么实际过程中不可逆性普遍存在？答案：- 可逆过程：在过程中，系统和环境都能完全恢复到初始状态，没有熵的产生。
- 实际过程中不可逆性普遍存在，因为实际过程如摩擦、湍流、热传导等都会产生熵，导致系统和环境无法完全恢复到初始状态。
3. 解释什么是湿蒸汽图表，并简述其用途。
答案：- 湿蒸汽图表：一种图表，用于表示水蒸汽的热力学状态，包括压力、温度、比容、焓和熵等。
- 用途：用于分析和设计涉及水蒸汽的热力学过程，如蒸汽动力循环、制冷系统等。
#### 三、计算题1. 已知理想气体在等压过程中，压力为 \( P = 1 \) atm，温度从\( T_1 = 300 \) K 变化到 \( T_2 = 600 \) K，求气体体积的变化量 \( \Delta V \)。
工程热力学习题集(含答案)
氮气
例 2.1 图 【解】
3
以气缸中氮气为研究对象，其状态方程为
pv = Rg T
对于绝热膨胀过程，其状态参数满足以下方程：
pv γ 0 = c
综合以上两式可得
T2 ⎛ p 2 ⎞ =⎜ ⎟ ⎟ T1 ⎜ ⎝ p1 ⎠
于是
γ 0 −1 γ0
⎛ p2 ⎞ T2 = T1 ⎜ ⎜p ⎟ ⎟ ⎝ 1⎠
2
o o
【解】 (1) 若任意温度在牛顿温标下的读数为 TN，而热力学温标上的读数为 T，则：
T / o N − 100 200 − 100 = N 373.15 − 273.15 T/K − 273.15
即
T/K =
故
373.15 − 273.15 (TN / o N − 100) + 273.15 200 − 100
在这一膨胀过程中，容积变为
γ 0 −1 γ0
⎛ 0.2 ⎞ = (273 + 50 ) × ⎜ ⎟ ⎝ 0.5 ⎠
1/ γ 0
1.4 −1 1.4
= 248.6 (K )
⎛ p1 ⎞ V2 = V1 ⎜ ⎟ ⎜p ⎟ ⎝ 2⎠
氮气所作的膨胀功为
⎛ 0.5 ⎞ = 0.1 × ⎜ ⎟ ⎝ 0.2 ⎠
1 / 1.4
所以过程 2 → 3 中气体体积变化为
W23 = ∫ pdV = p 3 ΔV23
2
3
ΔV23 =
W23 − 2250 × 10 3 = = −5.625 m 3 3 p3 400 × 10
( )
【例 2.4】 试证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。 1 2
1
2
例 2.4 图 【解】 例 2.4 图表示孔板节流装置工作在稳定工况。工质流经孔板时，由于截面突然缩小，流动受阻， 产生扰动、涡流等流阻损失，使压力下降，这种现象称为节流。显然孔板附近是非平衡状态，因此 在远离孔板一定距离处，取截面 1 及 2 为边界，并以这两个截面之间的管道工质为研究对象。这是 一个典型的开口系，其能量方程为
工程热力学习题及答案
工程热力学习题及答案
工程热力学学习题及答案
热力学是工程学习中的重要一环，它涉及到能量转化、热力循环等方面的知识。
在学习热力学的过程中，我们常常会遇到各种各样的学习题，下面就来看一些
典型的热力学学习题及答案。
1. 问题：一个理想气体在等压过程中，从初始状态到终了状态，其内能增加了
多少？
答案：在等压过程中，内能的增加量等于热量的增加量，即ΔU = q。
因此，
内能增加量等于所吸收的热量。
2. 问题：一个气缸中的气体经历了一个等温过程，温度为300K，初始体积为
1m³，末了体积为2m³，求气体对外界所做的功。
答案：在等温过程中，气体对外界所做的功等于PΔV，即气体的压强乘以体
积的变化量。
因此，气体对外界所做的功为PΔV = nRTln(V₂/V₁)。
3. 问题：一个理想气体经历了一个绝热过程，初始温度为400K，初始体积为
1m³，末了体积为0.5m³，求末了温度。
答案：在绝热过程中，气体的内能保持不变，即ΔU = 0。
根据理想气体的状
态方程PV = nRT，我们可以得到P₁V₁^γ = P₂V₂^γ，其中γ为绝热指数。
利用这个关系式，可以求得末了温度。
通过以上几个典型的热力学学习题及答案，我们可以看到热力学知识的应用和
计算是非常重要的。
只有通过不断的练习和思考，我们才能更好地掌握热力学
的知识，为今后的工程实践打下坚实的基础。
希望大家在学习热力学的过程中
能够勤加练习，不断提高自己的能力。
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工程热力学试题
（本试题的答案必须全部写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效）
说明：
1）答题前请考生务必认真阅读说明；
2）考生允许携带计算器；
3）重力加速度g＝9.80m/s2；
4）本套试题中所用到的双原子理想气体绝热指数K＝；
5）理想气体通用气体常数R＝(mol·k)；
6）标准大气压Pa＝；
7）氧原子量取16，氢原子量取1，碳原子量取12，N原子量取14；8）空气分子量取29，空气的定压比热Cp=(kg·K)。
一、是非题（每题2分，共20分；正确的打√，错误的打×。
）
1、系统从同一始态出发，分别经历可逆过程和不可逆过程到达同一终态，则两个过程该系统的熵变相同。
（）
2、循环功越大，热效率越高。
（）
3、对于由单相物质组成的系统而言，均匀必平衡，平衡必均匀。
（）
4、系统经历不可逆过程后，熵一定增大。
（）
5、湿空气相对湿度越高，含湿量越大。
（）
6、理想气体绝热节流前后温度不变。
（）
7、系统吸热，熵一定增大；系统放热，熵一定减小。
（）
8、对于具有活塞的封闭系统，气体膨胀时一定对外做功。
（）
9、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。
（）
10、对于实际气体，由焓和温度可以确定其状态。
（）
二、填空题（每题5分，共50分）
1、某气体的分子量为44，则该气体的气体常数为。
2、某甲烷与氮的混合气，两组分的体积百分含量分别为70％和30％，则该混气的平均分子量为。
3、300k对应的华氏温度为。
4、卡诺循环热机，从200℃热源吸热，向30℃冷源放热，若吸热率是10kw，则输出功率为。
5、自动升降机每分钟把50kg的砖块升高12m，则升降机的功率为。
6、、30℃的氦气经节流阀后压力降至100kpa，若节流前后速度相等，则节流前管径与节流后管径的比值为。
7、某双原子理想气体的定压比热为，则其定容比热可近似认为等于。
8、容积2m3的空气由、40℃被可逆压缩到1MPa、0.6m3，则该过程的多变指数为。
9、空气可逆绝热地流经某收缩喷管，若进口压力为2MPa，出口压力为，则喷管出口截面马赫数为。
10、某空调的输入功率为，需向环境介质输出热量，则空调的制冷系数为。
三、计算题（每题20分，共80分，要求写出详细的解答步骤）
1、某刚性容器V＝0.028m3，原装有p1=、t1＝21℃的空气，现将其连接到稳定气源管道上充气，气源气体参数p=、t＝21℃、h＝295kJ/kg。
当容器中气体压力达到时阀门关闭。
求充气前容器内气体质量和充气后容器中气体可能达到的最高温度。
（设气体遵循pV=mR g T、u=）
2、100kg温度为0℃的冰，在20℃的环境中融化为水后升温至20℃，已知冰的融解热为335kJ/kg，水的比热容Cw＝。
求：
（1）冰融化为20℃水的熵变；
（2）包括相关环境在内的孤立系的熵变。
3、压力为，质量3kg的某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的三倍，压力和温度分别下降到和27℃。
膨胀过程中做功，吸热，求该气体的定压比热Cp和定容比热Cv。
4、某两级空气压缩机的进气参数为100kPa、300K，每级压比为5，绝热效率为，从级间冷凝器排出的气体温度为330K。
若空气的比热容可取定值，求每级压气机的排气温度和生产1kg压缩空气消耗的功。