工程热力学复习题

第一章基本概念一、单选题1.绝对压力为P，表压力为Pg,真空为Pv，大气压力为P b，根据定义有BA．P＝Pv +PbB．P＝Pg+ PbC．P＝Pv -PbD．P＝Pg- Pb2.绝对压力为P，表压力为Pg真空为Pv，大气压力为P b，根据定义有AA．P＝Pb - PvB．P＝Pb- PgC．P＝Pv -PbD．P＝Pg- Pb3.若过程中工质的状态随时都无限接近平衡状态，则此过程属于 ..DA．平衡过程B．静态过程C．可逆过程D．准平衡过程4.有一过程，如使热力系从其终态沿原路径反向进行恢复至其初态，且消除了正向过程给外界留下全部影响，则此过程可属于BCA．平衡过程B．准静态过程C．可逆过程D．不可逆过程5.属于过程量的物理量是 DA．压力B．温度C．热能D．膨胀功6.与外界既无物质交换又无能量交换的系统是 AA．孤立系统B．闭口系统C．绝热系统D．控制质量7.状态参数等同于BCDA．表征物理性质的物理量B．循环积分为零的物理量C．只与工质状态有关的物理量D．变化量只与初终态有关的物理量8.热能转变为功的根本途径是依靠 BA．工质的吸热B．工质的膨胀C．工质的放热D．工质的压缩9.总效果是将热变为功的循环为 CA．可逆循环B．不可逆循环C．正向循环D．逆向循环10.可逆循环在T－s面上所围的面积表示CDA．循环的吸热量B．循环的放热量C．循环的净功量D．循环的净热量二、填空题1.温度是物体冷热程度的度量。

2.从分子运动论的观点看，温度是表示分子运动的平均动能的大小。

3.压力计显示真空为0.640×105Pa。

如大气压力为0.0970MPa，则绝对压力为33kPa。

三、简述题1.表压力Pg和真空Pv是不是状态参数？为什么？【答】表压力和真空不是状态参数。

表压力和真空是由压力测量装置所测得的工质的真实压力与大气压力之差。

由于大气压力会随着各地的纬度、高度和气候条件的变化而变化，因此在工质的绝对压力不变的情况下，表压力和真空将随大气压力变化而变化。

所以表压力和真空不具备状态参数的特征，不能作为状态参数来进行热力计算。

2.何谓准平衡过程？实现准平衡过程的条件是什么？【答】热力系在无限小势差的作用下所进行的过程中，任一时刻所处的状态都无限接近于平衡状态，这种过程称为准平衡过程。

要实现准平衡过程，要求工质与外界压差和温差均为无限小，如果在过程中还有其他作用存在，实现准平衡过程还必须加上其他相应的条件。

3.何谓可逆过程？可逆过程的进行必须满足什么条件？【答】热力系经过一个热力过程后，如果能使它沿相同的路径逆行回到初始状态，同时外界也不留下任何影响，则此过程称为可逆过程。

要实现可逆过程，首先应是准平衡过程，应满足热和力的平衡条件，同时在过程中不应有任何耗散效应。

4.可逆过程与准静态态过程有何本质的差别？【答】准静态过程只要求系统的状态变化是无限小势差作用的结果，以致在整个变化过程中的任一时刻系统的状态都无限接近平衡态，从而使全部过程可以用状态参数进行描述。

可逆过程则要求系统的状态变化具有无条件复逆的特征，即系统经过变化过程后，系统本身以及与其关联的外界都能恢复到初始状态。

这就要求不但系统的状态变化是无限小势差作用的结果，而且还要求在变化过程中不存在任何耗散因素。

由以上论述可以看出，两种过程的共同点是它们都是无限小势差作用的结果。

不同之处是可逆过程中不存在任何耗散因素，而准静态过程对是否存在耗散因素并不关注。

因此，可逆过程一定是准静态过程，而准静态过程则不一定是可逆过程，它只是可逆过程的必要条件之一。

第二章热力学第一定律一、单选题1.热力系储存能包括有ABCA．内能B．宏观动能C．重力位能D．推动功2.闭口系统从外界吸热20KJ，其内能增加40KJ，则该过程中系统BCA．对外界做功20KJ B．接受外界功20KJC．对外界做功－20KJ D．接受外界功－20KJ3.质量恒定的工质在其状态变化过程中，从外界吸热20KJ，其内能增加40KJ，则该过程中系统对外界所作的功量为....................... CA．60KJ B．20KJ C．-20KJ D．-60KJ4.闭口系统能量方程Q＝ΔU+W.............................ABCDA．适用于可逆过程B．适用于压力不变的过程C．适用于不可逆过程D．适用于体积不变的过程5.构成技术功的三项能量是宏观动能增量，重力位能增量和...... AA．内功B．推动功C．膨胀功D．压缩功6.工质状态变化过程中所完成的技术功之正负与过程中工质的压力变化趋势BDA．相同B．相反C．无关D．有关7.描述稳定流动工质能量守恒关系的方程是ADA．q=Δh-⎰21vdp B．q=Δh+⎰21vdpC．q=Δu-⎰21pdv D．q=Δu+⎰21pdv8.技术功Wt与膨胀功W的关系为AA．wt ＝w+ p1v1- p2v2B．wt＝w+ p2v2- p1v1C．wt ＝w+p1v1D．wt＝w+ p2v29.工质稳定流过一水平放臵的绝热开口系统，对外界作出技术功50KJ，且动能增加20 KJ，则工质焓变和做的内功分别为BA．50KJ和30KJ B．-50KJ和30KJC．50KJ和－30KJ D．－50KJ和－30KJ二、填空题1.封闭系统经历一个过程，过程中系统放热9kJ，对外作功27000J。

然后，对它加热6kJ、作功kJ能使系统回到初态。

2.封闭系统进行某一过程，系统作功25 kJ同时放出9 kJ的热，然后借助于对它作功4 kJ、加热kJ能使系统回复到初态。

3．活塞-汽缸装臵盛有1.4kg的气体，压力保持为0.5MPa。

当过程进行时传出热量为50KJ，体积由0.15 m3变化到0.09 m3，则内能的变化为KJ/Kg。

三、简述题1．工程热力学中热力学第一定律怎样表述？该定律包含哪两个重要内容？工程热力学所研究的范围，主要是热能与机械能的相互转换，所以热力学第一定律的表述为“热可以变功，功也可以变热。

一定量的热消失后，必产生与之数量相当的热。

（1）热能和其他形式的能量之间可以相互转换；（2）在转换过程中能的数量保持守恒。

2．为什么称方程q=Δu+w而不是方程q＝Δh+wt为基本能量方程？（1）工程热力学的主要任务是研究如何有效地将热能转变成为机械能，方程q=Δu+w可写成 w =q－Δu，此式正好反映了热力过程中热能转变为机械能在数量上的守恒关系。

(2) q＝Δh+wt 可以写成 wt＝q－Δh＝q－Δu－（p2v2-p1v1）。

说明wt并不是全部由热能转变而来，其中还有机械能（p2v2-p1v1）的贡献。

第三章理想气体性质一、选择题1.理想气体利用平均比热表计算热量时的公式为.................D A ．21t t mC (t 2-t 1) B ．()dt et bt a ⎰++2C ．(20t m C -10t mC )(t 2-t 1)D ．20t m C t 2-10t m C t 12.理想气体任何过程的内能变化量，如比热不能当作定值，应该是 A A ．Δu =⎰21T T v dT C B ．Δu =⎰21T T p dT CC ．Δu=C v (T 2-T 1)D ．Δu=C p (T 2-T 1)3.理想气体任何过程的焓变化量，如比热不能当作定值，应该是 B A ．Δh=⎰21T T v dT C B ．Δh=⎰21T T p dT CC ．Δh=C v (T 2-T 1)D ．Δh= C p (T 2-T 1)4.同一理想气体分别经可逆和不可逆过程实现相同的温度变化，则Δu 12（可逆） ....................................................... C A ．大于Δu 12（不可逆） B ．小于Δu 12（不可逆） C ．等于Δu 12（不可逆） D ．可以大于也可以小于Δu 12（不可逆）5.理想气体的比热与BCD A ．压力有关 B ．温度有关 C ．过程有关 D ．物量单位有关二、填空题1.容器中盛有0.5MPa ，30℃的二氧化碳气体，因容器有沙孔导致压力缓慢地降为0.4MPa 时才被发现。

如气体温度为20℃，最初的质量为25kg ，漏掉的二氧化碳是kg 。

2.0.15MPa 、27℃的空气盛于容积为0.1 m 3的活塞-汽缸装臵中。

首先在定容下对其加热直至压力升高一倍。

然后定压膨胀到体积增加为三倍。

加入的总热量为kJ 。

3.一个容器中储有0.2MPa 、50℃的氦气0.6kg ，用适当的阀门与另一个体积为0.5 m 3并完全真空的容器相连接。

两个容器是刚性绝热的。

阀门打开并完全达到平衡后，氦气的压力降至MPa 。

4.0.5kg 氦气盛于活塞-汽缸装臵中，通过汽缸中的搅拌轮旋转加给气体9.5 kJ 的能量。

汽缸壁绝热，过程中保持压力不变，则温度变化量为℃。

5.1kg 空气盛于用绝热壁制成的刚性容器中。

容器中一个可略去质量的搅拌轮由外部马达带动。

空气温度从27℃升高到127℃，焓的变化为kJ 。

6. 1kg 氦气盛于刚性容器中，在27℃时加入kJ 热量后压力升高一倍。

三、简述题1.试述公式Δu ＝⎰21T T CvdT 的适用范围，并解释其原因。

因为u 为状态参数，其变化量只与初终态有关，与过程无关，理想气体的u 为温度的单值函数，所以q v ＝C v dT ＝du 。

理想气体的任何过程du ＝C v dT 。

2.试述公式Δh ＝⎰21T T CpdT 的适用范围，并解释其原因。

因h 为T 的单值函数，其变化量只与（T 1，T 2）有关，与过程无关q p ＝C p dT ＝dT ，所以任何过程dh ＝C p dT 。

3.什么是比热容，它的数值大小主要受哪些因素的影响？根据比热的定义，单位物量的物质温度升高一度所需要的热量称为比热。

从定义可以看出，影响比热的因素有下述几个方面的：（1） 物量的单位。

物量的单位不同，单位物量含有的物质的量不一样，比热数值也不一样；（2） 物质的性质。

不同的物质，比热不一样；（3） 状态变化的过程。

热量是过程量，温度变化一度所经历的过程不一样，比热不一样；（4） 物质所处的状态。

不同的状态，物质分子运动情况不一样，比热也不一样。

4.怎样计算理想气体不可逆过程的熵变？为什么？ 只要理想气体不可逆过程的初态、终态是平衡态，由可逆过程导出的公式均可用于熵变的计算。

因为熵是状态参数，变化量只与初终态有关，与过程无关。

5.试解释理想气体比热比k ＝c p /c v 与温度的关系？ 定压比热和定容比热都是温度的单调升函数即 c p ＝f p (T); c v = f v (T) 而且恒有c p ＝ c v ＋Rg 所以，k ＝c p /c v ＝vv v c Rgc Rg c +=+1 比热比随温度的升高而变小。