工程热力学人环奖

人环奖考试题

年

工程热力学部分（分）

一．填空题（每题分，共分）

、有两种状态的空气和，二者在湿空气焓湿图上的混合点落在和两点之间，混合质量比与混合点距点以及距点的距离成反比关系。

、喷管的基本形式有种，包括渐缩、渐扩和缩放。

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

>

、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（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。

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：η＝ω／＝（－）／（－）

制冷系数：(）

供热系数：() ()

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℃以下时，植株体内细胞会脱水结冰，遭受霜冻危害。

年

工程热力学部分（分）

一．填空题（每空分，总分分）

1．

有两种状态的空气和，二者在湿空气焓湿图上的混合点落在点和点的连线上，混合质量比与混合点距点以及距点的距离成 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，

dT c dh p ?=只适用于计算 定压 过程焓的变化。

4．

二元溶液中，组分和组分的沸点不同，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 。 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（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，

年

工程热力学部分（分）

.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

.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.

.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,流动功与物质压力和密度有关.

.由()^()得可知流体流过喷管时,压力降低,速度会增加,质量不变. .理想气体.

年

工程热力学部分（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。

（分）

答：干球温度>湿球温度露点温度

2．已知二元混合溶液中，组分的沸点高于组分的沸点，问哪种组

分更容易挥发？（分） 答：组分

．T mc h p ?=?适用于理想气体的压缩过程。（分）

．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。（分）

．气体的摩尔体积与其性质无关。（分） ．（分）

．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。（分）

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（）

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（）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

、工质完成一个不可逆循环后，其熵（）

、减少

、为零

、可能增加、减少或为零

、增加

、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，吸收了的功，同时向单一热源排出了的热，这台机器（）

、违反了热力学第一定律和第二定律

、违反了热力学第二定律

、完全符合科学原理

、违反了热力学第一定律

、饱和湿空气的干球温度，湿球温度，露点温度间的关系是（）、>

、<

、>>

、

、描述了（）的变化规律

、理想气体任意过程中

、理想气体热力平衡状态

、任何气体热力平衡状态

、任何气体准静态过程中

、下列说法正确的是（）

、温度是判断两个物体是否达到人平衡的唯一判据

、两个物体不接触，永远不可能达到热平衡

、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、两个物体不接触，就不能判别它们是否达到热平衡

、空气流在定熵滞止后，其温度（）

、不变化

、升高

、可能升高或保持不变

、降低

、孤立系统进行不可逆过程的结果是（）

、孤立系统熵增加

、孤立系统熵减少

、孤立系统熵的变化方向不能确定

、孤立系统熵不变

、湿空气中水蒸气所处的状态（）

、是饱和蒸汽状态

、是过热蒸汽状态

、是液态雾珠

、可以是饱和蒸汽状态，也可以是过热蒸汽状态

、下列过程可以视为可逆过程的是（）

、非自发过程

、绝热节流过程

、无耗散的准静态过程

、自由膨胀过程

、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（）

、不相等，以可逆热机的热效率为最高

、都相等，仅仅取决于热源和冷源的温度

、不相等，与所采用的工质有关

、都相等，可以采用任何循环

、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（）

、空气的含湿量升高，水蒸气分压力升高

、空气的含湿量降低，水蒸气分压力降低

、空气的含湿量降低，水蒸气分压力维持不变

、空气的含湿量不变，水蒸气分压力升高

、在两个恒温热源间工作的热机、均进行可逆循环，机的工质是理想气体，机是水蒸气，则其热效率η和η（）

、η>η

、η<η

、不能确定

、相等

、开口系统是指（）的热力系统

、具有活动边界

、与外界有功量交换

、与外界有热量交换

、与外界有物质交换

年

预赛

工程热力学部分

、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（）、定压过程

、多变过程

、定温过程

、定容过程

、以下过程中可视为可逆过程的是（）

、可以从终态回复到初态的过程

、没有摩擦的过程

、没有摩擦的准平衡过程

、没有温差的过程

、提高制冷系数的方法有：（）

、降低蒸发温度，提高冷凝温度

、提高蒸发温度和冷凝温度

、提高发温度，降低凝温度

、降低发温度和冷凝温度

、下列哪一种说法可以表示热力学第一定律？（）

A、热可以改变功，功可以改变热，在转换中是有一定比例

、在孤立系统内能量总数保持不变

、第一永动机是造不成的

、热机热效率不能大于

、理想气体经绝热节流后，前后稳定截面上的（）

、压力相等

、温度相等

、焓相等

、熵相等

、二元溶液中，组分的沸点较低，组分的沸点较高（）

、沸点高低并不是决定它们挥发性的因素

、组分具有较大的挥发性，组分挥发性较小

、组分具有较大的挥发性，组分挥发性较小

、两种组分的挥发性相同

、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（）

、高于充入气体温度

、抵于充入气体温度

、等于充入气体温度

、与充入气体温度间的关系不确定

、本题分

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（）

、可逆绝热压缩过程

、不可逆绝热压缩过程

、边压缩边吸热过程

、边压缩边放热过程

、测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定（）

、有气体泄漏

、气体热力状态变化

、大气压力发生变化

、以上三者均可能

、蒸汽压缩制冷循环采用节流阀代替膨胀。。。（）

、增大循环制冷量

、减少循环耗功量

、简化装置，提高运行稳定性

、提高循环的制冷系数

、关于湿空气，下列说法正确的有：（）

、绝对湿度为的湿空气为饱和空气

、相对湿度为的湿空气为饱和空气

、相对湿度低的湿空气，绝对湿度也低

、绝热饱和温度总是低于露点温度

、在图上，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？（）

、任意循环

、可逆循环

、正向循环

、逆向循环

、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（）

、热泵采暖合理

、电炉采暖合理

、二者没有差别，都合理

、二者都不合理

年

预赛

工程热力学部分

、已知湿蒸汽的干度为，其中干饱和蒸汽的质量为，则饱和液体的质量为（）。

、

、

、

、

、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（ ） 、S S ??不可逆可逆 、、、均不成立

、绝热过程的状态方程pv κ

=常数，其中p v c κ=适用于（ ）

、理想气体定比热容可逆绝热过程 、任意气体定比热容可逆绝热过程 、理想气体绝热过程 、理想气体可逆绝热过程

、未饱和湿空气是指（ ）

、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

、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

、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

、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

、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（ ） 、不变 、不定 、愈大 、愈小

、在图上，任意一个正向循环其（ ） 、膨胀功大于压缩功

、压缩功与膨胀功关系不定 、压缩功大于膨胀功 、压缩功等于膨胀功

、迈耶公式p v g c c R -=（ ）

、适用于理想气体，是否定比热容无关 、适用于任意气体

、仅适用于理想气体，定比热容 、适用于任意气体，定比热容

、焓是状态参数，对于（ ），其没有物理意义。 、闭口系统 、稳流开口系统 、开口系统 、绝热系统

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

、压力升高、比容减小，外界对气体做功

、压力降低、比容减小，外界对气体做功

、压力升高、比容增大，对外做功

、压力降低、比容增大，对外做功

、功不是状态参数，内能与推动（流动）功之和（）

、是状态参数

、没有意义

、不是状态参数

、不是广延量

、水蒸气的汽化潜热随压力升高而（）

、增加

、不变

、减小

、先增后减

、在图上，任意一个逆向循环其（）

、吸热小于放热

、吸热与放热关系不定

、吸热大于放热

、吸热等于放热

、工质绝热节流后，（）

、焓不变，压力不变，温度不定，熵增大

、焓不变，压力下降，温度不定，熵增大

、焓不变，压力下降，温度不变，熵增大

、焓不变，压力下降，温度不变，熵不变

、理想气体的焓取决于（）

、比体积

、压力

、温度

、

、“经过一个不可逆循环，工质不能恢复原来状态”（）、这种说法在一定条件下是正确的

、无法判断

、这种说法是错误的

、这种说法是正确的

、在闭口绝热系中，一切过程必定使系统熵（）

、减小

、增大或不变

、增大

、不变

、Q U =?只适用于（ ） 、理想气体，定容过程 、任意气体，定熵过程 、任意气体，定容过程 、任意气体，定温过程

、热力学第一定律适用于（ ） 、任意系统、任意工质、任意过程 、任意系统、任意工质、可逆过程 、开口系统、理想气体、稳定流动 、闭口系统、实际气体、任意流动

、等量空气从相同的初始状态出发，分别经过不可逆过程和任意可逆过程到达相同的终态，若空气的热力学能变换分别用A U ?和

B U ?表示（ ）

、A B U U ??

、闭口系统工质经历可逆变化过程，系统对外做功，与外界换热，则系统的熵变（ ）

、不变 、不定 、增加 、减小

年

预赛

工程热力学部分

.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，若运行稳定，冰箱内部维持温度不变，从耗电角度来看（）

.前者大于后者

.前者小于后者

.谁大谁小不确定

.二者相等

.空气流在定熵滞止后，其温度（）

.不变化

.升高

.可能升高或保持不变

.降低

.压缩空气制冷循环的制冷系数随而增大（）

.循环压力比下降

.循环的制冷量的增大

.循环的制冷量的下降

.循环压力比提高

．湿空气中水蒸气所处的状态（）

.是饱和蒸汽状态

.是过热蒸汽状态

.是液态雾珠

.可以是饱和蒸汽状态，也可以试过热蒸汽状态

描述了的变化规律（）

.理想气体任意过程中

.理想气体热力平衡状态

.任何气体热力平衡状态

.任何气体准静态过程中

.在两个恒温热源间工作的热机均进行可逆循环，机的工质是理想气体，机是水蒸气，其热效率η和η（）

. η>η

. η<η

.不能确定

.相等

.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，吸收了的功，同时向单一热源排出了的热，这台机器（）.违反了热力学第一定律和第二定律

.违反了热力学第二定律

.完全符合科学原理

.违反了热力学第一定律