《工程热力学与传热学》——期末复习题-77791458609821975

中国石油大学（北京）远程教育学院期末复习题

《工程热力学与传热学》

一. 选择题

1. 孤立系统的热力状态不能发生变化；（×）

2. 孤立系统就是绝热闭口系统；（×）

3. 气体吸热后热力学能一定升高；（×）

4. 只有加热，才能使气体的温度升高；（×）

5. 气体被压缩时一定消耗外功；（√ ）

6. 封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（√ ）

7. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历的过程无关；（√ ）

8. 在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。（×）

9. 理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。（×）

10. 对于确定的理想气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv的大小与气体的温度无关。（×）

11. 一切可逆热机的热效率均相同；（×）

12. 不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率；（×）

13. 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆

过程的熵变等于可逆过程的熵变；（√ ）

14. 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆

过程的熵变大于可逆过程的熵变；（×）

15. 不可逆过程的熵变无法计算；（×）

16. 工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（×）

17. 封闭热力系统发生放热过程，系统的熵必然减少。（×）

18. 由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加；（×）

19. 知道了温度和压力，就可确定水蒸气的状态；（×）

20. 水蒸气的定温膨胀过程满足Q=W；（×）

21. 对未饱和湿空气，露点温度即是水蒸气分压力所对应的水的饱和温度。（√）

二. 问答题

1. 说明什么是准平衡过程？什么是可逆过程？指出准平衡过程和可逆过程的关系。

答：（1）准平衡过程：是假设过程中系统所经历的每一个状态都无限接近平衡态的过程，（2）可逆过程：是指如果系统完成了某一过程之后，再沿着原路逆行，恢复到原来的状态，外界也随之回复到原来的状态的过程。（3）准平衡过程和可逆过程的关系：准平衡过程着眼于系统内的平衡，可逆过程着眼于系统和外界的总平衡。一个准平衡过程不一定是可逆过程，但一个可逆过程一定是一个准平衡过程。可逆过程是无耗散的准平衡过程。

2. 试指出膨胀功，技术功，流动功的区别和联系？写出流动功的计算公式，说明流动功

大小与过程特性有无关系？

答：（1）膨胀功：是由于工质体积的变化对外所做的功；技术功：是指工程技术

上可以直接利用的功，包括宏观动能，宏观位能，轴功；流动功：推动工质流动而做的功称为流动功。膨胀功，技术功，流动功的联系为：

)(2

1)(2f s 1122t pv z g c w v p v p w w ∆+∆+∆+=-+=。 （2）流动功的计算公式：)(1122f pv v p v p w ∆=-=，其大小与过程的特性无关，只与进出口的状态有关。

3. 试指出膨胀功，轴功，技术功，流动功的区别和联系，写出可逆过程中膨胀功，技术

功的计算公式。

答：（1）膨胀功：是由于工质体积的变化对外所做的功；技术功：是指工程技术上可以直接利用的功，包括宏观动能，宏观位能，轴功；流动功：推动工质流动而做的功称为流动功。膨胀功，技术功，流动功的联系为：

)(2

1)(2f s 1122t pv z g c w v p v p w w ∆+∆+∆+=-+=。 （2）可逆过程中膨胀功的计算公式：⎰=2

1d v p w ；技术功的计算公式：⎰-=2

1t d p v w 。

4. 写出开口系统稳定流动能量方程式的表达式，说明式中各量的含义。

答：（1）开口系统稳定流动的能量方程式为：s 2f 2

1w z g c h q +∆+∆+

∆=。（2）式中各量含义：q 为工质与外界交换的热量，h ∆为工质进出口焓的变化，2f 21c ∆为工质宏观动能的变化，z g ∆为工质宏观位能的变化，s w 系统对外所作轴功。

5. 试将满足空气下列要求的多变过程表示在p-v 图和T-s 图上

（1）理想气体的定温，定压，定容和定熵过程；

（2）空气升压，升温，又放热的热力过程。

答：

6. 试将满足空气下列要求的多变过程表示在p-v 图和T-s 图上

（1）理想气体的定温，定压，定容和定熵过程；

（2）空气膨胀，升温，又吸热的热力过程。

答：

7. 试将满足空气下列要求的多变过程表示在p-v 图和T-s 图上

（1）理想气体的定温，定压，定容和定熵过程；

（2）工质又膨胀，又降温，又放热的多变过程。

答：

8. 回答什么是热力学第一定律？什么是热力学第二定律？写出两个与热力学第二定律相等价的数学表达式。

答：（1）热力学第一定律：在热能和机械能的相互转换过程中，能的总量保持不

变。（2）热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其他变化。开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源取热，使之全部转变为功而不

产生其他影响。（3）与热力学第二定律等价的数学表达式：1）克劳修斯积分式：0≤⎰T Q

δ，用于判断一个循环是否可能，是否可逆。式中等号用于可逆循环，不等号用于不可逆循环。2）孤立系统熵增原理：0d d g iso ≥=S S 。孤立系统熵增原理指出孤立系统的熵只能增大，或者不变，绝不能减小。孤立系统的熵增完全由熵产组成，式中等号用于可逆过程，不等号用于不可逆过程。3）过程熵变的计算式：⎰≥∆2

1T

Q S δ，用于判断过程能否进行，是否可逆，等号为可逆过程，不等号为不可逆过程。（以上等价数学表达式写出2个即可）

9. 说明什么是第一类永动机？什么是第二类永动机的含义，它们是否违反了热力学第一

定律和热力学第二定律。

答：（1）第一类永动机：是指不花费代价就能够产生功的机器。（2）第二类永动

机：是指能够从单一热源取热并使之完全变为功的机器。（3）第一类永动机违反了热力学第一定律。第二类永动机不违反热力学第一定律，但却违反了热力学第二定律。

10. 什么是饱和湿空气？什么是未饱和湿空气？如何将未饱和湿空气转变为饱和湿空

气？

答：（1）饱和湿空气：是由干空气和干饱和水蒸气组成的空气。（2）不饱和湿空气：是由干空气和过热水蒸气组成的空气。（3）将未饱和湿空气转变为饱和湿空气的方法有两种：

方法1：湿空气温度T 一定时，增加水蒸气分压力 )(s max v v T p p p ==,

方法2：保持水蒸气含量v p 不变，降低湿空气温度)(v s p T T =。

11. 解释相对湿度，含湿量的含义。写出水蒸气分压力，相对湿度，含湿量之间的相互关

系。

答：（1）相对湿度：湿空气的绝对湿度ρv 与同温度下湿空气的最大绝对湿度ρs 之比称为湿空气的相对湿度，即：s

v ρρϕ=。（2）含湿量：在湿空气中，与单位质量干空气共存的水蒸气的质量，称为湿空气的含湿量。（3）水蒸气分压力，相对湿度，含湿量的关系为：s

b s v b v

622.0622.0p p p p p p d ϕϕ-=-= 12. 说明朗肯循环的基本系统组成，指出在每个设备中完成的热力过程。