工程热力学春季期中考试试题
热力学期中试卷3字班(A)卷——工程热力学思考题答案及考题资料文档
工程热力学期中考试试卷（A ）(热动31、32、33、建环3)20××.11.4一、简要回答下列问题（每题5分，50分）1. 两个质量和比热（cm ）相同，温度分别为T A 和T B 的固体进行热交换，请推导说明达到热平衡的过程是一个不可逆过程。
2. 有人说，根据卡诺定理，一切不可逆机的效率必小于可逆机的效率。
是否正确？请说明理由。
3. 写出熵和焓的定义式，理想气体定容过程焓的变化?=v h ∆4. 某系统处于某一状态，该系统的 用指的是什么？5. 膨胀功、流动功、轴功和技术功之间有何区别？有何？6. 理想气体经历绝热节流过程，节流前后的状态参数压力、温度、比容、内能、焓、熵如何变化？7. 系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，能否判断该过程一定放出热量，为什么？8. 三块相同的金属块被加热到温度T A ，第一块迅速被冷却到环境温度T 0，其熵变为1S ∆；第二块在环境中缓慢冷却到T 0，其熵变为2S ∆；第三块先与温度为T B (T A > T B >T 0)的热源接触，达到平衡后再被冷却到环境温度T 0，其熵变为3S ∆；试说明这三个过程1S ∆、2S ∆和3S ∆的大小关系。
9. 某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在30℃室温下，制冷温度为-40℃时，制冷系数仍可以达到4，请你判断一下是否可能实现。
10. 由于绝热压缩过程不向外散热，故绝热压缩过程所消耗的压缩轴功最少。
二、作图题（共15分）1、 某空气循环由下列三个可逆过程组成：由状态1（T 1=300K ，v 1=0.861m 3/kg ，p 1=100kPa)经等温压缩升压到p 2=400kPa ，接着经定压过程膨胀至状态3，然后等容降压到状态1。
试将该循环示意性画在pv 图和Ts 图上。
（5分）2、某循环由两个等压过程和两个等熵过程组成，请将这个循环画在p -v 图和T -s 图上。
《工程热力学》期中测试题参考答案
2013年湖南大学《工程热力学》期中测试题姓名： 班级： ；学号：一、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”，每小题2分，共20分）1. 理想气体只有取定比热容时，才能满足迈耶公式c p -c v =R g 。
………………………………………（ × ）2. 经不可逆循环，系统与外界均无法完全恢复原态。
…………………………………………………（ × ）3. 某容器中气体的压力为1MPa ，而被密封在压力为0.5MPa 的空间中用来测量该容器压力的压力表的读数是0.5MPa 。
………………………………………………………………………………………（ √ ）4. 由于Q 和W 都是过程量，故(Q-W) 也是过程量。
…………………………………………………（ × ）5. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。
………………………………………（ × ）6. 系统中发生吸热过程系统熵必增加。
………………………………………………………………（ × ）7. 只要知道闭口系统发生某个过程前后的熵差值就可求出整个过程中系统与外界交换的热量。
（ × ）8. 热力学恒等式du =Tds -pdv 与过程可逆与否无关。
…………………………………………………（ × ）9. 对于可逆过程有δQ =T d S ，对于不可逆过程有δQ ＞T d S 。
…………………………………………（ × ）10. 理想气体的内能、焓和熵都是温度的单值函数。
…………………………………………………（ × ）二、选择题（每小题3分，共30分）1.工质进行了一个吸热，升温，压力增加的多变过程，则多变指数n 满足：…………………………（ C ）A. 0<n <1；B. 1<n <k ；C. n >k D 不能确定2. 系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个：……………（ 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3. 一定量的理想气体经历一个不可逆过程，对外做功15kJ ，放热5kJ ，则气体温度变化为：………（ B ）A 升高；B 降低.C 不变D 不能确定4. 对于理想气体，下列参数中（ ）不是温度的单值函数。
工程热力学期中考试 习题解答
s
13
简答题７
7、系统经历了一不可逆过程，已知终态熵 小于初态熵，能否判断该过程一定放出热 量，为什么？ 解：如果你认为系统是闭口系，由 S S f S g 0, S g 0 则有
S f 0,
必定放热
14
简答题７
7、系统经历了一不可逆过程，已知终态熵 小于初态熵，能否判断该过程一定放出热 量，为什么？ 解：如果认为系统是开口系，据题意有
34
计算题２-方案一
T1 Q1 T2 Q2
W
Q Q
Q0
'
1 2
T1 T2 T0 T2 T1 T0
Q0 T0
35
计算题２-方案二
T1 Q1
Q2,1
T2
Q2,2
W
Q Q
1 2
T1 T2 T0 T2 T1 T0
Q0 T0
36
计算题２-方案三
Tm
s
iso
TA TB 2
2 Tm Tm Tm s A sB cm ln ln 0 cm ln TB TATB TA
所以过程不可逆。
4
简答题１
1、解： 一般错误：认为热源温度恒定
s
iso
Q TA
Q TB
0
5
简答题２
２、有人说，根据卡诺定理，一切不可逆 机的效率必小于可逆机的效率。是否正 确？请说明理由。
0 , V0
选最后残留在容器内的气体 为对象，为闭口系。容器绝 热，缓慢漏气，所以气体Ａ 是绝热膨胀过程。对Ａ可写 出：
cdu w 0 0 dT pdv v
pv k 1 gT , cv / Rg 1/(k 1) R 即Tv Const , 1 dT dv k 0k 或pv 1Const , v pV Const T k
2016-2017工程热力学期中考试
1、
2、某闭口系经历了一个循环，试填充下表所缺的数据（要求写出计算过程），并计算出该循环的效率：
3、某汽轮机入口蒸汽焓值为3441kJ/kg，入口压力表读数为9MPa，出口焓值为2248kJ/kg，出口真空表读数为0.09MPa，若当地大气压为0.1MPa，汽轮机蒸汽量为40t/h，且汽轮机做功过程中向外界散热6×105kJ/h，试求解汽轮机的做功功率。
4、如图所示的气缸，其内充以空气。
气缸截面积A=100cm2，活塞距底面高度
H=10cm。
活塞及其上重物的总重量195kg。
当地大气压力0.1Mpa，气缸内气体
与外界处于平衡时，气缸内的温度为300K，此时，把活塞重物取去100kg，活塞
将突然上升，最后重新达到平衡。
假定活塞和气缸之间无摩擦，汽缸壁与活塞均
与外界绝热，试求活塞上升的距离和气体的换热量。
5、采用孤立系熵增原理证明热力学第二定律的克劳修斯表述
6、在一张P-v图和一张T-s图上绘制水蒸气的两条过程线：（1）0.1MPa时的等压线；（2）150℃的等温线。
《工程热力学》试卷及标准答案评分标准
《工程热力学》试卷及标准答案第一部分 选择题（共15分）一、单项选择题（本大题共15小题，每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共15分）1、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段，其流速、流量变化为。
【 】 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2、某制冷机在热源T 1= 300K ，及冷源T 2= 250K 之间工作，其制冷量为1000 KJ ，消耗功为250 KJ ，此制冷机是 【 】A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D.可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为 【 】 A. U B. U pV +C. 2/2f U mc mgz ++D. 2/2f U pV mc mgz +++4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ∆=-只适用于 【 】A.一切工质的可逆过程B.一切工质的不可逆过程C.理想气体的可逆过程D.理想气体的一切过程5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个【】过程。
【 】A.可逆绝热压缩B.不可逆绝热压缩C.边压缩边吸热D.边压缩边放热 6、混合气体的通用气体常数，【 】。
【 】A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系 7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则 【 】A.Q ＞0，△U ＞0，W ＞0B.Q=0，△U ＞0，W ＞0C.Q ＞0，△U ＞0，W=0D.Q=0，△U=0，W=08、未饱和空气具有下列关系 【 】A.t ＞t w ＞t dB.t ＞t d ＞t w .C.t = t d = t wD.t = t w ＞t d9、绝热节流过程是【 】过程。
【 】A.定压B.定温C.定熵D.节流前后焓相等10、抽汽式热电循环的结果是【】A.提高循环热效率，提高热能利用率B.提高循环热效率，降低热能利用率C.降低循环热效率，提高热能利用率D.降低循环热效率，降低热能利用率11、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容积，则气球内的气球进行的是【】A.定压过程B.多变过程C.定温过程D.定容过程12、气体的容积比热是指【】A.容积保持不变的比热。
工程热力学考试试卷(含答案)
工程热力学考试试卷一、名词解释1. 熵增原理；2. 可逆过程；3. 理想气体；4. 相对湿度；5. 定熵滞止。
二、判断题（下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打“√”，错的打“×”，每题2分，共20分）1. 压力表读值发生变化，说明工质的热力状态也发生了变化。
……………（ ）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:k k P P T T 11212-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=………………………………………………………………（ ）5. 在T -S 图上可逆等压线的斜率比可逆等容线的斜率小。
…………………（ ）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0℃，故不可能存在0℃以下的水蒸气。
（ ）三、选择题（每小题2分，共20分）1. 饱和湿空气中干球温度t 、湿球温度t w 以及露点温度t d 具有下列关系（ ）A d w t t t >>；B w d t t t >>；C d w t t t ==；D d w t t 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∞），则质量流量（）：A等于0；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.温度与焓C.温度与熵 D.热力学能与焓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（）。
工程热力学考试试卷
一、问答题（每题5分，共25分）4. 空气在气缸内经历不可逆过程,内能减少12kJ,对外作功10kJ,试分析空气的熵变有哪几种可能性？为什么？5. 提高活塞式内燃机循环热效率的热力学措施有哪些？其热力学依据是什么？1. 在p-v 图及T-s 图上画出空气的n =1.2的膨胀过程1-2和n =1.6的压缩过程1-3，并确定过程1-2和1-3中功和热量的正负号及初终态热力学能的大小。
2. 若分别以某种服从p (v -b)=R g T 的气体（其中b 为物性常数）和理想气体为工质在两个恒温热源和之间进行卡诺循环，试比较哪个循环的热效率大一些，为什么？3. 下面的说法是否正确，为什么？ “若从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的ΔS'必大于可逆途径ΔS ”二、计算题（共75分）1. 人体热量的消耗率通常为356kJ/h,在作激烈运动时则达628kJ/h 。
在热天皮肤经由汗的蒸发来散热,若汗的蒸发在定压且与皮肤相同温度(27℃)下进行,问运动时多余热量需每小时蒸发多少汗才能排出？（10分）已知：t =26℃： h'=108.95 kJ/kg 、h "=2548.6 kJ/kg ； t =28℃：h'=117.31 kJ/kg 、h "=2552.3 kJ/kg2. 容积V =0.5m 3的空气初压=0.3MPa,初温=150℃,经膨胀过程到终态=0.08MPa,=20℃,求过程中热力学能,焓及熵的变化量。
空气作为理想气体,其比热容可取定值, 气体常数=287J/(kg·K)；=1005 J/(kg·K)。
（10分）3. 刚性容器内有2kg,35℃,2MPa 的氮气,向容器内注入适量的氧气,使容器内压力达3MPa,若过程中温度维持不变,求加入氧气的质量。
氧气比热容取定值, 气体常数=260J/(kg·K)、=917J/(kg·K)；氮气比热容取定值, 气体常数=297J/(kg·K) ；=1038J/(kg·K)。
（完整版）工程热力学试卷
（完整版）⼯程热⼒学试卷⼀、分析说明题：1、⽔汽化过程的P-V 与T-S 图上：1点、2线、3区、5态，分别指的是什么？答：1点：临界点2线：上界线（⼲饱和蒸汽线）、下界线（饱和⽔线）3区：过冷区（液相区或未饱和区）、湿蒸汽区（汽液两相区）、过热蒸汽区（⽓相区） 5态：未饱和⽔、饱和⽔、湿饱和蒸汽、⼲饱和蒸汽、过热蒸汽 2、什么样的的⽓体可以看成是理想⽓体？答：①分⼦之间的平均距离相当⼤，分⼦的体积与⽓体的总体积相⽐可以忽略。
②分⼦之间没有相互的作⽤⼒。
③分⼦之间的相互碰撞及分⼦与器壁之间的碰撞均为弹性碰撞。
3、画图分析蒸汽初温及初压的变化对郎肯循环的影响。
①蒸汽初温的影响：保持p 1、p 2不变，将t 1提⾼，2t 1T 1T η=-则有：1T ↑，2T 不变?t η↑且乏汽⼲度：2'2x x >②蒸汽初压的影响：保持t 1、 p 2不变，提⾼p 1，2t 1T 1T η=-则有：1T ↑，2T 不变?t η↑但是乏汽⼲度：2'2x x <4、什么叫逆向循环或制冷循环？逆向循环的经济性⽤什么衡量？其表达式是什么？答：在循环中消耗机械能，把热量从低温热源传向⾼温热源的循环称为逆向循环或制冷循环。
或者在P-V 图和T-S 图上以顺时针⽅向进⾏的循环。
逆向循环的经济性评价指标有：制冷系数；ε=q 2/W net ；热泵系数：ε′=q 1/W net5、简述绝对压强、相对压强及真空度之间的关系。
答：①当绝对压强⼤于当地⼤⽓压时：相对压强（表压强）=绝对压强-当地⼤⽓压或当地绝表P P P -= ②当绝对压强⼩于当地⼤⽓压时：真空度=当地⼤⽓压-绝对压强或绝当地真空P P P -=6、绝热刚性容器中间⽤隔板分开，两侧分别有1kg N 2和O 2，其p 1、T 1相同。
若将隔板抽出，则混合前后的温度和熵有什么变化，为什么？答: ①因为是刚性绝热容器，所以系统与外界之间既没有热量交换也没有功量交换。
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一、判断下列命题对错（每题2分，总分30分）
1．用压力表可以直接读出被测工质的绝对压力。
2．系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。
3．气体膨胀时一定对外做功。
4．系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。
5．绝热闭口系的熵增就是其与相关外界构成的孤立系统熵增。
6．机械能可以完全转变为热能，而热能不能完全转变为机械能。
7．理想气体可逆定温过程，工质的膨胀功等于技术功。
8．在相同温限间工作的一切可逆热机，其热效率均相等。
9．理想气体经过绝热自由膨胀，热力学能不变，温度不变。
10. 熵变计算公式Δs =c v ln （T 2/T 1）+R g ln （v 2/v 1）适用于理想气体任何过程。
11. 工质从初状态1变化到另一状态2，不论中间经历什么过程，其内能的变化量均相等。
12. 多变过程就是任意过程。
13. 热力系统经过一不可逆过程，则系统与外界皆无法回到原状。
14. 能量方程δq=Δu+pdv 适用于任何工质闭口系统的可逆过程。
15. 理想气体的热力学能、焓和熵都仅仅是温度的单值函数。
二、图示题：（总分17分）
1.在T-S 图上用面积表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时体积膨胀功的大小。
（5分）
2.试在p-v 图和T-S 图上定性地画出理想气体的下述过程 (借助四个基本热力过程线)： （12分）
1）压缩、升温、放热的过程； 2）膨胀、降温、吸热的过程； 3）多变系数n =1.6的压缩过程。
三、简答题（每题5分，共20分）
1．平衡状态与稳定状态有何区别和联系? 2．下列两组公式分别适用于理想气体的何种过程?
21212121(),();(),()v p v p u c t t h c t t q u c t t q h c t t ∆=-∆=-=∆=-=∆=-
3．有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。
对不对，为什么？
4．有人提出一循环1-3-2-1，其中1-3是可逆定温吸热过程、3-2是可逆绝热过程、2-1为不可逆绝热过程，如图所示，图中1,2,3分别为三个平衡状态点。
试问此循环能否实现，为什么？
四、计算题（总分33分）
1、医用氧气袋中空时呈扁平状态，内部容积为零。
接在压力为14MPa 、温度为17℃的钢质氧气瓶上进行充气。
充气后氧气袋隆起，体积为0.008m 3，压力为0.15MPa 。
由于充气过程很快可近似为绝热充气，且充气过程中钢瓶内氧气参数始终保持不变。
设氧气可作为理想气体，c v =0.657 kJ/(kg ·K)，c p = 0.917 kJ/(kg ·K)。
求充入氧气袋内氧气的质量。
（12分）
2、2kg 理想气体，定容下吸热量Q V =367.6kJ ，同时输入搅拌功468.3kJ 。
该过程中气体的平均比热容为c p =1124J/(kg ·K)，c v =934J/(kg ·K)，已知初态温度为t 1=280℃，求：（1）终态温度t 2和热力学能的变化量ΔU ；（2）焓、熵的变化量ΔH 、ΔS 。
（11分）
3、有人设计了一台热机，工质分别从温度为T 1=900K 、T 2 = 400K 的两个高温热源吸热Q 1=1500kJ 和Q 2=500kJ ，以T 0=300K 的环境为冷源，放热Q 3，问： （1）要求热机作出循环净功W net =1000 kJ ，该循环能否实现？ （2）最大循环净功W net,max 为多少？（10分）
哈尔滨工程大学本科生考试试卷
（ 2012 年 春季 学期期中考试）
课程编号： 03050010 课程名称： 工程热力学。