工程热力学简答题汇总
工程热力学复习题答案
工程热力学复习题答案1. 什么是热力学第一定律？它在能量守恒方面有何意义？答：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。
在热力学系统中，能量的总和保持不变，即系统吸收的热量等于系统所做的功和内能的增加之和。
这一定律强调了能量转换过程中的守恒性，是热力学分析的基础。
2. 描述卡诺循环的四个过程，并解释其在热力学中的重要性。
答：卡诺循环由四个过程组成：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
这一循环展示了在两个温度之间运行的理想热机的最大效率，即卡诺效率。
卡诺循环的重要性在于它为热机效率设定了一个理论上限，表明了实际热机效率不可能超过卡诺效率。
3. 什么是比热容？如何区分定容比热容和定压比热容？答：比热容是指单位质量的物质在单位温度变化时吸收或释放的热量。
定容比热容是指在恒定体积下，物质单位质量的温度变化所需吸收或释放的热量；而定压比热容是指在恒定压力下，物质单位质量的温度变化所需吸收或释放的热量。
两者的区别在于进行热量交换时系统体积是否保持不变。
4. 熵的概念是什么？熵增原理在热力学中有何应用？答：熵是热力学中描述系统无序程度的物理量。
熵增原理表明，在自然过程中，孤立系统的总熵不会减少，即系统的无序程度总是趋向于增加。
这一原理在热力学中用于分析系统的自发过程，判断过程是否可逆，以及在热力学第二定律中的应用。
5. 什么是临界点？它在物质状态变化中有何意义？答：临界点是指在特定压力和温度下，物质的液态和气态没有明显区别的点。
在这个点上，物质的液相和气相的物理性质（如密度、体积等）变得相同。
临界点的意义在于它标志着物质状态变化的界限，超过临界点后，物质将不再有液气两相共存的状态，而是以超临界流体的形式存在。
6. 热力学第二定律有哪些表述方式？它们之间有何联系？答：热力学第二定律有多种表述方式，包括开尔文表述、克劳修斯表述和熵表述。
开尔文表述强调了不可能从单一热源吸热并完全转化为功而不产生其他效果；克劳修斯表述指出热量不能自发地从低温物体传递到高温物体；熵表述则表明在自然过程中，孤立系统的总熵不会减少。
工程热力学复习题及答案
工程热力学复习题及答案1. 什么是工程热力学？请简述其研究内容。
2. 描述热力学第一定律的数学表达式，并解释其物理意义。
3. 热力学第二定律有哪些表述方式？请至少列举两种。
4. 什么是熵？熵增加原理在热力学过程中有何意义？5. 简述理想气体状态方程，并说明其适用条件。
6. 描述卡诺循环的四个步骤，并解释其效率与哪些因素有关。
7. 什么是绝热过程？请给出绝热过程的数学表达式。
8. 说明在热力学中，如何定义和计算一个系统的内能。
9. 描述在等温过程中，理想气体的体积变化与压力变化的关系。
10. 什么是热机效率？请给出其计算公式。
11. 解释为什么在实际热机中，效率总是低于卡诺效率。
12. 什么是热力学温标？它与摄氏温标有何不同？13. 描述在绝热压缩过程中，理想气体的温度变化规律。
14. 什么是临界点？请说明其在实际应用中的意义。
15. 简述在热力学中，如何确定一个系统的相态。
16. 描述湿空气的焓如何计算，并解释其在空调系统中的作用。
17. 什么是热交换器？请说明其在工业中的应用。
18. 简述在热力学中，如何使用麦克斯韦关系来求解未知热力学性质。
19. 描述在多组分系统中，化学势的概念及其重要性。
20. 什么是热力学稳定性？请解释其在化学反应中的应用。
答案：1. 工程热力学是研究能量转换和传递规律的学科，主要研究热能与机械能之间的转换。
2. 热力学第一定律的数学表达式为 \(\Delta U = Q - W\)，其中\(\Delta U\) 是内能变化，\(Q\) 是系统吸收的热量，\(W\) 是系统对外做的功。
3. 热力学第二定律的两种表述方式：克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述指出不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他效果；开尔文表述指出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。
4. 熵是系统无序度的度量，熵增加原理表明，在孤立系统中，自发过程总是朝着熵增加的方向进行。
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1. 什么是热力学？
热力学是研究能量转化和能量传递的科学，包括热能、热力、功和热量等的研究。
2. 什么是热力学第一定律？
热力学第一定律是能量守恒定律的表述，即能量在系统中不会被创造或消失，只会以其他形式转化或传递。
3. 什么是热力学第二定律？
热力学第二定律是自然过程发生方向性的规律，表明热量只能从高温物体传递到低温物体，不会自发地从低温物体传递到高温物体。
4. 什么是热容？
热容是物体吸收热量时温度升高的程度，可以通过单位质量或单位体积的物质吸收的热量与温度升高之间的比值来表示。
5. 什么是焓？
焓是物体在恒压下吸收或释放热量时的能力，可以用内能和物体对外界所做的功的和来表示。
6. 什么是热力学循环？
热力学循环是热力学系统在一系列状态变化后返回初始状态的
过程，常用于热能转化和能量传递的工程系统。
7. 什么是理想气体？
理想气体是指在一定温度和压力下，其分子之间没有相互作用力，分子体积可以忽略不计的气体。
8. 什么是绝热过程？
绝热过程是指在没有与外界热交换的情况下，气体发生的压力、体积和温度的变化过程。
9. 什么是功？
功是系统对外界做的能量转移，通常定义为力乘以位移的乘积。
10. 什么是热量？
热量是能量传递的方式之一，是由于温度差而引起的能量传递。
工程热力学部分简答题
1．平均系统和单相系统的差别？答：假如热力系统内部个部分化学成分和物理性质都平均一致，则该系统成为平均系统。
假如热力系统由单相物质构成，则该系统称为单相系统。
可见，平均系统必定是单相系统，反之则否则。
2．试说明稳固、均衡和平均的差别与联系？答：稳固状态是指状态参数不随时间变化，但这类不变可能是靠外界影响来保持的。
均衡状态是指不受外界影响时状态参数不随时间变化。
平均状态是指不受外界影响时不只状态参数不随时间变化，并且状态参数不随空间变化。
平均→均衡→稳固3．实现可逆过程的充足条件。
答：（1）过程是准静态过程，即过程所波及的有互相作用的各物体之间的不均衡势差为无穷小。
（2）过程中不纯在耗散效应，即不存在用于摩擦、非弹性变形、电流流经电阻等使功不行逆地转变为热的现象。
4．膨胀功、流动功、技术功、轴功有何差别与联系。
答：气体膨胀时对外界所做的功称为膨胀功。
流动功是推进工质进行宏观位移所做的功。
技术功是膨胀功与流动功的差值。
系统经过机械轴与外界所传达的机械功称为轴功。
5．焓的物理意义是什么，静止工质能否也有焓这个参数？答：焓的物理意义为，当1kg 工质流进系统时，带进系统与热力状态相关的能量有内能u 和流动功pv，而焓正是这两种能量的总和。
所以焓能够理解为工质流动时与外界传达的与其热力状态有关的总能量。
但当工质不流动时，pv 不再是流动功，但焓作为状态参数仍旧存在。
6．机械能向热能的转变过程、传热过程、气体自由膨胀过程、混淆过程、焚烧反响过程都是自觉的、不行逆的。
热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不行能自动地、无偿地从低温物体传至高温物体。
7．循环热效率公式q1q2和T1T2能否完整同样？q1T1答：前者用于任何热机，后者只用于可逆热机。
8．若系统从同一始态出发，分别经历可逆过程和不行逆过程到达同一终态，两个过程的熵变同样吗？答：对系统来说，熵是状态参数，只需始态和终态同样，过程的熵变就相等。
所谓“可逆过程的熵变必定小于不行逆过程的熵变”中的熵变是指过程的总熵变，它应当包含系统的熵变和环境的熵变两部分。
工程热力学简答题
*越多表示态1和终态2之间分别经历2个热力过程，一为可逆过程，一为不可逆过程，试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪个大，为什么？
*5.系统经一任意过程，有人认为可以根据初终态的熵的变化判断该过程是否为可逆过程，你认为如何？
6.从能量利用的角度，简要说明热泵供暖与电加热器取暖的优势。
简答题
***1.根据卡诺定律可知，工作在相同温限间的卡诺循环效率最大，为什么在实际的蒸汽动力装置中不采用卡诺循环，而是以朗肯循环为基础？P316
原因：
（1）在压缩机中绝热压缩过程中工质为水和蒸汽的混合物，压缩机工作 不稳定；
（2）等温压缩后的工质的比体积比水大得多，需要体积巨大的压缩机；
*9.写出气体在喷管中稳定流动的连续性方程，并分析当渐缩喷管的背压从大于临界压力逐渐下降时，流经渐缩喷管的气体流量将如何变化？
dA/A+dcf/cf-dv/v=0 背压降低，出口截面的压力下降，流量逐渐增大，直到背压等于临界压力时，出口截面的压力成为定值。流量也保持不变。
10.空气流的初压为2.5MPa，初温为350℃，初动能忽略不计，喷管背压为1.3MPa，为获得最大出口流速，应选择什么形式的喷管，为什么？
（3）循环限于饱和区，上限温度受制于临界温度，热效率低。
*2.简述多级压缩、级间冷却的优点，如何确定最佳中间压力？
优点：各级增压比低，容积效率高。使各级增压比相同则为最佳中间压力。
3.什么是湿空气的露点温度？干球温度及露点温度哪个大？为什么？
露点温度：在一定的大气压下，湿空气的饱和温度。干球温度大，因为湿纱布中的水分气化会使温度下降。
工程热力学简答题汇总
1热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。
开口系统：热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。
闭口系统：热力系统和外界只有能量交换而无物质交换。
孤立系统：热力系统和外界即无能量交换又无物质交换。
2平衡状态：一个热力系统如果在受外界影响的条件下系统的状态能够始终保持不变，则系统的这种状态叫平衡状态。
准平衡过程：若过程进行的相对缓慢，工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时间，即所谓弛豫时间又很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做准平衡过程。
可逆过程：当完成了某一过程之后，如果有可能使工质沿相同的路径逆行而回复到原来状态，并且相互作用中所涉及到的外界亦回复到原来状态而不留下任何改变。
3汽化潜热：即温度不变时，单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。
4比热的定义和单位：1kg物质温度升高1k所需热量称为质量热容，又称比热容，单位为J/(kg·K)，用c表示，其定义式为c=δq/dT或c=δq/dt。
5湿空气的露点：露点是在一定的pv下（指不与水或湿物料相接触的情况），未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即将结出露珠时的温度，可用湿度计或露点仪测量，测的td相当于测定了pv。
6平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。
7卡诺定理：定理一：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与可逆循环的种类无关，与采用哪一种工质也无关。
定理二：在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。
推论一：在两个热源间工作的一切可逆循环，他们的热效率都相同，与工质的性质无关，只决定于热源和冷源的温度，热效率都可以表示为ηc=1—T2/T1推论二：温度界限相同，但具有两个以上热源的可逆循环，其热效率低于卡诺循环推论三：不可逆循环的热效率必定小于同样条件下的可逆循环8气体在喷管中流动，欲加速处于超音速区域的气流，应采取什么形式的喷管，为什么：因为Ma>1超声速流动，加速dA>0气流截面扩张，喷管截面形状与气流截面形状相符合，才能保证气流在喷管中充分膨胀，达到理想加速度过程，采用渐扩喷管。
工程热力学简答题汇总
1热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。
开口系统：热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。
闭口系统：热力系统和外界只有能量交换而无物质交换。
孤立系统：热力系统和外界即无能量交换又无物质交换。
2平衡状态：一个热力系统如果在受外界影响的条件下系统的状态能够始终保持不变，则系统的这种状态叫平衡状态。
准平衡过程：若过程进行的相对缓慢，工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时间，即所谓弛豫时间又很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做准平衡过程。
可逆过程：当完成了某一过程之后，如果有可能使工质沿相同的路径逆行而回复到原来状态，并且相互作用中所涉及到的外界亦回复到原来状态而不留下任何改变。
3汽化潜热：即温度不变时，单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。
4比热的定义和单位：1kg物质温度升高1k所需热量称为质量热容，又称比热容，单位为J/(kg·K)，用c表示，其定义式为c=δq/dT或c=δq/dt。
5湿空气的露点：露点是在一定的pv下（指不与水或湿物料相接触的情况），未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即将结出露珠时的温度，可用湿度计或露点仪测量，测的td相当于测定了pv。
6平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。
7卡诺定理：定理一：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与可逆循环的种类无关，与采用哪一种工质也无关。
定理二：在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。
推论一：在两个热源间工作的一切可逆循环，他们的热效率都相同，与工质的性质无关，只决定于热源和冷源的温度，热效率都可以表示为ηc=1—T2/T1推论二：温度界限相同，但具有两个以上热源的可逆循环，其热效率低于卡诺循环推论三：不可逆循环的热效率必定小于同样条件下的可逆循环8气体在喷管中流动，欲加速处于超音速区域的气流，应采取什么形式的喷管，为什么：因为Ma>1超声速流动，加速dA>0气流截面扩张，喷管截面形状与气流截面形状相符合，才能保证气流在喷管中充分膨胀，达到理想加速度过程，采用渐扩喷管。
（完整版）工程热力学简答题电子版
（完整版）工程热力学简答题电子版工程热力学习题A一、简要问答题1.工程热力学的研究对象主要是什么？答：工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别是热能转化为机械能的规律和方法，以及提高转化效率的途径，以提高能源利用的经济性。
2.热能的利用有哪两种基本的利用形式，并举例说明？答：一种是热能的直接利用，如冶金，化工，食品等工业和生活上的应用，另一种是热能的间接利用，如把热能转化成机械能或电能为人们提供动力。
3.何为工质？如何采用气体而不采用液体或固体作为热机的工质？答：工质是指在热机中工作的借以实现将热能转化成机械能的媒介物质，因气体的膨胀性与压缩性远比液体、固体要好，所以热机中的工质是采用气体，而不采用液体，更不能采用固体。
4.功量与热量有何不同和相同之处？答：相同之处：（1）都是过程量，而不是状态参数；（2）都是工质与外界交换的能量；（3）可逆过程都可图示。
不同之处：（1）功量是有序能（机械能）即功量是有规则的宏观运动能量的传递，在做功过程中往往伴随着能量形态的转化，而热量是无序能（热能）即热量是大量微粒子热运动的能量传递，传热过程中不出现能量形态的转化。
（2）有功转换的动力是压差，而有热交换的动力是温差，（3）功量与热量的计算表达式不同。
（4）功量可在p-vt图上图示，而热量是在T-s图上图示。
5.写出热力系统第一定律的文字表达？答：热力学第一定律的文字表述：热可以变为功，功也可以变为热，一定量的热消失时，必产生相应量的功，消耗一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热。
6.写出1Kg工质的焓的符号与定义式及其能量含义，并指出焓是过程量还是状态参数。
答：焓的符号是h，其定义式是h=u+pv，其能量含义是系统中因引进1kg工质而获得的总能量是热力学能u与推动功pv之和，焓是状态参数，而不是过程量。
7.何为理想气体，并举例指出什么气体可视为理想气体？什么气体不能视为理想气体？答：理想气体是指其分子是具有弹性的，而不具有体积的质点，分子间没有相互作用力的假想气体。
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循环吸热量q 仁h1-h4 ;循环放热量 q2=h2-h3 对外做功w 仁h1-h2 ;消耗功w2=h4-h3 热效率 n =Wnet/q 1=(h1-h2)-(h4-h3)/h1-h4
16R 和Rg 的意义及关系：Rg 是气体常数， 仅与气体种类有关而与气体的状态无关； R 是摩尔气体常数，不仅与气体状态无关， 也与气体的种类无关，R=8.3145J(mol K)。
若气体的摩尔质量为 M 则R=MRg 17热量 (可用能)的概念：在温度为T0 的环境条件下，系统(T >T0)所提供的热 量中可转化为有用功的最大值是热量 ， 用EX, Q 表示。
18热力学第二定律的表述
克劳休斯从热量传递方向性的角度提出 ： 热不可能自发地、不付出代价地从低温物 体传至高温物体。
热能转化为机械能的开尔文说法：不可能 制造出从单一热源吸热，使之全部转化为 功而不留下其他任何变化的热力发动机。
19熵定义式，及其适用条件 ds= S Q re /T(熵的变化等于可逆过程中系 统与外界交换的热量与热力学温度的比 值)
熵产由(△ S=A Sg+ △ Sf )得熵产△ Sg=A S-A Sf >0
在孤立系统内，一切实际过程(不可逆过 程)都朝着是系统熵增加的方向进行或在 极限情况下(可逆过程)维持系统的熵不 变，而任何使系统熵减少的过程是不可能 发生的。
孤立系熵越大，不可逆过程越大。
1热力系统：被人为分割出来作为热力 学分析对象的有限物质系统。
开口系统：热力系统和外界不仅有能 量交换而且有物质交换。
闭口系统：热力系统和外界只有能量 交换而无物质交换。
孤立系统：热力系统和外界即无能量 交换又无物质交换。
2平衡状态：一个热力系统如果在受外 界影响的条件下系统的状态能够始终保 持不变，则系统的这种状态叫平衡状态。
准平衡过程：若过程进行的相对缓慢， 工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时 间，即所谓弛豫时间又很短，工质有足 够的时间来恢复平衡，随时都不致显著 偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做 准平衡过程。
可逆过程：当完成了某一过程之后， 如果有可能使工质沿相同的路径逆行而 回复到原来状态，并且相互作用中所涉 及到的外界亦回复到原来状态而不留下 任何改变。
3汽化潜热：即温度不变时， 单位质量 的某种液体物质在汽化过程中所吸 收的热量。
4比热的定义和单位：1kg 物质温度升高 1k 所需热量称为质量热容，又称比热 容，单位为J/(kg • K)，用c 表示，其定 义式为 c= S q/dT 或 c= S q/dt 。
5湿空气的露点：露点是在一定的pv 下 (指不与水或湿物料相接触的情况)， 未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即 将结出露珠时的温度，可用湿度计或露 点仪测量，测的td 相当于测定了 pv 。
6平衡状态与稳定状态有何区别和联 系，平衡状态与均匀状态有何区别和联 系？ 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概 念均指系统的状态不随时间而变化，这 是它们的共同点；但平衡状态要求 的是在没有
外界作用下保持不变； 而平衡状态则一般指在外界作用下 保持不变，这是它们的区别所在。
7卡诺定理：定理一：在相同温度的 高温热源和相同温度的低温热源之 间工作的一切可逆循环，其热效率 都相等，与可逆循环的种类无关， 与采用哪一种工质也无关。
定理二：在温度同为T1的热源和同 为T2的冷源间工作的一切不可逆 循环，其热效率必小于可逆循环。
推论一：在两个热源间工作的一切 可逆循环，他们的热效率都相同， 与工质的性质无关，只决定于热源 和冷源的温度，热效率都可以表示 为加=1 — T2/T1 推论二：温度界限相同，但具有两 个以上热源的可逆循环，其热效率 低于卡诺循环 推论三：不可逆循环的热效率必定 小于同样条件下的可逆循环 8气体在喷管中流动，欲加速处于 超音速区域的气流，应采取什么形 式的喷管，为什么： 因为Ma>1超声速流动，加速 dA>0 气流截面扩张，喷管截面形状与气 流截面形状相符合，才能保证气流 在喷管中充分膨胀，达到理想加速 度过程，采用渐扩喷管。
9压气机，实际过程与理想过程的 关系，在压气机采取多级压缩和级 间冷却有什么好处： 每级压气机所需功相等，这样有利 于压气
机曲轴平衡。
每个汽缸气体 压缩后达到的
最高温度相同，这样 每个汽缸的温度条件相同。
每级向 外排出的热量相等，而且每级的中 间冷却器向外排除的热量也相等。
(避免压缩因比压太高而影响容积 效率，有利于气体压缩以等温压缩进 行，对容积效率的提高也有利) 10逆向循环：把热量从低温热源传 给高温热源。
11绝热节流：在节流过程中，流体 与外界没有热量交换就称绝热节流。
14简述功和热量的区别与联系 ：都 是过
程量，作功有宏观移动，传热无 宏观移动，作功有能量转化，传热无 能量转化，功变热无条件，热变功有 条件。
12喷管的形状选择与哪些因素有 关？背压对喷管性能有何影响？ 温度有何变化规律和影响？ 进口 截面参数(滞止压力 P °)和背压 (P b )； Pb>Per 选渐缩喷管，Pb v Per 选缩放喷管。
13蒸汽压缩式制冷和空气压缩式制 冷的联系与区别。
蒸汽压缩式制冷 的优点，装置上的区别及原因。
答： 都是利用压缩气体来制冷，制冷装置 不用，使用的气体不同，前者使用的 是低沸点的水蒸气，后者使用的是空 气。
蒸汽压缩式制冷的优点： 1,更 接近于同温限的逆向卡诺循环， 提高 了经济性；2，单位质量工质制冷量 较大。
为了简化设备，提高装置运行 的可靠性，实际应用的蒸汽压缩制冷 循环常采用节流阀代替膨胀机。
14湿空气温度与吸湿能力的关系 湿含量一定时，温度升高，空气中水 蒸气密度变大，吸湿能力下降
15朗肯循环在T-S 图上表示 1- 2，绝热膨胀做功 2- 3，冷却放热，冷凝的饱和水 3- 4，在水泵里绝热压缩
4- 1，加热，汽化。