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工程热力学习题集(含答案)
o o
【解】 (1) 若任意温度在牛顿温标下的读数为 TN，而热力学温标上的读数为 T，则：
T / o N − 100 200 − 100 = N 373.15 − 273.15 T/K − 273.15
即
T/K =
故
373.15 − 273.15 (TN / o N − 100) + 273.15 200 − 100
例 2.5 图
5
【解】 以例 2.5 图中入口、开口和开口系组成的闭口系为研究对象，其能量方程为
q = Δu + w = Δu + ∫ pdv = Δ (u + pv ) − ∫ vdp = Δh + wt
2 2 1 1
（a）
以例 2.5 图中虚线包围的开口系为研究对象，其稳定工况的能量和质量方程分别为
⎧ pg,A = pI − p0 ⎪ ⎨ pg,B = pI − pII ⎪p = p − p II 0 ⎩ g,C
解得
⎧ pg,C = pg,A − pg, B = 190kPa ⎪ ⎨ pI = pg,A + p0 = 362.3kPa ⎪ p = p + p = 192.3kpa g,C 0 ⎩ II
(
2
) 中的常数 A、B 的数值。
10 = R0 ⎧ ⎪ 4 ⎨ 14.247 = R0 (1 + 100A + 10 B) ⎪27.887 = R (1 + 446A + 1.989 × 105 B) 0 ⎩
联立求解，可得：
R0 = 10Ω A = 4.32 ×10−3 1/ ℃ B = −6.83 ×10−7 1/ ℃
2 ⎞ ⎛ ⎞ c12 c2 －W +⎛ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 2 = 0 Q h + + gz m h + + gz － sh 1 1 1 2 2 ⎜ ⎟ ⎜ ⎟m 2 2 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 1 − m 2 = 0 m
(完整版)工程热力学习题集附答案
工程热力学习题集一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。
2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。
3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。
4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。
5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。
6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。
7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。
（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为可逆循环。
9．熵流是由 引起的。
10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。
11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。
12．绝热系是与外界无 交换的热力系。
13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。
14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。
15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。
16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。
17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。
（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为不可逆循环。
19．熵产是由 引起的。
20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。
21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。
22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。
23、热力平衡的充要条件是：（ ）。
24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。
25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。
26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。
31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。
(完整版)工程热力学习题册有部分答案
第一篇工程热力学第一章基本概念及气体的基本性质第二章热力学第一定律一、选择题3、已知当地大气压P b , 真空表读数为Pv , 则绝对压力P 为（a ）。
(a) P=P b -Pv （b ）P=Pv -P b （c ）P=P b +Pv4、.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( b )A.真空p v=0.08MpaB.表压力p g=0.08MPaC.真空p v=0.28MpaD.表压力p g=0.28MPa5、绝对压力p, 真空pv，环境压力Pa间的关系为( d )A.p+pv+pa=0B.p+pa－pv=0C.p－pa－pv=0D.pa－pv－p=06、气体常量R( d )A.与气体种类有关,与状态无关B.与状态有关,与气体种类无关C.与气体种类和状态均有关D.与气体种类和状态均无关7、适用于（ c ）(a) 稳流开口系统(b) 闭口系统(c) 任意系统(d) 非稳流开口系统8、某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（c ）正确。
(a) ds ＞δq/T （b ）ds ＜δq/T （c ）ds=δq/T9、理想气体1kg 经历一不可逆过程，对外做功20kJ 放热20kJ ，则气体温度变化为（b ）。
(a) 提高（b ）下降（c ）不变10、平衡过程是可逆过程的（b ）条件。
(a) 充分（b ）必要（c ）充要11、热能转变为机械能的唯一途径是通过工质的（ a ）(a) 膨胀(b) 压缩(c) 凝结(d) 加热13、经历一不可逆循环过程，系统的熵（ d ）(a) 增大（b ）减小（c）不变（d ）可能增大，也可能减小14、能量方程适用于（ d ）(a) 只要是稳定流动，不管是否为可逆过程（b）非稳定流动，可逆过程(c) 非稳定流动，不可逆过程(d) 任意流动，任意过程15、理想气体可逆绝热过程中的技术功等于（a ）(a) －△ h （b ）u 1 -u 2 （c ）h 2 -h 1 （d ）－△ u16、可以通过测量直接得到数值的状态参数（ c ）(a) 焓(b) 热力学能(c) 温度(d) 熵18、若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的△S 必( b )可逆过程△S。
工程热力学试卷附答案-精品
工程热力学试卷一、判断题（下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打“Y”，错的打“x”，每题2分，共20分）1.经不可逆循环，系统与外界均无法完全恢复原态。
................... （）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：T2⑻h................................................................... Z ）一=—............................................................ （）5.在p-u图上可逆等温线的斜率比可逆绝热线的斜率小。
............. （）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0C,故不可能存在0℃以下的水蒸气。
（）二、选择题（每小题2分，共20分）1.未饱和湿空气中干球温度人湿球温度G以及露点温度加具有下列关系（）A B t>t d>t w；C t=t w=t d；D t>t w=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8）,则质量流量（）：A等于（）；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.温度与焙C.温度与端D.热力学能与焰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（）。
工程热力学试卷与答案
一、是非判断：是在（ ）内画 ＋ 号，非在（ ）内画 号，每题 分，共 分、 热力系是指所有参与热力过程的物体群（ ）。
、 绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增（ ）。
、 状态方程是描述状态参数之间关系的方程（ ）。
、 平衡状态是指在没有外界作用的条件下，热力系宏观性质不随时间变化的状态（ ）。
、 通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数（ ）。
、 工质经过不可逆过程的熵变必然等于经历可逆过程的熵变（ ）。
、 理想气体的热力学能、焓和熵都仅仅是温度的单值函数（ ）。
、 理想气体绝热节流后温度不变（ ）。
、 在 时，干球温度 湿球温度 和露点温度 不相等（ ）。
、任何动力循环，循环净功 总等于循环净热量 ，即总有 （ ）。
二、选择填空：每题 分，共 分、绝热系与外界没有（ ）交换。
、热量 、物质 、功、在所列的压力中哪个不是状态参数（ ）。
、绝对压力 、分压力 、表压力、功损来自于（ ）。
、不等温传热 、物质交换 、运动摩擦、不可逆损失来源于（ ）。
、运动摩擦 、不等温传热 、任何耗散效应 、干度 的取值可以是（ ）。
、 、 、、渐缩喷管出口气体的流速是（ ）。
、 、 、、不可逆循环的熵产必然是（ ）。
、等于零 、大于零 、小于零、卡诺热机效率比实际热机效率（ ）。
、小 、二者相等 、大、制冷系数 可以是（ ）。
、大于 、等于 、小于、供热系数 可以是（ ）。
、大于 、等于 、小于三、指出下列各对概念之间主要的区别 每题 分，共 分、理想气体与实际气体、定容比热与容积比热、可逆过程与不可逆过程、熵流与熵产、饱和湿蒸气与饱和湿空气四、某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力表，如下图所示。
压力表 上的读数为 压力表 上的读数为。
如果大气压力为 ，试确定压力表 上的读数及容器两部分内空气的绝对压力。
分五、某热机在每个循环中从 的高温热源吸收的热量和可逆地向 的低温热源假设分别排出； ；热量，请用两种方法计算证明，在这三种情况中，哪个是不可逆的、哪个是可逆的和哪个是不可能的？并对不可逆循环计算出其不可逆损失，大气环境温度 （ 分）六、温度为 天然气（甲烷）绝热节流后压力由 降为，试求 节流造成天然气比熵的增加 ； 节流造成天然气熵产 ； 如果天然气由上述参数经过膨胀透平进行可逆绝热膨胀，压力也降为 ，那么每 天然气将能作出多少功？ 将节流过程和可逆绝热膨胀过程分别画在 图和 图上。
工程热力学试题附答案
一、判断命题是否正确，错误的加以改正1、气体膨胀时一定对外作功，压缩时一定消耗外功。
答：×，气体膨胀时不一定对外作功，压缩时一定消耗外功。
2、气体吸热后温度一定升高，熵也一定增加。
答：×，气体吸热后温度不一定升高，熵也一定增加。
3、工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增加。
答：×，工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵不变。
4、水蒸气绝热膨胀过程中的技术功T c h w p t ∆-=∆-=。
答：×，水蒸气是实际气体，其焓不是温度的单值函数，蒸气绝热膨胀过程中的技术功h w t ∆-=。
5、工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增加。
答：×，工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵不变。
6、水蒸气不可逆绝热膨胀熵增加，水蒸气不可逆绝热压缩熵减小。
答：×，水蒸气不可逆绝热膨胀和不可逆绝热压缩熵都增加。
二、选择题1、准静态过程中，系统经过的所有状态都接近_D___A 初态B 环境状态C 邻近状态D 平衡状态2、 热力学第一定律适用于： CA 、开口系统、理想气体、稳定流动；B 、闭口系统、实际气体、任意流动；C 、任意系统、任意工质、任意过程；D 、任意系统、任意工质、可逆过程。
3、卡诺定律指出 CA 、相同温限内一切可逆循环的热效率相等；B 、相同温限内可逆循环的热效率必大于不可逆循环的热效率；C 、相同温度的两个恒温热源之间工作的一切可逆循环的热效率相等；D 、相同温度的两个恒温热源之间工作的一切循环的热效率相等。
4、⎰⎰+=pdv dT c q V 适用于 AA 、理想气体、闭口系统、可逆过程；B 、实际气体、开口系统、可逆过程；C 、理想气体、闭口系统、任意过程；D 、任意气体、开口系统、任意过程。
5、经过不等温传热后， BA 、热量的可用能和废热均减少；B 、热量的可用能减少，废热增加；C 、热量的可用能不变，废热增加；D 、热量的可用能不变，废热减少。
《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10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar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T1=300K，及冷源T2=250K之间工作，其制冷量为1000J,消耗功为250KJ，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.UB.U?pV2C.U?mc2f/2?mgzD.U?pV?mcf/2?mgz4、熵变计算式？s?cpIn（T2/T1）?RgIn（p2/p1）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《工程热力学》试题第1页（共8页）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,AU>0,W>0B.Q=0,AU>0,W>0C.Q>0,AU>0,W=0D.Q=O,△U=0，W=08、未饱和空气具有下列关系【】A.t>tw>tdB.t>td>tw.C.t=td=twD.t=tw>td9、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。
工程热力学习题及答案
题目类型一、填空题二、简答题三、分析推理题四、证明题五、说明题六、计算题一、填空题（共30分，每空1分）1、可逆过程是准静态过程的充分条件。
2、系统与外界既无能量交换又无质量交换的系统叫做孤立系统。
3、如大气压力为0.1MPa，则容器内真空度的最大值为0.1 MPa。
4、处于平衡状态的系统，其内部不存在势差。
5、膨胀功、技术功以及系统进出口的流动功四者的关系式为w t+p2v2=w+p1v16、制冷系数的取值范围是（0，+∞）。
7、范德瓦尔方程提出的基本观点为：实际气体分子本身占有体积，实际气体分子间存在吸引力。
8、压缩因子的定义是实际气体的比热与按理想气体求得的比热的比值。
9、定容过程加给系统的热量用于提高系统的内能；定压过程加给系统的热量用于提高系统的焓。
10、理想气体的真实比热不仅与气体的种类有关，还与气体的温度有关。
11、气体总压力与分压力之间遵循道尔顿定律；总容积与分容积之间遵循阿密盖特定律。
12、闭口系统的特点是控制质量；开口系统的特点是控制体积。
13、理想气体绝热节流前后，熵增大，温度不变。
14、活塞式压缩机的余隙对排气量有影响；对单位压缩轴功无影响。
15、在卡诺循环中，对热效率影响较大的是低温热源的温度。
16、凝华现象只有在物质的三相点压力以下才可能发生。
17、热力学第二定律的数学表达式为ds iso≥0 。
18、喷水蒸气加湿的过程为等温加湿过程，喷水加湿的过程为等焓加湿过程。
19、如1 kg湿空气中含有0.5kg水蒸气，则这种湿空气的含湿量为1000g/kg（a）。
20、获得超音速气流的两个条件是βb≤βc和采用渐缩渐扩喷管。
21、相对于蒸气压缩制冷而言，空气压缩制冷的缺点是制冷系数小；和单位工致的制冷量小。
22.在等熵流动中，由亚音速气流加速为超音速气流的过程中，以下参数是如何变化（增大、减小）：温度减小、比容增大、音速减小。
二、简答题：（共20分，每小题5分）１、简述背压式热电循环的原理，说明其意义。
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一、判断命题是否正确，错误的加以改正
1、孤立系统的热力状态不能发生变化。
2、答：×，只要孤立系统发生热力过程，其热力状态就会发生变化。
2、工质从同一初态出发，经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态，则两种过程中
S g不可逆S g可逆、S f不可逆S f可逆、S不可逆S可逆。
答：×，S
f 不可逆S
f可逆
3、热力过程中，系统向外界放热，其温度必然降低。
4、答：×，热力过程中，系统向外界放热，其温度不一定降低。
5、一切不可逆循环的热效率答：×，一切循环的热效率t
w
net。
q1 t
w
net。
q1
6、系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵一定减小。
7、答：×，系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵不一定减小。
6、工质经过不可逆循环后，有
Q
0 ，根据 dS
Q
dS 0 。
T r
，则有
T r
答：×，工质经过不可逆循环后，有Q 0 ，但dS 0 。
T r
二、选择题
1、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，一部分为高压气体，一部分保持真空，抽去隔板
前后 D
A、S 0 ， U 0 ； B 、S0，H 0 ；
C、S 0 ， U 0 ； D 、S0，U 0。
2、q c p T w t适用于 C
A、任意气体、闭口系统、可逆过程；
B、实际气体、开口系统、可逆过程；
C、理想气体、开口系统、稳流过程；
D、任意气体、开口系统、可逆过程。
3、经过不等温传热后， B
A、热量的可用能和废热均减少；
B、热量的可用能减少，废热增加；
C、热量的可用能不变，废热增加；
D、热量的可用能不变，废热减少。
4、当孤立系统中进行了一不可逆过程后，则孤立系统的总能、总熵、总用的变化为 C
A、E 0 ， S 0，E X 0；
B、E 0 ， S 0，E X 0
C、E 0 ， S 0，E X 0；
D、E 0 ， S 0，E X 0
5、在紧闭门窗的房间内，启动一台打开的冰箱，经过一段时间的运行，则室温将 B
A、降低；
B、升高；
C、不变；
D、不定。
6、工质不可逆稳态稳流经过某控制容积，则此控制容积内： B
A、储存能不变，熵增加； B 、储存能不变，熵不变；
C、储存能增加，熵增加； D 、储存能增加，熵不变。
三、简答题
1、什么是可逆过程实现可逆过程的基本条件是什么可逆过程与准静态过程的区别与联系是
什么
答：可逆过程是当系统完成某一过程后，如果令过程沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及到
的一切（系统和外界）都回复到原来的状态，而不留下任何的痕迹的过程
实现可逆过程的基本条件是过程无限缓慢，即所有的不平衡势差无限小；没有耗散效应。
可逆过程与准静态过程的共同点：他们都是无限缓慢的、由连续的、无限接近平衡的状态所组成的过程，都可以在坐标图上用连续的实线来表示。
可逆过程与准静态过程的区别是准静态过程着眼与平衡，耗散效应对它无影响，而可逆过程不但强调平衡，而且强调能量传递效果。
2、理想气体从同一初态膨胀到同一终态比体积，定温膨胀与绝热膨胀相比，哪个过程做功
多若为压缩过程，结果又如何
答：对于膨胀过程而言，定温膨胀做功多，若为压缩过程，则定熵压缩耗功多。
可以用示功
图来表示。
3、朗肯循环由哪几个过程组成这些热力过程分别在哪些热力设备中完成
答：朗肯循环由定压加热（ 2 分）、定熵膨胀、定压冷却和定熵压缩四个过程组成，这些热
力过程分别在锅炉和过热器、气轮机、冷凝器以及给水泵中完成的。
四、证明题
试证明：理想气体在
T-S 图上的任意两条定容线之间的水平距离相等，即证明
14
23
证明：根据理想气体熵变的计算公式有：
S
32
c v ln
T 3
R g ln
v 3
T 2
v 2
S
41
c v ln
T 4
R g ln
v 4
T 1
v 1
因为
T 3 T 2 ，T 4 T 1
所以
S 32
R g ln v 3
，S 41
R g ln
v 4
v 2 v 1
又 v 3 v 4 ， v 2
v 1
S
32
S
41
即 14 23。
四、 计算题
1、试确定图中的循环是热机循环还是制冷循环是可逆的还是不可逆的 （ 15 分）
解：若为热机循环，则
Q 1 1000 4000 5000kJ
根据克劳修斯积分不等式 Q
则有 5000
( 4000) T 2.86 0
700
400
故该循环为不可逆的热机循环；
若为制冷循环，则
答略。
( 5000) 4000 2.86 0 ，则不可能实现。
700
400
3、某热机工作于
T
1
1000 K 的高温热源和 T 2
300K 的环境热源之间，若热机从高温热
源吸取的 1000KJ 热量，求：
（1）热机中的工质按照卡诺循环工作时，对外输出的净功和循环的热效率各为多少
（2）若工质在
T
1
'
800K 时定温吸热， 在
T 2
'
350K
时定温放热， 在绝热膨胀和绝热压缩
过程中工质的熵各自增加 0.30kJ / K ，则对外输出的净功、实际循环的热效率，吸热和放 热过程引起的熵产以及由不可逆性所造成的总做功能力的损失各为多少
解：（ 1）1
T 2 1
300 70%
T 1 1000
W 0
Q 1 0.7 1000 700KJ
（ 2） '
350
56%
1
800
摩擦熵产： S g
S
g 1
S
g 2
0.3 0.3 0.6kJ / K
摩擦用损： E l
T 0 S g 300 0.6 180kJ 摩擦功损： W l T 2 S g
350 0.6 210kJ
循环功： W
1000 056 210 350KJ
循环热效率：
350 35%
1000
放热量： Q 2
1000 350 650kJ
温差吸热用损： E l
300 1000 ( 1
1 ) 75kJ 800 1000
S g 3 1000 ( 1 1 0.25kJ / K 温差吸热熵产： 800
)
1000 温差放热用损：
E l
300 650 ( 1 1 ) 93kJ
1 300 1 350 温差吸热熵产：
S g 3 650 ( ) 0.31kJ / K
300 350
总熵产： S g
S
g1
S
g 2
S
g 3
S
g 4
1.16kJ / K
做功能力的损失： E l T 0 S g 300 1.16 348 kJ 。