工程热力学题[1]
工程热力学1(答案)
南昌大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题（答案及评分标准）报考专业：______________________ 考试科目：工程热力学 ( )一、判断题（每题2分，共20分。
正确的打“√”，错误的打“×”）1. 水蒸气在定温过程中温度不变,则其热力学能也不变。
（×）2. 熵增加的过程即为不可逆过程。
（×）3. 不存在400℃的液态水。
（√）4. 湿空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的含量就越大。
（×）5. 经不可逆循环，系统与外界均无法恢复原状态。
（×）6. 理想气体只有取定比热容，才能满足迈耶公式。
（×）7. 闭口绝热系的熵不可能减少。
（√）8. 一切不可逆循环的热效率。
（×）9. 若收缩喷管进口截面参数不变，背压提高，则喷管流量下降。
（×）10. 从热力学角度看，用电加热取暖比用煤燃烧取暖合理，因煤的不完全燃烧会带来损失，而电能可100％地转变为热量。
（×）二、选择题（每题3分，共30分。
每个题目只有一个选项最符合题意，请将其序号填在括号内）1. 闭口系统经历一可逆变化过程，系统与外界交换功量10KJ，热量-10KJ，则系统熵变。
（ B ）A．大于0 B. 小于0 C.等于0 D.无法确定2. 可逆过程一定是（ D ）A．非平衡过程 B. 存在着损耗的准静态过程C. 等温传热过程D. 准静态过程3. 质量不可能改变的系统是( A )A．闭口系统 B. 开口系统 C. 绝热系统 D.以上全部是4. 在保温良好，门窗密闭的房间内，启动一台打开门的冰箱，经过一段时间运行，则室温将（B）A．降低 B. 升高 C. 不变 D. 不确定5. 在不可逆过程中，系统的熵（D）A．增大 B. 减少 C. 不变 D.不确定6. 适用于（B）A. 理想气体、闭口系统、可逆过程B. 理想气体、定比热容、闭口系统、可逆过程C. 任意气体、闭口系统、任意过程D. 任意气体、定比热容、闭口系统、可逆过程7. 湿空气加热，从状态1变化到状态2，其相对湿度（C）A． B. C. D.8. 某理想气体自状态1经历可逆多变过程到达状态2，其温度下降、熵增大，则气体（B）A. 压力升高、比体积增大、对外做正功、多变指数n为正；B. 压力降低、比体积增大、对外做正功、多变指数n为正；C. 压力降低、比体积减小、对外做负功、多变指数n为正；；D. 压力升高、比体积减小、对外做负功、多变指数n为负；9. 未饱和湿空气是指（A）A. 湿空气中水蒸气的分压力小于与干球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气；B. 湿空气中水蒸气的分压力小于与湿球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气；C. 湿空气的压力达到与干球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气；D. 湿空气的压力小于与湿球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气。
工程热力学试题及答案
1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。
( × )2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（ × ）3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。
（ × )4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为k k p p T T 11212-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= （ √ ）5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。
（ √ ）6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的. ( × ）7．对于过热水蒸气，干度1>x ( × )8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大,但最多增大到临界流量。
( √ ）9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 （ × ）10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。
（ × )二．选择题 (10分）1．如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ,则（ B ）。
(A ）违反热力学第一定律； （B) 违反热力学第二定律； （C ） 不违反第一、第二定律;（D ） A 和B.2．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小段，其流速、流量变化为（ A ）.（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3．系统在可逆过程中与外界传递的热量,其数值大小取决于(A )。
（A ） 系统的初、终态; （B ） 系统所经历的过程；(C ） （A ）和(B ）； ( D ） 系统的熵变。
4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（ A ）.（A)全部水变成水蒸汽 （B ）部分水变成水蒸汽（C)部分或全部水变成水蒸汽 （D ）不能确定5．（ C ）过程是可逆过程。
工程热力学习题(1)
3.门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在 运行，若敞开冰箱的大门就有一股凉气 扑面，感到凉爽。于是有人想通过敞开 冰箱大门达到降低室内温度的目的，请 问这种方法可行吗？在门窗紧闭的房间 内安装空调后能使房间温度降低，这又 是为什么呢？
答：门窗紧闭的房间视为与外界没有热 量交换，可看作是绝热闭口系。当系统 内部电冰箱运转时，有电功输入系统， 即W为负值。因此按照闭口系能量方程 有：
0UW
因此，△U为正值，即温度升高，不能 达到降温的目的。
房间内安装空调器后，虽然门窗仍然紧
闭，但是由于空调器安装在窗上，通过 边界向大气环境散热，此时的房间不再 是绝热的，而是向外界放热，所以Q为负 值。室内空调器仍旧有电功W输入系统， W为负值。
由闭口系能量方程:
QUW UQW
由于Q的绝对值大于W的绝对值，所以 △U＜0，即空气温度降低。
方程Q=△U+W，这里Q=0，W=0，
所以△U=0。即：
UAUB0
m A c V T T A m B c V T T B 0
p R AV A A TTTAp R BV B B TTTB0
TTATBpAV pA AV TB A ppB BV VB BTA
p mR m T A m B R T p A V A p B V B
答：由热力学第一定律：Q=△U+w,因为 刚性容器绝热，所以Q=0，空气自由膨 胀不作功，即w=0，因此，△U=0，即空 气的热力学能保持不变。
若隔板上开有一个小孔，取B为热力系 2 f2 g2 zm ou th 1 c 2 2 f1 g1 z m in W i
(3)第一种情况是不可逆过程，所以从初 态变化到终态不能在p-v图上表示；第二 种情况是准平衡过程，所以可以用实线 在p-v图上表示。
武汉大学工程热力学复习题1
工程热力学复习题第一部分 选择题001.绝对压力为P ，表压力为P g 真空为P v ，大气压力为P b ，根据定义应有A ．P ＝P b - P vB ．P ＝P b - P gC ．P ＝P v -P bD ．P ＝P g - P b002.若过程中工质的状态随时都无限接近平衡状态，则此过程可属于A ．平衡过程B ．静态过程C ．可逆过程D ．准平衡过程003.有一过程，如使热力系从其终态沿原路径反向进行恢复至其初态，且消除了正向过程给外界留下全部影响，则此过程属于A ．平衡过程B ．准静态过程C ．可逆过程D ．不可逆过程004.物理量 属于过程量。
A ．压力B ．温度C ．内能D ．膨胀功005.状态参数等同于A ．表征物理性质的物理量B ．循环积分为零的物理量C ．只与工质状态有关的物理量D ．变化量只与初终态有关的物理量006.热能转变为功的根本途径是依靠A ．工质的吸热B ．工质的膨胀C ．工质的放热D ．工质的压缩007.可逆循环在T －s 面上所围的面积表示A ．循环的吸热量B ．循环的放热量C ．循环的净功量D ．循环的净热量008.热力系储存能包括有A ．内能B ．宏观动能C ．重力位能D ．推动功009.只与温度有关的物质内部的微观能量是A ．内能B ．内热量C ．内位能D ．内动能010.构成技术功的三项能量是宏观动能增量，重力位能增量和A ．内功B ．推动功C ．膨胀功D ．压缩功011.如图所示，工质在可逆过程1～2中所完成的技术功可以可用面积A ．e+dB ．a+bC ．a+eD ．b+d012.技术功W t 与膨胀功W 的关系为A ．w t ＝w+ p 1v 1- p 2v 2.B ．w t ＝w+ p 2v 2- p 1v 1-C ．w t ＝ w+ p 1v 1D ．w t ＝ w+ p 2v 2013.当比热不能当作定值时，理想气体的定压比热A ．C p ＝p T u ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂B ．C p ＝p T h ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C ．C p ＝dT duD ．C p ＝dTdh 014..理想气体的定容比热C v 与比热比κ，气体常量R 的关系为C vA ． 1+κRB ．1-κκRC ．1-κRD ．1+κκR016. 利用平均比热表计算理想气体焓变的公式为A ．21t pm t c (t 2-t 1)B ．()dt et bt a ⎰++2C ．(20t pm c -10t m C )(t 2-t 1)D ．20t pm c t 2- 10t pm c t 1017.理想气体任何过程的内能变化量，如比热不能当作定值，应该是A ．Δu =21T v T c dT ⎰ B ．Δu =21T p T c dT ⎰ C ．Δu=C v (T 2-T 1) D ．Δu=C p (T 2-T 1)018.同一理想气体分别经可逆和不可逆过程实现相同的温度变化，则Δu 12（可逆）A ．大于Δu 12（不可逆）B ．小于Δu 12（不可逆）C ．等于Δu 12（不可逆）D ．可以大于也可以小于Δu 12（不可逆） 019.理想气体不可逆过程中熵变化量A ．无法计算B ．大于相同初终态可逆过程的熵变量C ．可以用Δs ＝ ⎰T qD ．可以用Δs ＝⎰T q020.在T －s 图上，理想气体定容线的斜率等于 A ．R T B ．v c T C ．s T D ．R T k )1(- 021.理想气体定温过程的热量q 等于A ．c n ΔTB ．w tC ．T ΔsD ．w 022.理想气体可逆绝热过程中，焓变化Δh 等于A ．1-k kR （T 2－T 1） B ． c v （T 2－T 1） C ．－⎰21pdv D ．⎰21vdp 023.理想气体多变过程内能变化Δu 等于A ．c n ΔTB ．c v ΔTC ．c p ΔTD ．R ΔT024.理想气体多变过程的膨胀功w 等于A ．1-n R (T 1-T 2) B ．1-n R (T 2-T 1) C ． 1-n nR (T 1-T 2) D ．1-n nR (T 2-T 1) 025. 多热源可逆循环工质的最高温度为T 1，最低温度为T 2，平均吸热为1T ，平均放热温度为2T ，则其循环热效率为A ．1-12T TB ．1－12T TC ．1- 2211T T T T --D ．1- 1122T T T T --026. 对于可逆循环，⎰T q δA ．>0B ．=0C ．<0D ．＝⎰ds 027.不可逆循环的⎰T q δA ．>0B ．=0C ．<0D ．≤0 028. 自然过程A ．都是使能量品质下降的过程B ．都是非自发过程C ．都是自发过程D ．都是不可逆过程029.理想气体经可逆定容过程从T 1升高到T 2，其平均吸热温度12T ＝ ........A ．(T 2-T 1)/ln 12T TB ．C v (T 2-T 1)/ln 12T T C ．(T 2-T 1)/ C v ln 12T T D ．221T T + 030.1～A ～2为不可逆过程，1～B ～2为可逆过程，则A ．⎰21A T q δ>⎰21B Tq δ B ．⎰21A T q δ=⎰21B T q δ C ．⎰21A T q δ<⎰21B T q δ D ．⎰21A ds ＝ ⎰21B ds 031.热从高温物体传向低温物体属于A ．可逆过程B ．不可逆过程C ．自然过程D ．自发过程032.自然现象的进行属于A ． 可逆过程B ．不可逆过程C ．具有方向性过程D ．自发过程033.热力学第二定律揭示了A ．实现热功转换的条件B ．自发过程的方向性C ．能量总量的守恒性D ．能量自发地贬质性034.能量质变规律指出A ．自发过程都使能量的品质降低B ．凡是能质升级的过程都不能自发地进行C ．非自发过程的补偿过程一定是能质降低的过程D ．孤立系统的熵如有变化，将使能质降低035.克劳休斯关于热力学第二定律的表述说明A ．热不能从低温物体传向高温物体B ．热只能从高温物体传向低温物体C ．热从低温物体传向高温物体需要补偿条件D ．热只能自发地从高温物体传向低温物体036.对卡诺循环的分析可得到的结论有:A ．提高高温热源温度降低低温热源温度可提高热效率B ．单热源热机是不可能实现的C ．在相同温限下，一切不可逆循环的热效率都低于可逆循环D ．在相同温限下，一切可逆循环的热效率均相同037.卡诺循环是A ． 由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环B ．热效率最高的循环C. 热源与冷源熵变之和为零的循环D ．输出功最大的循环038. A 是可逆机，B 是不可逆机。
工程热力学期末复习题(1)
1
s
2-3过程 ds
q
T
2
T
s不变
3-1过程 s
∴此循环气混合物，它们的 温度与压力分别相等，不随时间变化，试问汽水混合 物是否已处于平衡态？汽水混合物的各种参数是否到 处均匀？
答： 水和水蒸气压力相同，温度相等，均 不随时间变化，而且不受外界影响， 因此该汽水混合物已处于平衡态。
(1) 可逆过程或不可逆过程,取决于热源温度与水温 是否相等.若两者不等,则存在外部的传热不可逆 因素,便是不可逆过程. (2)对刚性容器的水作功,只可能是搅拌功,伴有摩擦 扰动,所以有内不可逆因素,为不可逆过程. (3)可逆过程或不可逆过程,取决于热源温度与空气 温度是否随时相等或随时保持无限小的温差.
29.不可逆过程可自发进行.
√
判断题
30. 孤立系的热力状态不能发生变化
×
31.湿空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的含量 × 就越大。 32.稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。 33. 工质在变截面管道中流动，管道的最小截面 即为临界截面 × ×
选择题
1.
A B C D
根据水蒸气的性质判断下列各种说法哪几点是 对的 水蒸气在定压汽化过程中温度不变 闭口热力系中，水蒸气的定温吸热量等于膨胀功 理想气体经不可逆绝热过程熵增大，而水蒸汽不 一定 温度高于临界温度的过热水蒸汽，经等温压缩过 程可以液化。
( )之比。 A.滞胀容积 B.有效吸气容积 C.活塞排气量 D.气缸总容积
答案：C
问答题
2.开尔文说法：不可能制造出从单一热源吸热，使
之全部转化成功而不留下其他任何变化的热力发 动机，但是理想气体等温膨胀过程热力学能(内能) 不发生变化，所以可以将所吸收的热能全部转化 为机械能，岂不违反了热力学第二定律？请解释
工程热力学概念复习题1 (1)
填空题：1.根据是否有能量传递和物质交换的情况，可以将热力系分为（）热力系和（）热力系。
2.热力系统与外界通过边界进行能量交换和（）交换，而能量交换又可分为（）交换和（）交换。
3.测得容器的表压力p e=75kPa，大气压力p a=0.098MPa，则容器内的绝对压力为（）kPa。
4.测得容器的真空度压力p v=75kPa，大气压力p a=0.098MPa，则容器内的绝对压力为（）kPa。
5.气体的温度为20℃，那么该系统内气体的热力学温度为( )K。
6.气体的温度为-20℃，那么该系统内气体的热力学温度为( )K。
7.理想气体在一热力过程中，其热力学能增加 50J ，同时外界对系统做功为 100J 。
则该热力系统传给外界的热量为 ( ) J 。
8.一稳定流动开口系，从外界吸收热量 500J ，开口系进出口焓差为 300J，则该热力系对外界所作的技术功为( )J。
9.熵可用来对热力过程进行热量分析，在热力过程中如果△s>0,说明该过程是（）的；如果△s< 0,说明该过程是（）的。
10.物体温度升高 1℃所需要吸收的热量称为该物体的（）11.物质由液态转变为气态的相变过程为汽化过程，通常分为（）和（）两种不同的形式。
12.物质由气态转变为液态的相变过程为（）。
13.湿蒸汽是（）和（）的混合物，未饱和湿空气是（）和（）的混合物，饱和湿空气是（）和（）的混合物。
14.当湿蒸汽的干度 x ＝ 0 时，工质全部为( )。
15.当湿蒸汽的干度 x ＝ 1 时，工质为 ( ) 状态。
16.相对湿度是湿空气的绝对湿度和同温度下饱和湿空气的绝对湿度之比。
相对湿度等于0时是（）；等于1时是（）。
17.含湿量d指1kg（）所带有水蒸气的质量。
18.四个基本热力过程，分别是（）过程，（）过程，（）过程，（）过程。
19.在定容过程中，气体吸热，温度（），压力（），熵（）。
20.在定压过程中，气体放热压缩外界对其做功，温度（），熵（）。
工程热力学习题集(含答案)
工程热力学习题集(含答案)2022秋季学期使用,工科学生。
1典型题解【答】闭口系是与外界无物质交换的系统。
开口系是与外界有物质交换的系统。
孤立系是与外界无任何相互作用的系统，即既没有物质交换也没有能量交换。
绝热密闭容器内的气体就可以看成是一个孤立系。
【例1.3】若容器中气体的绝对压力保持不变，压力比上的读数会改变吗？为什么？【答】会改变。
因为环境压力可能会发生改变。
【例1.4】有一用隔板分开的刚性容器，两边盛有压力不同的气体，为测量压力，共装有A、B、C压力表，如图1-5所示。
A表读数为4bar，B表读数为1.5bar，大气压力为1bar，求C表读数为多少？图1-5【解】依题意，有pg,B=pIpIIpg,C=pIpbpg,A=pIIpb解得pg,C=pg,A+pg,B=5.5MPapI=pg,C+pb=6.5MPap=p+p=5Mpag,AbII【例1.5】如图1-6所示的圆筒容器，表A的读数是360kPa，表B的读数是170kPa，表示室Ⅰ压力高于室Ⅱ的压力。
大气压力为1.013某105Pa。
试：(1)分析A、B、C是压力表还是真空表？(2)求真空室以及室Ⅰ和室Ⅱ的绝对压力；(3)表C的读数。
2022秋季学期使用,工科学生。
图1-6【解】依题意，有p0+99kPa=101.3kPa，故真空室压力为p0=2.3kPa。
另外有pg,A=pIp0pg,B=pIpIIp=ppII0g,C解得pg,C=pg,Apg,B=190kPapI=pg,A+p0=362.3kPap=p+p=192.3kpag,C0IIA、B、C均是压力表，而非真空表。
【例1.6】平卧的圆柱形容器内盛有某种气体(如图1-7)，其一端由一无摩擦的活塞密封，活塞后有弹簧使两侧保持力平衡。
在容器另一端缓慢加热，使容器内气体压力由p1=0.1013MPa慢慢升高到p2=0.3039MPa。
已知：弹簧的弹性模数Κ=1某10N/m，弹簧遵循虎克定律；活塞的截面积A=0.1m；当地大气压力为pb=0.1013MPa。
工程热力学习题课1
3. 绝热刚性容器，中间用隔板分为两部分，左边盛有空气， 右边为真空，抽掉隔板，空气将充满整个容器。 问： ⑴ 空气的热力学能如何变化？ ⑵ 空气是否作出了功？ ⑶ 能否在坐标图上表示此过程？为什么？ 答：（1）空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变。 （2）空气对外不做功。 （3）不能在坐标图上以实线表示此过程，因为不是准静态过 程。
2
n 1
得：
T2 60 273 ln T1 300 273 n 1 1 1.494 V1 1 ln ln V2 3 ln
由多变过程计算功公式： W m 故
Rg
1 Rg (T1 T2 ) 100 kJ n 1
W (n 1) 100(1.494 1) 0.1029kJ/( kg K) m(T1 T2 ) 2(573 333)
Rg
cp=cv· k=0.1666×1.6175=0.2695kJ/(kg· K)
解法2：根据热力学第一定律
Q U W 求得： U Q W 80kJ
U mcv T
c p cv Rg
由此求的cp，cv。
13
6. 容器中盛有温度为150 ℃的4 kg水和0.5 kg水蒸气。现对容器 加热，工质所得热量Q=4000 kJ。试求容器中工质热力学能的 变化和工质对外作的膨胀功。（设活塞上的作用力不变，活塞 和外界绝热，并与器壁无摩擦。）
2.求总熵变△S ：
例4.一刚性绝热容器由一隔板分为容积相等的A、B两部分，每一部分容积 为0.01m3。其中A是温度为40℃、压力为4bar的空气；B是温度为20℃，压力为 2bar的空气。当抽出隔板后，空气混合达到热力平衡，求混合过程中空气熵的变 化量。（忽略隔板体积）。
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一、判断
1、不可逆的热力过程是指工质经逆过程无法恢复到初始状态的过程。
（）
2、任何可逆过程都是准静态过程。
（）
3、循环的净功总等于循环的净热量。
（）
4、循环净功越大则循环的热效率越高。
（）
5、供热系数总大于1。
（）
6、绝热闭口系就是孤立系。
（）
7、表压力可以作为状态参数进行热力计算。
（）
8、工质经任何一种循环，其熵变为零。
（）
9、若密闭容器中气体的压力稳定不变，则安装在容器上的压力表的读数也不可能有变化。
（）
10、工质吸热后必膨胀。
（）
11、理想气体放热后温度必下降。
（）
12、工质膨胀时必须对其加热。
（）
13、工质可以边膨胀边放热。
（）
14、工质吸热后内能一定增加。
（）
15、对理想气体加热其温度一定升高。
（）
16、对工质加热其温度反而降低，这种情况不可能。
（）
17、温度界限相同的一切可逆热机的热效率都相等。
（）
18、一切不可逆热机的热效率总比可逆热机的小。
（）
19、熵增大的过程必为不可逆过程。
（）
20、不可逆过程的熵一定增大。
（）
21、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。
（）
22、如果从同一初始状态到同一终态有两条途径，一为可逆，另一为不可逆，则。
（）
S
∆不可逆>S
∆
可逆
23、绝热过程必是定熵过程。
（）
24、在相同的高温热源和低温热源间工作的一切可逆热机具有相同的热效率，与工质的性质无关。
（）
25、工质经过不可逆循环有⎰>0ds 。
（ ）
26、热力学第二定律指出：不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其他变化。
（ ）
27、已知湿蒸汽的温度和压力不能确定其他状态参数。
（ ）
28、压缩因子z ≦1。
（ ）
29、多变过程即任意过程。
（ ）
二、填空
1、工程热力学是研究 与 相互转换规律的一门学科。
2、工程热力学中常用的状态参数有
3、能量从一个物体传到另一个物体可有两种方式： 、 。
4、功和热量是 量，其大小可分别用 图和 图中图形的面积来表示，因此，工热中也称 图和 图。
5、闭口系统能量方程式： 。
6、稳定流动能量方程可写成 ，应用于换热器时可简化为 。
7、理想气体状态方程（对1 kg 气体）： 。
8、理想气体的p c 和V c 之间的关系为 、 。
9、气体常数g R 与气体的种类 关，它与摩尔气体常数R 的关系式 。
10、水的加热汽化过程在p －v 图和T －s 图上可归纳为三个区： 、 、 ，两条线： 、 。
11、卡诺循环由两个 过程和两个 过程组成，其热效率表达式为 。
12、绝热容器中间用隔板分开，两侧分别有1kgN 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T 2 T 1，S 2 S 1。
三、作图简答
1、据p －v 图，在T －s 图上画出可逆循环A （12341）和可逆循环B （12351），比较这两个循环热效率,t A η和,t B η的大小并简述理由。
2、如图所示，1－
2为理想气体的可逆绝热过程，试在T －s 图上用面积表示出膨胀功w 的大小。
3、在p －v 图上，过A 点画出理想气体的定容、定压、定温、定熵过程曲线，并画出满足：压缩、放热且升温的多变过程曲线。