年《工程热力学》期中考试习题
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
《工程热力学》阶段练习题
工程热力学阶段练习题一、是非题1、对处于非平衡态的系统，各强度参数是不可能确定的（），各广延参数也是不可能确定的（）。
2、容器中气体压力不变，则压力表上的读数就一定不会改变（）。
3、温度高的物体比温度低的物体拥有更多热量（）。
4、不可逆过程是指工质不能恢复原来状态的过程（）。
5、只要不存在任何性质的耗散效应，就一定不会产生能量不可逆损耗（）。
6、气体克服外界环境压力而膨胀,其容积变化dv,则膨胀功W=p sur dv（）。
二、判断下列过程是否可逆，并说明理由。
(1)一定质量的空气在无摩擦、不导热的气缸和活塞中被缓慢压缩。
(2)100℃的蒸汽流与25℃的水绝热混合。
(3)在水冷摩托发动机汽缸中的燃气被活塞迅速移动而膨胀。
(4)汽缸中充有水，水上面有无摩擦的活塞，缓慢地对水加热使之蒸发。
三、下列两种情况系统是否做功？(1)将容器分成两部分，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板，若突然抽去隔板，气体是否做功？(2)设真空部分装有很多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去下一块，问气体（系统）是否做功？四计算题1、如右下图，一圆筒容器，表A的读数为360kpa，表B的读数为170kpa，左室压力高于右室压力，大气压力为101.3kpa，求：(1) 真空室及左右室的绝对压力。
(2.3KPA、362.3KPA、1923KPA)(2) 表C的读数。
(190KPA)2证明题如左上图，若某种气体的状态方程式为PV=RT,现取质量为1kg的该种气体分别做两次循环，如图中循环1-2-3-1和循环4-5-6-4所示。
设过程1-2和过程4-5中温度T不变，都等于Ta，过程2-3和5-6中压力不变，过程3-1和6-4中容积不变。
又设状态3和状态6温度相等，都等于T b。
试证明两个循环中1kg气体对外界所做的循环功相等2、汽缸内的气体由容积0.4m3可逆压缩到0.1m3，其内部压力和容积的关系式为p=0.3V+0.04,式中，p的单位是Mpa，V的单位是m3，求： (1) 气缸做功量；(-34.5KJ) (2) 若活塞与气缸间的摩擦力为1000N，活塞面积为0.2m2，实际耗功为多少？(-36KJ)填空题1、气体常数R与气体种类关，与状态关。
(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》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
工程热力学期中测试和答案解析
工程热力学期中测试一、填空题（每题6分，共30分）1、热力学中常用的状态参数有（至少列举4个）。
2、若已知工质的表压力为0.07MPa，当地大气压为0.1mpa。
则工质的绝对压力为。
3、某工质在某过程中内能增加15KJ，对外作功30KJ，则此过程中工质与外界交换热量为。
4、稳定流动能量方程为，应用在换热器中，可表示为。
5、卡诺循环是由两个和两个过程所构成，其热效率表达式。
二、简答题（每题10分，共30分）1、热量与功量有什么相同特征，区别是什么？2、说明定压过程的过程方程式、在p-v图和T-s图上的表示、状态参数关系式和过程功量和热量。
3、简单描述热力学第二定律和第二类永动机。
三、计算题（每题20分，共40分）1、有一台空气涡轮机，它所应用的压缩空气的焓为310KJ/kg，而排出空气的焓为220 KJ/kg。
若空气的流动为稳定流动过程，且进、出口处的流动动能及重力位能的变化不大，试求涡轮机的轴功。
2、有一气缸，其中氮气的压力为0.15MPa、温度为300K。
如果按两种不同的过程变化：（1）在定压下温度变化到500K；（2）在定温下压力下降到0.1MPa，然后在定容下变化到0.15MPa及500K。
设比热容为定值，试求两种过程中热力学能和熵的变化以及从外界吸收的热量。
（3）在p-v图上表示出上述两题中的热力过程。
（对于氮气，R g=0.2968kJ/kg*K，c v0=0.741 kJ/kg*K）答案一填空题1、p v T u h s2、0.17MPa3、45KJ4、q=h2-h15、定温绝热二简答题1、相同点：都是系统和外界通过边界传递的能量。
不同点：热量是物体间通过紊乱的分子运动发生相互作用而传递的能量；而功则是物体间通过有规则的微观运动或宏观运动发生相互作用而传递的能量。
2、略3、开尔文-普朗克说法：不可能制造一种循环工作的机器，其作用只是从单一热源吸热并全部转变为功。
第二类永动机：如果能够从单一热源吸热并将热全部转变成功，，则可以将储存于大气等环境中的热量转换成功，构成了第二类永动机。
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。
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2013-2014年《工程热力学》期中考试题
一、选择题(每小题2分，共20分)
（1)平衡态是指当不存在外部影响( )
a.系统内部状态永远不变状态b．系统内部改变较小
c．系统内部状态参数不随时间而改变d．系统内部状态不发生改变
(2)单元系统平衡态时各点的状态参数( )
a.必定是均匀一致的b．必定是接近相等的
c．是在不断变化的d．不一定是均匀一致的
(3)“不可逆过程，就是工质不能恢复到原来状态的过程”的说法（）
a是错误的b．是正确的
c．不够严格 d. 无法判断
(4)可逆过程与准平衡过程的主要区别是( )
a．可逆过程比准平衡过程进行得快得多b．准平衡过程是进行得无限慢的过程c．可逆过程不但是内部平衡，而且与外界平衡d．可逆过程中工质可以恢复为初态
（5）准平衡过程是指（）的过程。
A. 弛豫时间很长
B. 不平衡势差无限小
C. 温差无限小
D. 压差无限小
(6)下列系统中与外界有功量交换的系统可能是( )
a绝热系统b．闭口系统
c孤立系统d．绝热系统或闭口系统
(7)有下列说法：
1)孤立系统内工质的状态变化不能发生变化
2)只要不存在任何性质的耗散效应．就一定不会产生能量不可逆损耗
3)经过一个不可逆过程后，工质再不能回复到原来的状态
4)质量相同的物体A和B，若T A＞T B，则物体A具有的热量较物体B多
其中错误的是( )。
a．1)，2)，3) b．2)，3), 4)
c．1)，2)，4) d．1)，3)，4)
(8)在T-s图上，任意一个逆向循环其( )
a.吸热大于放热b．吸热等于放热
c吸热小于放热d．吸热和放热关系不定
(9)理想气体的比热力学能和比焓( )
a. 是温度与压力的函数
b. 是压力的函数
c. 在初终态压力不同,温度相同时的变化值相同
d. 在初终态压力相同,温度不相同时的变化值相同
（10）q du pd δ=+v 适用于( )
a. 定压过程
b. 准平衡过程
c. 无耗散的准平衡过程
d. 理想气体的任意过程
二、填空题（每小题1分，共30分）
(1)流动工质进入开口系带入的能量有________，推动功为__________。
工质流出开口系时带出的能量为___ ____________，推动功为_____________。
(2)焓的定义式为__________________ ，单位是_____________。
(3)技术功t w ＝____________，可逆过程技术功t w ＝____________。
技术功与膨胀功的关系为________________，在同一p-v 图上表示出任意一可逆过程的w 和t w 。
(4)如下图所示，已知工质从状态A 沿路径A-C-B 变化到状态B 时，吸热84kJ ，对外作功32kJ 。
问 ①系统从A 经D 到B ，若对外做功10 kJ ，吸热量Q ADB ＝___________。
②系统从B 经中间任意过程返回A ，若外界对系统做功20kJ ，则Q BA ＝___________，其方向为________________。
③设U A ＝0，U D ＝42kJ ，则Q AD ＝______________，Q DB ＝______________。
(5)气体常数R g 与气体种类________关，与状态_________关。
通用气体常数R 与气体种类 __________关，与状态________关。
在SI 制中R 的数值是__________，单位________。
(6)质量热容c ．摩尔热容C m 与体积热容C ’之间的换算关系为____________。
(7)理想气体c p 及c V 值与气体种类_______关。
与温度________关。
它们的差值与气体种类_________关，与温度_________关。
它们的比值k 与气体种类________关，与温度_______。
(8)对于理想气体，,V p du c dT dh c dT ==，它们的适用条件分别是______________。
三、简述题（每小题5分，共30分）
1、简述热量的定义。
在热力系统中有绝热闭口系的定义，在开口系统中，由于有流体的进
出，就不可能有绝热开口系，该说法对否？分析之。
答：
2、什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？
答：
3、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空，如右图所示。
若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T、P、u、s、v）如何变化，并简述为什么。
自由膨胀
答：
4、简述功和热量的主要共同特征。
答：
5、如图所示T－s图上理想气体任意可逆过程1－2的热量如何表示？热力学能变化量、焓变化量如何表示？若过程1－2是不可逆的，上述各量是否相同？(请在图上简明标出)
T
s
答：
6、在p-v图及T-s图上，分别画出当空气的n=1.1时的膨胀过程1→2和当空气的n=1.55时
的压缩过程1→3，确定过程1→2和1→3中功和热量的正负号，并比较初终态热力学能U2
和U3的大小。
（空气k=1.4）
答：
四、证明题（共10分，每小题5分）
（1）试证明理想气体定熵过程的过程方程式是pv k =c .其中k=c p /c V ，k 和c 均为常数。
答：
（2）理想气体多变过程的多变比热容,1
n V n k c c n n -=-为多变指数 答：
五、（10分）
一容积为0.3m 3的储气罐内装初压p 1=0.5MPa ，初温t 1=270C 的氮气（N 2）。
若对罐加热，温度、压力升高。
储气罐上装有压力控制阀，当压力超过0.8MPa 时，阀门便自动打开，放走氮气，即储气罐维持最大压力为0.8MPa 。
问当罐内氮气温度为3060C 时，对罐内氮气共加入多少热量？设氮气比热容为定值。
答：。