热物理过程数值模拟考试题(2009冉)
工程热物理期末试题答案
工程热物理期末试题答案一、选择题1. 工程热力学中，下列哪个参数是描述系统状态的强度量？A. 焓B. 熵C. 内能D. 体积答案：B. 熵2. 在稳态导热过程中，傅里叶定律表达式中的比例系数是：A. 热导率B. 热扩散率C. 热容率D. 热阻答案：A. 热导率3. 下列关于热传递的描述，哪项是错误的？A. 热传导是分子运动的结果B. 对流是流体运动的结果C. 辐射不需要介质D. 热对流是分子运动的结果答案：D. 热对流是分子运动的结果4. 卡诺循环的效率只取决于：A. 工作物质的性质B. 循环的温度水平C. 循环的工质量D. 循环的压力水平答案：B. 循环的温度水平5. 在理想气体定律 pV=nRT 中，R 是：A. 气体常数B. 普朗克常数C. 热力学温度D. 绝对温度答案：A. 气体常数二、填空题1. 在热力学中，一个系统的内能变化量等于它与环境交换的________和________的总和。
答案：热量；功2. 热力学第一定律的数学表达式是________，它表明了能量守恒的原则。
答案：ΔU = Q - W3. 湿空气的湿度可以通过________和________两个参数来描述。
答案：干球温度；湿球温度4. 在热交换器设计中，常用的效能-NTU 方法是基于________和________的组合。
答案：效能；数量传递单位三、简答题1. 请简述热传递的三种基本方式及其特点。
答：热传递的三种基本方式包括热传导、对流和辐射。
热传导是通过物质内部微观粒子的相互作用而发生的热能传递，不需要物质的整体运动，主要发生在固体中。
对流是由于流体（气体或液体）的宏观运动而引起的热能传递，可以迅速传递大量热量。
辐射是物体由于温度而发出的电磁波（主要是红外波段），不需要介质即可进行热能传递。
2. 说明卡诺定理的基本内容及其对热机效率的意义。
答：卡诺定理指出，所有工作在相同高温热源和低温热汇之间的热机，其效率都不能超过可逆卡诺循环的效率。
九年级物理热力学综合计算题(有答案)
热力学综合计算题一、计算题1.利用燃烧酒精给水加热，使质量为2kg的水温度升高30℃．c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3.0×107J/kg。
（1）求水吸收的热量是多少J？（2）若完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧多少kg的酒精？2.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，气缸容积为150mL；满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，求：（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（2）该汽油机的效率。
3.下表是同悦小轿车的一些技术参数。
其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。
空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。
汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J.当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。
请你计算发动机在最大功率工作时（1）1min内做的有用功。
（2）做功一次消耗汽油的质量。
（3）发动机的效率。
4.图示是李华家新装的天然气热水器，其铭牌如表所示。
国家规定能效等级为2级的热水器，其热效率值不低于88%。
李华想通过洗澡来估测一下这款燃气热水器的能效等级是否达标，于是他将燃气热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为6kg/min，洗澡用时15min，洗澡前后查看燃气表上显示的余气量分别为165.5m3和165.3m3。
已知进入热水器的冷水温度为5℃[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3]，求：（1）求消耗的天然气完全燃烧放出的热量；（2）通过计算判定该款热水器能效等级是否达标；（3）该款热水器的额定产热水能力是指每分钟最多让12kg的水升高25℃。
物理学热学期末考试试题（部分有答案）
物理学热学期末考试试题（部分有答案）2018级电子信息工程学院物理学热学期末考试试题本试卷共100分，考试时间60分钟一、填空题（每空1分，共计21分）1.建立一种经验温标，需要选择（测温物质）；规定（测温属性）；规定（固定标准点），统称温标的三要素。
2.卡诺定理的重要意义在于，深刻而简明的指出了两个高低热源的（温差）是热动力的决定因素，提高热机效率的主要途径是（升高高温热源的温度和降低低温热源的温度）。
3.分子运动论的三个特点是（1）（）；（2）（）；（3）（）。
4.两种不同种类的理想气体分子都遵从麦克斯韦速率分布律，假如他们的平均速率相同，他们的最概然速率必然（相）同，他们的方均根速率必然（相）同，两种气体分子的平均平动动能必然（不）同。
5.从分子运动论的观点来看，热力学第二定律也是一种统计规律，它表明在（孤立）系统内发生的过程，其方向总是由（无规则运动几率小）的宏观状态向（无规则运动几率大）的宏观状态进行。
6.1mol 气体的范德瓦尔斯方程为（RT b V Va v P =-+))((22）；其中（)b V -（）表示气体所占的空间，b 是（mol 1气体的所有分子所占的体积）。
7.液体表面张力系数的大小，主要由（液体本身）决定，还与相邻的物质种类有关，并随液体的（温度升高）而减小，还与液体所含杂质有关。
二、计算题（一共5题，共计66分）1.今有摄氏温标的水银温度计，在水的冰点是水银柱长mm X 0.401=，在水的汽点是，水银柱长mm X 160.02=。
问：（1）水银柱长为80mm 时相应的温度是多少？（2）温度为50℃时水银柱长为多少？解：根据线性关系有：b at l +=，将（40，0），（160，100）带入解得：402.1402.1+=??==t l b a （1）将80=l 带入解得：3100=t ℃ （2）将50=t 带入解得：100=l 综上所述：当水银柱高为80mm 时，温度为：3100=t ℃；当温度为50℃时，水银柱长度为：100mm 。
热物理过程数值模拟
热物理过程数值模拟热物理过程的数值模拟是一种重要的研究方法，可以通过计算机模拟的方式对热传导、热辐射、热扩散等过程进行分析和预测。
它在材料科学、能源工程、气象学等领域有着广泛的应用。
本文将讨论热物理过程数值模拟的原理和方法，并通过实例说明其在热传导和热辐射过程中的应用。
首先，我们来介绍一下热物理过程数值模拟的基本原理。
热物理过程的数值模拟是通过建立数学模型，利用数值方法对热传导、热辐射等过程进行求解。
这些数学模型基于热物理学的基本原理和方程，通过离散化和数值逼近的方法将连续的物理过程转化为离散的数学问题。
然后，通过计算机进行数值计算，得到物理过程的数值解，从而了解其变化规律和特性。
对于热传导过程的数值模拟，我们以传热器的热传导问题为例进行说明。
传热器是一种用于将热能从一种介质传递到另一种介质的设备，其热传导过程可以通过热传导方程描述。
热传导方程是一个二阶偏微分方程，可以通过数值方法进行求解。
一种常用的数值方法是有限差分法，它将空间和时间离散化，将偏微分方程转化为代数方程。
通过迭代求解代数方程，得到热传导过程的数值解，从而得到传热器的温度分布和热传导速率。
对于热辐射过程的数值模拟，我们以太阳辐射对地球的传输问题为例进行说明。
太阳辐射是地球能量平衡中重要的组成部分，其传输过程可以通过辐射传输方程描述。
辐射传输方程是一个积分方程，可以通过数值方法进行求解。
一种常用的数值方法是辐射传输模型，它将大气层划分为多个离散层，将积分方程转化为代数方程组。
通过迭代求解代数方程组，得到太阳辐射在大气层的传输过程，从而得到地球的日辐射量和夜间辐射量。
总的来说，热物理过程的数值模拟是一种重要的研究方法，可以通过计算机模拟的方式对热传导、热辐射等过程进行分析和预测。
它在材料科学、能源工程、气象学等领域有着广泛的应用。
通过建立数学模型和使用数值方法，可以得到热物理过程的数值解，从而了解其变化规律和特性。
因此，热物理过程的数值模拟对于推动科学研究和解决实际问题有着重要的意义。
动力工程及工程热物理考试真题及答案
选择题：
在内燃机中，将燃料的化学能转化为机械能的主要过程发生在哪个部分？
A. 进气系统
B. 燃烧室（正确答案）
C. 排气系统
D. 冷却系统
下列哪种热传递方式在固体中最为常见且效果显著？
A. 对流
B. 辐射
C. 传导（正确答案）
D. 蒸发
汽轮机的工作原理主要基于哪种物理现象？
A. 蒸汽的压缩与膨胀（正确答案）
B. 水的电解
C. 磁场的相互作用
D. 声音的振动
在热力学第一定律中，下列哪个概念表示系统内部能量的变化？
A. 功
B. 热
C. 内能（正确答案）
D. 熵
下列哪种设备是利用热力学第二定律原理工作的？
A. 发电机
B. 制冷机（正确答案）
C. 变压器
D. 电动机
在工程热物理中，研究热量传递过程的学科被称为？
A. 热力学
B. 热传递学（正确答案）
C. 动力学
D. 流体力学
下列哪种流体的流动状态对于换热器的效率影响最大？
A. 层流（正确答案）
B. 湍流
C. 潜流
D. 明渠流
在动力工程中，提高燃烧效率的主要方法不包括？
A. 增加燃料与空气的混合程度
B. 提高燃烧室的温度
C. 减少燃料的湿度（正确答案，通常增加湿度不是提高燃烧效率的方法）
D. 优化燃烧室的几何形状
下列哪个参数是描述流体流动时阻力大小的重要指标？
A. 流速
B. 流量
C. 压力损失（正确答案）
D. 密度。
工程热物理专业考试题库
工程热物理专业考试题库一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔU = Q - WC. ΔH = Q + WD. ΔH = Q - W2. 在理想气体的等压过程中，下列哪个量是恒定的？A. 温度B. 体积C. 内能D. 焓3. 以下哪个是热传导的基本原理？A. 热辐射B. 热对流C. 热传导D. 热交换4. 根据热力学第二定律，下列哪个说法是正确的？A. 热量可以自发地从低温物体传向高温物体B. 热量不能自发地从低温物体传向高温物体C. 热量总是从高温物体传向低温物体D. 热量的传递方向与温度无关5. 以下哪种换热器的工作原理是基于热对流？A. 壳管式换热器B. 板式换热器C. 热管换热器D. 空气预热器二、简答题6. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
7. 解释什么是熵，并简述熵增原理。
8. 描述理想气体的三个基本假设，并解释它们对理想气体状态方程的影响。
9. 什么是热机效率？请给出热机效率的计算公式。
10. 简述热传导、热对流和热辐射三种基本的热传递方式。
三、计算题11. 已知理想气体在等压过程中，气体的初始温度为T1 = 300 K，最终温度为T2 = 600 K，气体的摩尔质量为M = 0.029 kg/mol，求该过程中气体所做的功。
12. 一个封闭容器内装有1 kg的理想气体，初始状态为P1 = 1 atm，V1 = 1 m³。
当气体经历一个绝热过程，最终状态为P2 = 2 atm，求气体的最终体积V2。
13. 一个换热器中，热水和冷水通过换热器进行热量交换。
已知热水的初始温度为80°C，流量为5 kg/s，冷水的初始温度为20°C，流量也为5 kg/s。
如果换热器的效率为80%，求热水和冷水在换热器出口的温度。
14. 一个热机的热源温度为T1 = 1200 K，冷源温度为T2 = 300 K，求该热机的理论最大效率。
09年工热真题
一、简答题（每题5分，共50分）1. 平衡态是经典热力学的基础，简单可压缩系实现平衡态的条件是什么？2. 在p 、v 、h 、s 、w 、w t 、q 、c p 中哪些是状态量？哪些是过程量？3. 一可逆过程中参数的变化关系为p=4/（v-0.015）kPa ，比体积单位为m 3/kg 。
当压力由0.2kPa 变化到0.5kPa 时，过程的技术功为多少？4. 试写出闭口系统能量方程式，并写出将其应用于理想气体等温过程时的简化形式；写出稳定流动系统的能量方程，并写出将其应用于锅炉时该能量方程简化形式。
5. 冬天给密封不严的房间加热，空气温度从10℃升到22℃，整个房间内空气的热力学能变化为多少？[空气的R g =0.287kJ/(kg ·K)，c p = 1.004kJ/(kg ·K)]第6题图 第7题图6. 容器被分隔成A 、B 两室，如右图所示。
当地大气压p=0.1013MPa 。
实验测量得压力表1的读数p e,1=0.294MPa ，B 室压力表2的读数p e,2=0.04MPa ，压力表3的读数p e,3=0.38MPa,分析判断这组测量数据是否正确，并说明理由。
7. 在湿空气的焓湿图（h-d ）上，画出湿空气冷却除湿过程（画在答题纸上）。
8. 压力0.5MPa ，温度400K 的空气进入渐缩喷管，射向背压0.3MPa 的环境。
此时能否得到超声速气流？出口流速有多大？[空气的R g =0.287kJ/(kg ·K)，c p = 1.004kJ/(kg ·K)] 9. 1kg 水定压下放热，温度从95℃降到30℃，放出热量中的可用能有多少？[水的c p =4.187kJ/(kg ·K)，环境温度为300K]10. 画出燃气轮机定压加热理想循环（布雷诺循环）的T-s 图，并说明提高循环热效率的方法或措施。
二、证明与作图题（每题10分，共30分）1 理想气体分别作两个循环，如右图中循环1-2-3-1和循环4-5-6-4所示。
工程热物理考试试题
工程热物理考试试题一、选择题1. 下列物质中，哪一种是导体？A. 纯净水B. 空气C. 铜D. 玻璃2. 哈氏合金的主要成分是？A. 铁B. 镍C. 铝D. 铜3. 在热力学第一定律中，对一个系统做功时的能量守恒表达式是？A. △U = Q + WB. △U = Q - WC. △U = WD. △U = Q4. 开尔文温度标度绝对零度对应的温度是多少？A. 0°CB. 100°CC. -273.15°CD. 273.15°C5. 以下哪个量是用来描述热量传递效率的参数？A. 热容量B. 热传导率C. 热膨胀系数D. 热功率二、填空题1. 在燃烧过程中，烟气中的主要成分是__________。
2. 热量传递的三种方式分别是__________________。
3. 理想气体热力学过程中，恒容过程中气体内能的变化是__________。
4. 某热容量为C的物质，其焓的变化量为ΔH，温度变化ΔT，则该物质所吸收的热量为_____________。
5. 第一类气体的绝热过程中，压强与温度之比等于__________。
三、简答题1. 什么是导热系数？如何计算导热系数？2. 请简要描述热力学第二定律的内容及其适用条件。
3. 什么是开尔文-普朗克公式？它和热辐射强度有什么关系？4. 对于理想气体的绝热过程，如何确定过程中气体的状态方程？5. 请描述一下温度计的工作原理及其与热力学的关系。
四、计算题1. 一根铜棒，长为2m，横截面积为0.01m²，末端A与炉体接触，受到16595J的热量，铜棒的热膨胀系数为1.7×10⁻⁵/°C，求铜棒的末端B的温升。
2. 一个多级热传导问题，热源温度为400K，热量传导系数为0.8W/m·K，两个金属板之间的距离为0.1m，第一个金属板的厚度为0.02m，第二个金属板的厚度为0.04m，求第一个金属板与第二个金属板之间的温度差。
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《热物理过程数值模拟》考试题
一、名词解释 1、差分方程的截差 2、差分格式的稳定性
3、时间项差分的C-N 格式 二、问答题
1、试简要分析为什么要对源项进行线性化处理？
2、试问区域离散化方法有哪几种？它们的异同如何？
3、何为双向坐标？在什么情况下可转换为单向坐标？ 三、理论推导
1、如图1所示的一维导热问题，给定
边界
热条件，请采用控制容积积分法确定边界节点B 的温度的离散方程。
2、如图2所示的二维导热问题，采用离散化方法B 求第二类边界条件下的边界节点w 和中心节点p 的温度方程。
四、试对如下源项线性化处理方式进行评价。
（1）S=3+7t
7
,3==p c S S 0
,73*
=+=p p c S t S ① ② ③ 2
,93*
-=+=p p c S t S f
t ,α
x
图1
图2
A B w
q B ·N P
E
S
ω Δy
ωωωδδδ)()(,0x x x ==+
-
1、 研究传热问题基本都可用二元二阶线性偏微分方程表达出来，如： ，这里， ，a 、b 、c 、d 、e 、f 、是x 、y 的函数。
试描述该控制方程求解域内任一点控制方程可能存在的类型，并简要分析各控制方程类型之差异性。
(15分)
2、 试证明控制微分方程 扩散项采用中心差分格式进行离散能保持其迁移特
性之本质（可考虑成常物性、均匀网格）。
（15分）
3、 对于一个双层平板（P 平板与E 平板）的一维导热问题，
如图1所示。
P 平板为λP 材料组成，E 平板为λE 材料组成，试简要分析确定合理的P 、E 板界面导热系数的求取方法及表达式。
（15分）
① （2）S=5-4t 4
,5-==p c S S 0,45*=-=p p c S t S 11
,75*-=+=p p c S t S ② ③
354t S -=0
,543
*=-=p p c S t S 2
*5,4p
p c t S S -==（3）
① ② ③
2
*3*25,204p
p p c t S t S -=+=),(y x g f e d c b a y x yy xy xx =+++++φφφφφφ,/,/,/22y x x y xx x ∂∂=∂∂=∂∂=φφφφφφy x y xy yy
∂∂∂=∂∂=/,/222φφφφx
e x )(
图1 P/E 双层平板示意。