工程热力学复习资料
绝热热力系:若热力系与外界之间无热量交换,则该热力系称为绝热热力系.
平衡状态：若热力系在不受外界的作用下，宏观性质不随时间变化而变化。
准静态过程：在热力过程中，热力系的宏观状态始终维持或接近平衡状态。
可逆过程：一个热力过程进行完了以后，如能使热力系沿相同的路径逆行而回复至原态，且相互作用中所涉及到的外界也回复到原态，而不留下任何痕迹。
稳定流动过程：在流动过程中，热力系内部及热力系界面上每一点的所有特性参数都不随时间而变化。
状态参数：用以描述热利系状态的某些宏观物理量称为热力系状态参数。
强度参数：与热利系的质量无关，且不可相加的状态参数。
热量：通过热力系以外的一切物质，统称外界。
压力：单位面积上所受到的指向受力面的垂直作用力。
内能：内能是热力系处于宏观静止状态时系统内所有微观粒子所具有的能量总和。单位质量工质所具有的内能称为比内能。
熵：是表征系统微观粒子无序程度的一个宏观状态参数。
热力学第一定律：热可以转变为功，功也可以变为热。一定量的热消失时，必产生与之数量相当的功；消耗一定量的功时，也必出现相当数量的热。
容积功：在热力过程，由于系统容积改变，使系统与外界交换的功。
推动功：为使某部分工质进出热利系，外界或系统对这部分工质做功，这部分功称为推动功或流动功。即推动功是维持工质流动所必需的最小的功。
技术功：工程上将技术上可以利用的功称为技术功，对开口系统来讲其包括轴功、进出口的宏观动能差和宏观位能差。
热力学第二定律：开尔文说法，只冷却一个热源而连续不断做工的循环发动机是造不成的。克劳修斯说法，热不可能自发的、不负代价的从低温物体传到高温物体。
孤立系统熵增原理：若孤立系所有部分的内部以及彼此间的作用都经历可逆变化，则孤立西的总熵保持不变；若在任一部分内发生不可逆过程或各部分间的相互作用中伴有不可逆性，则其熵必增加。
理想热机：热机内发生的一切热力过程都是可逆过程。
卡诺循环：在两个恒温热源间，有两个可逆过程组成的循环。
卡诺定理：在两个不同温度的恒温热源间的所有热机，以可逆机的效率最高。
第二类永动机：从单一热源取得热量并使之完全变为机械能而又不引起其他变化的循环发动机。
理想气体：其分子式一些弹性的、不占有体积的质点，且分子间没有相互作用力。
比热：单位质量的物体，当其温度变化一度时，物体和外界交换的热量。
定压质量比热：在定压过程中，单位质量的物体，当温度变化一度时，物体和外界交换的热量。
同定容质量比热定压容积比热定容质量比热定压摩尔比热定容摩尔比热
饱和温度：在一定压力下，当气体两相达到平衡时，液体所具有的温度。
饱和压力:当气液两相达到平衡时,蒸汽所具有的压力.
饱和液体:两相平衡时的液体.
干饱和蒸汽:在一定的压力下,饱和液体完全汽化为蒸汽,蒸汽温度仍为该压力下的饱和温度.
湿饱和蒸汽:两相平衡时饱和液体和饱和蒸汽的混合物.
过热蒸汽:在一定压力下,蒸汽所具有的温度高于该压力对应的饱和温度.
汽化潜热:一定温度下,1千克饱和液体汽化为同温度下的干饱和蒸汽所吸收的热量. 临界点:在状态参数坐标图上,饱和液体线与干饱和蒸汽线相交的点.
过热蒸汽的过热度:在某一压力下,过热蒸汽的温度与该压力下饱和温度的差值.
三相点:物质气,液,固三相共存的状态点. 混合气体的质量成分:混合气体中某组元气体的质量与混合气体总质量的比值.
混合气体的容积成分混合气体的摩尔成分
混合气体的分压力:混合气体中各组元气体在混合气体温度下单独占有整个容积时,作用于容器壁上的压力.
混合气体的分容积:混合气体各组元气体处于混合气体的压力和温度时所单独占的容
积.
道尔顿分压定律:混合气体的总压力等于各组元气体分压力之和.
分容积定律:混合气体的总容积等于各组元气体分容积之和.
湿空气;含有水蒸气的空气.
未饱和湿空气:由空气和过热水蒸汽组成的湿空气.
饱和湿空气:由空气和饱和水蒸气组成的湿空气.
绝对湿度(湿空气):单位容积的湿空气中所含水蒸汽的质量.
相对湿度(湿空气):湿空气的绝对湿度与同温度下饱和湿空气的绝对湿度之比(湿空气中实际所含的水蒸气量和同温度下饱和湿空气中所能包含的最大水蒸气量之比).
湿空气含湿量(比湿度):一定容积的湿空气中水蒸气的质量与干空气质量之比.
过热蒸汽:在一定压力下,温度高于该压力对应的饱和温度之蒸汽.
过冷蒸汽:在一定压力下,温度低于该压力对应的饱和温度之蒸汽.
对比参数:工质的状态与其相应的临界参数之比,如工质压力与其临界压力之比,工质温度与其临界温度之比为对比温度.
液体热:将一公斤未饱和水定压加热为饱和水,所需的热量.
湿蒸汽干度:一定质量的湿蒸汽中所含干饱和蒸汽的质量与湿蒸汽总质量之比.
定温过程:在状态变化时,定量工质温度保持不变的过程.
绝热过程:工质和外界没有热交换的过程. 定熵过程:在状态变化时,工质熵保持不变的过程(可逆绝热过程).
定熵流动:若工质在流动时既与外界无热量交换又无摩擦和扰动,则流动为可逆绝热流动.
音速:微弱扰动在连续介质中所产生的纵波的传播速度.
当地音速:指当地流动所处状态下的音速. 马赫数:工质在流动过程中,某一点的流动与当地音速之比.
喷管:使气流压力降低,流速增大的管道. 扩压管:使气流流速降低,压力增大的管道. 绝热节流:工质在管内绝热流动时,由于通道截面突然缩小,使工质压力降低.
绝热滞止:工质在绝热流动中,因遇到障碍物或某种原因而受阻,使速度降低直至为零.
活塞式缩机的余隙:为了安置进,排气阀以及避免活塞与汽缸端盖的碰撞,在汽缸端顶与活塞行程终点间留有一定的空隙,称为余隙容积.
活塞式压缩机的容积效率：活塞式压气机的有效容积和活塞排量之比。
最佳增压比：使多级压缩中间冷却压气机耗功最小时，各级的增压比。
压气机的效率：在相同的初态及增压比条件下，可逆压缩机过程中压气机所消耗功与实际不可逆压缩过程中压气机所耗功的功之比。
亚音速流动：工质的流动速度小于当地音速。
超音速流动：工质再喷管中流动时，在喷管的最小截面处，若工质的流动速度等于当地音速，则此时工质所处的状态。
临界压力比：临界状态时工质压力与滞止压力之比。
压气机的增压比：压气机的出口压力与进口压力之比。
平均加热温度：用加热工程中系统与外界交换的热量除以交换该热量时系统熵的改变量所得到的温度。
平均放热温度：用放热过程中系统与外界交换的热量除以交换该热量时系统熵的改变量所得到的温度。
循环热效率：工质完成一个循环时，对外所作的净功与吸热量之比。
汽耗率：蒸汽动力循环装置每输出1千瓦小时功量时所消耗的蒸汽量。
相对热效率：某循环的热效率与相同温度范围内卡诺循环热效率之比，称为该循环的相对热效率或充满系数。
制冷系数：制冷循环中，制冷量与循环净功之比。
供热系数：供热循环中，供热量与循环净功之比。
制冷量：在每一次制冷循环中，一公斤工质从冷藏室吸收的热量。
供热量：在每一次供热循环中，一公斤工质放给暖室的热量。
循环净热量：一次循环中系统和外界交换的总热量。
循环净功：一次循环中系统和外界交换的总
功量。
循环加热量：一次循环中系统从外界吸收的总热量。
循环放热量：一次循环中系统放给外界的总热量。
热力循环：工质从某一状态经过一连串的状态变化过程，又回复到原来的状态，这些热力过程的组合就称为热力循环。
热机循环：若循环的结果是工质将外界的热能在一定的条件下连续不断的转变为机械能。
制冷：对物体进行冷却，使其温度低于周围环境温度，并维持这个低温。
制冷机：从低温冷藏室吸取热量排向大气所用的机械。
热泵：将热量由大气传送至高温暖室所用的机械装置。
1、通用气体常数是一个与气体性质和状态均无关的常数,而气体常数是一个和气体性质有关,但与气体所处的状态无关常数,且
某种气体的气体常数就等于通用气体常数
除以该气体的分子量.
2、第一类永动机是指从单一热源取热量并使之完全转变为机械功的循环发动机;而第二类永动机是指不消耗任何能量而连续不
断做工的循环发动机.
3、冬季供暖时,随着室内空气温度的不断提高,室内空气的相对湿度逐渐降低,空气变
得干燥,使人感到不舒服.
4、当热力系与外界无能量交换时,热力系内状态是否发生变化将取决于热力系本身的
状态.若热力系是平衡热力系,则热力系的
状态不发生变化;若热力系是非平衡热力系,则热力系的状态将随时间发生变化.
5、焓是状态参数,其大小取决于系统的状态,与系统是否封闭无关.无论何种系统,只要
起状态一定,则用来描述状态的宏观物理量就一定存在.
6、Q=W+△U不仅适用于封闭热力系,也适用于其他热力系.因为该式揭示了在能量转换过程中内能,容积工和加热量之间的普遍关系.
7、容积变化工表达式只适用于可逆过程. 技术工使用于任何工质的可逆过程.
8、理想气体绝热自由膨胀过程是典型的不可逆过程,过程中比内能会发生变化,但膨胀前后总内能相等.
9、熵是状态参数,某一过程中的变化量仅取决于过程的处态和终态,与过程本身无关.
10、仅仅已知温度和压力只可确定非饱和区域内水蒸汽的状态,而不确定饱和区域内水蒸汽的状态,因为在饱和区域内温度和压力是互为函数.
11、饱和湿空气是干空气于饱和水蒸气的混合物,故干球温度与湿球温度相等,露点是
湿空气中水蒸气分压力所对应的饱和温度,由于饱和湿空气中水蒸气是饱和的故水蒸
气的分压力为饱和压力.
12、比湿度相同的两种湿空气,温度高者,其相对湿度小,吸湿能力强.
沸腾状态的水即饱和水,饱和水的温度取决于水的压力,较低的压力对应于较低的饱和温度.
13、干饱和蒸汽的比容随饱和温度的升高而降低.
湿空气在不增加和减少水蒸气含量的情况
下定压冷却，其水蒸气的分压力也不变。
湿空气中水蒸气分压力的大小取决于湿空
气中水蒸气含量的多少。若水蒸气含量不变，则水蒸气分压力也将不变。
14、对密闭容器内的汽、水混合物不断的加热时，所有的水必将全部转化为水蒸气。该加热过程为湿蒸汽的定容加热过程。随着加热过程的进行，蒸汽的温度和压力将同时增加。若蒸汽温度超过水的临界温度，则所有的水讲全部转化为蒸汽。
15、理想气体进行N=1.3的可逆膨胀过程时，一定会从外界吸收热量。
若理想气体是三原子气体，则绝热指数为1.3这是N=1.3的逆膨胀过程的可逆绝热过程，此时气体与外界无热量交换。空气的绝热指数K=1.4，所以当空气进行N=1.3的可逆膨胀时，一定会从外界吸收热量。
16、水从饱和液体定压汽化为干饱和蒸汽，因为汽化过程中温度未变，则该过程中内能的改变量△U=C V△T=0
温度不变只说明水蒸气的内动能不变，而水蒸气的内能包括内动能和内位能。内位能是压力和比容的函数。汽化过程中比容将发生变化，内位能也发生变化，所以内能也发生变化。
17、对湿空气进行冷却一定可以去湿。
对湿空气进行冷却，会提高湿空气的相对湿
度。能否去湿，关键在于冷却后的空气温度是否低于湿空气中水蒸气的露点温度。若低于露点温度，则可以去湿。
18、理想气体可逆定温膨胀过程中气体对外所作的膨胀功等于技术功。
由于溅缩喷管中气流出口截面上压力最低，此处压力不会低于临界压力，故出口气流速度不能超过当地音速，而缩放喷管中气流出口速度能否大于当地音速，将取决于喷管出口的压力。若出口压力大于临界压力，则出口速度小于当地音速。
19、流经缩放喷管的气体流量随着背压的降低而不断增加。
当背压大于临界压力时，随着背压的降低，气体流量将增加；当背压等于或小于临界压力时，气体流量将达到并保持最大流量。20、溅缩喷管的出口气流速度随着背压的降低而不断增大。
对于溅缩喷管，其出口截面处气流压力将大于或等于临界压力，所以出口气流速度将小于或等于当地音速。因此，当背压大于临界压力时，随着背压的降低，气流速度将不断增加，而当背压等于或小于临界压力时，背压降低，出口气流速度降保持当地音速不变。
21、蒸汽再热循环的首要目的是为了提高气轮机的排气干度。
提高蒸汽动力循环热效率的有效发法之一
就是提高新蒸汽的初压力。但初压力提高后，会降低气轮机排气干度，导致气轮机相对效率的降低并可能危机气轮机的工作安全。采用再热后，可降低气轮机的排气干度。
1.有没有4000C的水？
答： 00C或-100C的水蒸气？没有因为水的临界温度为374.120C。当物质所具有的温度高于其临界温度是汽化有00C或-100C的水蒸气，当压力低于00C时水的饱和压力或-100C时水的饱和压力，就会出现。
2.冬季，室内玻璃窗内侧为何会结霜？
答：冬季，室内外空气温差较大，靠近玻璃窗内侧的室内空气被定压冷却，当空气温度降到大气压力对应的水的饱和温度时，此时空气中的水蒸气达到饱和状态，并开始有水滴从空气中析出，若温度再降低，达到并低于零度，这时从空气中析出的水滴便开始结霜。3.某一理想气体的C P-C V及C P/C V是否在任何温度下均为常数,为什么?
答:不是.根据理想气体的迈耶公式C P-C V=R,这里R是气体常数,其值的大小只和气体性质有关,而与气体所处的状态无关,所以C P-C V对某一理想气体而言,在任何温度下均为常数.而由于C P-C V=R,在该式的两边均除以C V,等式为C P/C V=1+R/C V,对于理想气体由于C V是温度的单值函数,所以R/C V也是温度的单值函数,故C P/C V亦是温度的函数.
4.在绝热不作外功的稳定流动过程中,流体个截面处的制止参数是否相同?
答:对于绝热不作外功的稳定流动过程,其能量方程式为h+1/2C2=常数.所谓制止参数是速度为零时的参数,由能量方程式可见,速度为零时,h=常数,既流体个截面上的制止温度和制止压力也相同;若流体是实际气体,根据流体的性质而定.
5.多级压缩为什么要用中间冷却器?不用可以吗?为什么?
答:多级压缩用中间冷却器目的是,对从低压汽缸出来的压缩气体及时进行冷却,让温度降低到被压缩前的温度,然后再进入高压缸,以减少消耗压缩功.如果不用中间冷却器,让从低压汽缸出来的压缩气体直接进入高压汽缸,就达不到少消耗压缩功的目的.
6.什么是回热循环?为什么回热循环能提高蒸汽动力循环的热效率?
答:回热是指在热力循环中不同温度水平的工致之间产生的内部传热过程.蒸汽动力的回热循环是指分次从气轮机中抽出一些做过功的蒸汽,用其逐级对锅炉给水加热的热力循环.这样的回热循环也称为分级抽气回热循环.蒸汽动力循环采用回热后,由于锅炉击水可从回热器中吸收一部分热量,使给水温度提高,这样可提高循环平均加热温度,从而提高循环的热效率.
7、空气压缩制冷为何不像蒸汽压缩制冷那样采用节流阀降压降温，而要采用膨胀机降压膨胀降温？
答：蒸汽压缩制冷采用节流阀降压降温，是因为被截流的工质处在饱和区域内，由于饱和温度饱和压力互为函数，因此在节流降压的同时可以降温；而空气压缩制冷的制冷工质空气，在一般使用温度范围内可视为理想气体，而理想气体进节流后，尽管其压力降低，但温度保持不变，所以不能通过节流达
到降压降温的目的，因而，对空气压缩制冷必须用膨胀机而不能用节流阀。
8、热泵供热循环与制冷循环有何异同？答：热泵循环是通过消耗机械功，从大气中吸收热量，然后将其送入温度高于大气温度的暖室；而制冷循环是通过消耗机械功，从冷藏室吸收热量，然后将其送入大气环境。两者的相同之处在于都是消耗机械功的循环，不同之处在于热泵循环是从大环境吸收热量，而制冷循环是把热量排入大气环境。
9、工质经过一个不可逆循环，能否恢复到原状体？
答：能。循环是指工质从某一状态点出发，经过一连串的热力过程又恢复到原状态点的所有热力过程的组合。既然是一个循环就一定能恢复到原状态，与组成循环的过程是否可你没有关系。
10、容积功、推动功、轴功和技术工的差异何在？相互有无联系？
答：在热力过程中，由于系统容积改变，系统与外界交换的工，成为容积功W，如膨胀功和压缩功。为使某部分工质你出热力系，外界或系统必对这部分工质作功，这部分功称为推动功W f=△P v。从旋转机械的轴上得到的功，叫做轴功W s。工程上将技术上可以利用的工称为技术工。对开口系统来讲其包括轴功、进出口的宏观动能差和位能差。
Wt=W-△Wf
Ws=W-△Wf-1/2mc2-gm△z=Wt-1/2mc2-gm△z 11、渐缩喷管中气流速度能否超过音速？缩放喷管气流出口速度能够低于音速？
答：渐缩喷管中不能。因为对于渐缩喷管无论其出口界面外压力如何低，气流在喷管出口截面出的压力最多只能降低到临界压力，绝不可能降到比临界压力更低的压力。出口外压力进一步降低时，出口截面上压力不可能再继续降低而维持为临界压力，出口截面速度维持在音速而不可能达到超过音速。缩放喷管中气流速度可以低于音速。要使气流出口速度达到或超过音速，气流在喷管中必须要有足够的压力降。若外界提供的压力降减小，无论用何种形式的喷管，出口气流速度也不能达到音速。
12、为何蒸汽循环不用卡诺循环而用朗肯循环？
答：以蒸汽为工质在饱和区域内热机可按卡诺循环工作，但由于下述原因热机不采用：1、蒸汽临界温度较低，这样就限制了循环加热温度不能很高，使循环热效率较低；2、汽轮机排气干度较低，使汽轮机相对效率较低，且汽轮机不能安全工作；3、压缩机耗功大，且压缩两相工质，技术上有很大难度。
13、霉季时，一些冷水官的表面常有水底出现，为什么？
答：霉季时，空气中相对湿度较大，即空气中水蒸气含量较多，水蒸汽分压力较高。冷水官表面温度较低，当其温度低于水蒸汽分压力所对应的饱和温度时（露点温度），空气中的水蒸气就变为饱和水蒸气，并有蒸汽凝结为水从空气中析出。
14、比湿度（含湿量）相同的两种湿空气，温度高者其吸湿能力也强。比湿度相同的两种湿空气，温度高者，其相对湿度小，故吸湿能力强。可从湿空气的函湿土上判断。15、随着压力的升高，饱和温度也升高了，所以饱和蒸汽的比容将增大。
答：错误，干饱和蒸汽的比容岁饱和温度的升高而降低。
16、对密封容器内的汽、水混合物不断的加热时，所有的水必将全部转化为水蒸气。答：正确该加热过程为湿蒸汽的定容加热过程。随着加热过程的进行，蒸汽的温度和压力将同时增加。若蒸汽温度超过水的临界温度，则所有的水必将全部转化为蒸汽。17、空气压缩制冷为何不像蒸汽压缩制冷那样采用节流阀降压降温，而要采用膨胀机降压膨胀降温？
答：蒸汽压缩制冷采用节流阀降压降温，是因为被截流的工质处在饱和区域内，由于饱和温度饱和压力互为函数，因此在节流降压的同时可以降温；而空气压缩制冷的制冷工质空气，在一般使用温度范围内可视为理想气体，而理想气体进节流后，尽管其压力降低，但温度保持不变，所以不能通过节流达到降压降温的目的，因而，对空气压缩制冷必须用膨胀机而不能用节流阀。
18、热泵供热循环与制冷循环有何异同？答：热泵循环是通过消耗机械功，从大气中吸收热量，然后将其送入温度高于大气温度的暖室；而制冷循环是通过消耗机械功，从冷藏室吸收热量，然后将其送入大气环境。两者的相同之处在于都是消耗机械功的循环，不同之处在于热泵循环是从大环境吸收热量，而制冷循环是把热量排入大气环境。
浙江大学工程热力学期末考试试题
一、简答题（每小题?5?分，共?30?分） 1、未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化 2、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少 3、画出燃气轮机装置定压加热理想循环的?p-v?图和?T-s?图，并写出其用循环增压比表示的热效率公式。（假设工质为理想气体，比热取定值） 4、反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个写出其定义式。 5、住宅用空调机当夏天环境温度升高时，其制冷系数和耗功量如何变化 6、为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应 二、计算题（共?70?分） 1?．（?18?分）?3kmol?温度?t?1?＝?100 ℃的氮气流与?1kmol?温度?t?2?＝?20 ℃的空气流在管道中绝热混合。已知混合前空气的摩尔分数为：?x?N 2 ?＝?0.79?、?x?O2＝?0.21?，若混合前后氮气、空气和混合物的压力都相 等，试求： (1)?混合后气体的温度； (2)?混合气体中?N 2?和?O?2?的摩尔分数； (3)?对应于?1kmol?的混合气产物，混合过程的熵增。
设摩尔热容为定值：?C?p，m，N2＝?29.08kJ/?（?kmol·K?）、?C?p，m?，O2＝29.34kJ/?（?kmol·K?）、?R?＝?8.314kJ/?（?kmol·K?） 2?．（?17?分）空气初态为?p?1＝?0.4MPa?、?T?1?＝?450K?，初速忽略不计。经一喷管绝热可逆膨胀到?p?2＝?0.1MPa?。若空气的?Rg?＝?0.287 kJ/ (kg·K)?；?c?p＝?1.005 kJ/ (kg·K)?；?γ?＝?c?p?/?c?v?＝?1.4?； ?=0.528?；试求： 临界压力比?ν cr （1）在设计时应选用什么形状的喷管为什么 （2）喷管出口截面上空气的流速?C?f2?、温度?T?2?和马赫数?Ma?2； （3）若通过喷管的空气质量流量为?q?m?＝?1kg/s?，求：喷管出口截面积和临界截面积。 3?．（?15?分）活塞式压气机每秒钟从大气环境中吸入?p?1＝?0.1MPa?、?t1＝?17 ℃的空气?0.1m 3?，绝热压缩到?p?2＝?0.4MPa?后送入储气罐。若该压气机的绝热效率?η?c,s?=0.9?，空气的?Rg?＝?0.287k J/ (kg·K)?；?c?p?＝?1.005 kJ/ (kg·K)；?γ?＝?c?p?/?c?v?＝?1.4?；试求： (1)?压气机出口的空气温度； (2)?拖动压气机所需的功率； (3)?因摩擦引起的每秒钟的熵产。 4．（?20?分）一单级抽汽回热循环如图?1所示，水蒸气进入汽轮机的状态参数为5MPa、450℃，在10kPa下排入冷凝器。水蒸气在0.45MPa压力下抽出，送入混合式给水加热器加热给水。给水离开加热器的温度为抽
工程热力学课后习题及答案第六版完整版
2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3） MPa p 1.0=， 500 =t ℃时的摩尔容 积 Mv 。 解：（1）2N 的气体常数 28 8314 0= = M R R ＝)/(K kg J ? （2）标准状态下2N 的比容和密度 101325 273 9.296?== p RT v ＝kg m /3 v 1 =ρ＝3/m kg （3） MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv Mv ＝p T R 0 ＝kmol m /3 2-3．把CO 2压送到容积3m 3 的储气罐里，起始表压力 301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温度由 t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO 2的质量。当地大气压B ＝ kPa 。 解：热力系：储气罐。 应用理想气体状态方程。 压送前储气罐中CO 2的质量 压送后储气罐中CO 2的质量 根据题意 容积体积不变；R ＝ B p p g +=11 （1） B p p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T （4） 压入的CO 2的质量 )1 1 22(21T p T p R v m m m -= -= （5） 将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg 2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m 3 的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3 ，问鼓风机送风量的质量改变多少 解：同上题 1000)273 325 .1013003.99(287300)1122(21?-=-= -=T p T p R v m m m ＝41.97kg 2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力 为的空气3 m 3 ，充入容积8.5 m 3 的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压 缩机才能将气罐的表压力提高到设充气过程中气罐内温度不变。 解：热力系：储气罐。 使用理想气体状态方程。 第一种解法： 首先求终态时需要充入的空气质量 288 2875.810722225???==RT v p m kg 压缩机每分钟充入空气量 288 28731015???==RT pv m kg 所需时间 == m m t 2 第二种解法 将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为一定量的空气压缩为的空气；或者说、 m 3 的空气在下占体积为多少的问题。 根据等温状态方程 、8.5 m 3 的空气在下占体积为 5.591 .05 .87.01221=?== P V p V m 3 压缩机每分钟可以压缩的空气3 m 3 ，则要压缩 m 3 的 空气需要的时间 == 3 5 .59τ
工程热力学期末考试试题
一、1.若已知工质的绝对压力P=，环境压力Pa=，则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W
工程热力学期末复习题1答案知识分享
一、判断题： 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5．在T —S 图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ，可知理想气体的p c 为一过程量； 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道内作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。 15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20．热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21．当热源和冷源温度一定，热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变，所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体。 24．在p －v 图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。
工程热力学基本概念
第一章 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。
工程热力学第四版课后思考题答案
1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？ 不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。 2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。 3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。 4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式 p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b ) 中，当地大气压是否必定是环境大气 压？ 当地大气压p b 改变，压力表读数就会改变。当地大气压 p b 不一定是环境大气压。 5．温度计测温的基本原理是什么？ 6．经验温标的缺点是什么？为什么？ 不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果 依赖于测温物质的性质。 7．促使系统状态变化的原因是什么？ 举例说明。 有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。 8．分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。 参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统（闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。 9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体（但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？ 不包括电加热器为开口（不绝热）系统（a 图）。包括电加热器则为开口绝热系统（b 图）。 将能量传递和质量传递（冷水源、热水汇、热源、电源等）全部包括在内，构成孤立系统。或者说，孤立系统把所有发生相互作用的部分均包括在内。 4题图 9题图
最新工程热力学期末复习题答案
最新工程热力学期末复习题答案 《工程热力学》练习题参考答案 第一单元 一、判断正误并说明理由： 1.给理想气体加热，其热力学能总是增加的。 错。理想气体的热力学能是温度的单值函数，如果理想气体是定温吸热，那么其热力学能不变。 1.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变 化。 错。压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。所以压力表读数发生变化可以是气体的发生了变化，也可以是大气压力发生了变化。 2.在开口系统中，当进、出口截面状态参数不变时，而单位时间内流入与流出 的质量相等，单位时间内交换的热量与功量不变，则该系统处在平衡状态。 错。系统处在稳定状态，而平衡状态要求在没有外界影响的前提下，系统在长时间内不发生任何变化。 3.热力系统经过任意可逆过程后，终态B的比容为v B大于初态A的比容v A，外 界一定获得了技术功。 错。外界获得的技术功可以是正，、零或负。 4.在朗肯循环基础上实行再热，可以提高循环热效率。 错。在郎肯循环基础上实行再热的主要好处是可以提高乏汽的干度，如果中间压力选的过低，会使热效率降低。 6．水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。 错。因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数，所以水蒸汽的定温过程中，加入的热量并不是全部用与膨胀做功，还使水蒸汽的热力学能增加。 7．余隙容积是必需的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。 对。余隙容积的存在降低了容积效率，避免了活塞和气门缸头的碰撞，保证了设备正常运转，设计压气机的时候应尽可能降低余容比。 8．内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高。 错。在循环增压比相同吸热量相同的情况下，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高；但是在循环最高压力和最高温度相同时，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率低。 9．不可逆过程工质的熵总是增加的，而可逆过程工质的熵总是不变的。 错。熵是状态参数，工质熵的变化量仅与初始和终了状态相关，而与过程可逆不可逆无关。 10．已知湿空气的压力和温度，就可以确定其状态。
工程热力学知识点总结
工程热力学大总结 '
… 第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 ) 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 } 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。
《工程热力学》第五版复习提纲
第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数 接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 注：热力学温标和摄氏温标，T=273+t。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。
注：课本中如无特殊说明，则所说压力即为绝对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。 广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。 准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常 并称之为准静态过程。 可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为可逆过程。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容积功。 热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。 热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环，简称循环。 2.常用公式 温度：t T +=273 压 力 ： 1．f F p = 式中 F —整个容器壁受到的力，单位为牛（N ）； f —容器壁的总面积（m 2）。 2．g p B p += （P >B ）
工程热力学课后答案
《工程热力学》沈维道主编第四版课后思想题答案（1?5章）第1章基本概念 1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。 2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么? 答：不对。"绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 3.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。 4.倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式 P 二P b P e (P P b) ；P = P b - P v (P ：： P b) 中，当地大气压是否必定是环境大气压? 答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。 “当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的Pb应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它 意义上的“大气压力"，或被视为不变的“环境大气压力”。 5.温度计测温的基本原理是什么? 答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。 6.经验温标的缺点是什么？为什么? 答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 7.促使系统状态变化的原因是什么？举例说明答：分两种不同情况：⑴若系统原本不处于平衡状态，系统内各部分间存在着不平衡势差，则在不平衡势差的作用下，各个部分发生相互作用, 系统的状态将发生变化。例如，将一块烧热了的铁扔进一盆水中，对于水和该铁块构成的系统说来，由于水和铁块之间存在着温度差别，起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下，无需外界给予系统任何作用，系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化：铁块的温度逐渐降低，水的温度逐渐升高，最终系统从热不平衡的状态过渡到一种新的热平衡状态；⑵若系统原处于平衡状态，则只有在外界的作用下（作功或传热）系统的状态才会发生变。 &图1-16a、b所示容器为刚性容器：⑴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（系统）是否作功？⑵设真空部分装 有许多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去一块, 问气体係统）是否作功? 图1-16 .吾苦翹E附團 ⑶上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可在P-V图上表示？ 答：⑴；受刚性容器的约束，气体与外界间无任何力的作用，气体（系统）不对外界作功; ⑵b情况下系统也与外界无力的作用，因此系统不对外界作功；
工程热力学期末考试试题
建筑环境与设备工程专业 一、选择题(每小题3分，共分) 1.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pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则( A ) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是( B ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt A.焓值增加 B.焓值减少 C.熵增加 D.熵减少 7.空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动，其滞止压力为0.8MPa，喷管后的压力为0.2MPa，若喷管因出口磨损截去一段，则喷管出口空气的参数变化为( C ) A.流速不变，流量不变 B.流速降低，流量减小 C.流速不变，流量增大 D.流速降低，流量不变 8.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经( A )过程气体终温最高。 A.绝热压缩 B.定温压缩 C.多变压缩 D.多级压缩 9._________过程是可逆过程。( C ) A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的 C.没有摩擦的准平衡 D.没有温差的 10.绝对压力p, 真空pv，环境压力Pa 间的关系为( D ) A.p+pv+pa=0 B.p+pa－pv=0 C.p－pa－pv=0 D.pa－pv－p=0 11 Q.闭口系能量方程为( D ) A. +△U+W=0 B.Q+△U－W=0 C.Q－△U+W=0 D.Q－△U－W=0 12.气体常量Rr( A ) 《工程热力学》 沈维道主编 第四版 课后思想题答案（1~5章） 第1章 基本概念 ⒈ 闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。 ⒉ 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么? 答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 ⒊ 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。 ⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式 b e p p p =+ ()b p p >; b v p p p =- ()b p p < 中，当地大气压是否必定是环境大气压? 答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。 “当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的Pb 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。 ⒌ 温度计测温的基本原理是什么? 答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。 ⒍ 经验温标的缺点是什么?为什么? 答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 ⒎ 促使系统状态变化的原因是什么?举例说明。 答：分两种不同情况： ⑴ 若系统原本不处于平衡状态，系统内各部分间存在着不平衡势差，则在不平衡势差的作用下，各个部分发生相互作用，系统的状态将发生变化。例如，将一块烧热了的铁扔进一盆水中，对于水和该铁块构成的系统说来，由于水和铁块之间存在着温度差别，起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下，无需外界给予系统任何作用，系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化：铁块的温度逐渐降低，水的温度逐渐升高，最终系统从热不平衡的状态过渡到一种新的热平衡状态； ⑵ 若系统原处于平衡状态，则只有在外界的作用下（作功或传热）系统的状态才会发生变。 ⒏ 图1-16a 、b 所示容器为刚性容器：⑴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(系统)是否作功？ ⑵设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去一块， 问气体(系统)是否作功？ ⑶上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可在P-v 图上表示？ 答：⑴；受刚性容器的约束，气体与外界间无任何力的作用，气体（系统）不对外界作功； ⑵ b 情况下系统也与外界无力的作用，因此系统不对外界作功； 全国考研专业课高分资料 中北大学 《工程热力学》 期末题 笔记：目标院校目标专业本科生笔记或者辅导班笔记 讲义：目标院校目标专业本科教学课件 期末题：目标院校目标专业本科期末测试题2-3 套 模拟题：目标院校目标专业考研专业课模拟测试题 2 套 复习题：目标院校目标专业考研专业课导师复习题 真题：目标院校目标专业历年考试真题，本项为赠送项，未公布的不送！ 中北大学工程热力学试题（A）卷（闭卷） 2013--2014 学年第一学期 学号：姓名： 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. 2 、某制冷机在热源T1= 300K，及冷源消耗功为 250 KJ ，此制冷机是流速减小，流量增大 T2= 250K 之间工作，其制冷量为 【】 1000 KJ， 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. U mc2f / 2 mgz D. U pV mc2f / 2 mgz 4、熵变计算式s c p In (T2 / T1) R g In ( 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。 哈尔滨工程大学2018年硕士《工程热力学》考试大纲考试科目代码：考试科目名称:工程热力学 考试内容范围: 基本概念 要求考生理解热力系统、平衡状态、状态参数及其数学特征； 要求考生掌握理想气体状态方程、准静态过程及可逆过程的概念； 要求考生能够熟练利用系统的状态参数之间的关系对可逆过程功和热量进行计算。 热力学第一定律 要求考生熟练掌握能量方程在不同条件下的表达形式，并对非稳定流动能量方程有初步认识； 要求考生理解系统储存能量、热力学能、焓的概念； 要求考生掌握容积变化功、流动功、技术功和轴功的概念； 要求考生能够正确应用热力学第一定律对能量转换过程进行分析、计算。 热力学第二定律 要求考生理解热力学第二定律的实质； 要求考生掌握卡诺循环和卡诺定理； 要求考生掌握熵的概念和孤立系统熵增原理，能够判别热力过程进行的方向及掌握能量耗散的计算方法； 要求考生了解可用能的概念及计算方法。 理想气体的性质及热力过程 要求考生熟练掌握理想气体状态方程； 要求考生理解理想气体比热容的概念并熟练掌握利用定值比热容计算过程中热量、热力学能、焓和熵变化； 要求考生熟练掌握四种基本热力过程及多变过程，能够将热力过程表示在p-v图和T-s图上，并判断过程的性质。 热力学一般关系式及实际气体的性质 要求考生了解热力学一般关系式及范德瓦尔方程（包括各项物理意义）； 要求考生掌握对比态原理，能够计算对比参数并能利用通用压缩因子图进行实际气体的计算。 水蒸气的性质及热力过程 要求考生了解蒸气的各种术语及其意义； 要求考生了解水蒸气的定压发生过程及其在p-v图和T-s图上的一点、两线、三区、五态；了解水蒸气图表的结构并会应用； 要求考生掌握水蒸气热力过程的热量和功量的计算。 气体和蒸气的流动 要求考生理解一元定熵稳定流动基本方程组； 第一章 工质：实现热能和机械能之间转换的媒介物质。 系统：热设备中分离出来作为热力学研究对象的物体。 状态参数：描述系统宏观特性的物理量。 热力学平衡态：在无外界影响的条件下，如果系统的状态不随时间发生变化，则系统所处的状态称为热力学平衡态。 压力：系统表面单位面积上的垂直作用力。 温度：反映物体冷热程度的物理量。 温标：温度的数值表示法。 状态公理：对于一定组元的闭口系统，当其处于平衡状态时，可以用与该系统有关的准静态功 形式的数量n 加上一个象征传热方式的独立状态参数，即（n+1 ）个独立状态参数来确定。 热力过程：系统从初始平衡态到终了平衡态所经历的全部状态。 准静态过程：如过程进行的足够缓慢，则封闭系统经历的每一中间状态足够接近平衡态，这样的过程称为准静态过程。 可逆过程：系统经历一个过程后如果系统和外界都能恢复到各自的初态，这样的过程称为可逆过程。无任何不可逆因素的准静态过程是可逆过程。 循环：工质从初态出发，经过一系列过程有回到初态，这种闭合的过程称为循环。 可逆循环：全由可逆过程粘组成的循环。 不可逆循环：含有不可逆过程的循环。 第二章 热力学能：物质分子运动具有的平均动能和分子间相互作用而具有的分子势能称为物质的热力学能体积功：工质体积改变所做的功热量：除功以外，通过系统边界和外界之间传递的能量。焓：引进或排出工质输入或 输出系统的总能量。 技术功：工程技术上将可以直接利用的动能差、位能差和轴功三项之和称为技术功。功：物质间通过宏观运动发生相互作用传递的能量。 轴功：外界通过旋转轴对流动工质所做的功。 流动功：外界对流入系统工质所做的功。 第三章 热力学第二定律： 克劳修斯说法：不可能使热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。 开尔文说法：不可能从单一热源吸热使之完全转化为有用功而不引起其他变化。卡诺循环：两热源间的可逆循环，由定温吸热、绝热膨胀、定温放热、绝热压缩四个可逆过程组成。 卡诺定理：在温度为T1 的高温热源和温度为T2 的低温热源之间工作的一切可逆热机，其热效 率相等，与工质的性质无关；在温度为T1的高温热源和温度为T2的低温热源之间工作的热机 循环，以卡诺循环的热效率为最高。 熵：沿可逆过程的克劳修斯积分，与路径无关，由初、终状态决定。 熵流：沿任何过程（可逆或不可逆）的克劳修斯积分，称为“熵流” 。 熵产：系统熵的变化量与熵流之差。 熵增原理：在孤立系统和绝热系统中，如进行的过程是可逆过程，其系统总熵保持不变；如为不可逆过程，其熵增加；不论什么过程，其熵不可能减少。 第四章 第一章基本概念与定义 1．答：不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定 2．答：这种说法是不对的。工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。 3．答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。平衡状态并非稳定状态之必要条件。物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。 4．答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。当地大气压不一定是环境大气压。环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。 5．答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。 6．答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。 7．答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。 8．答：（1）第一种情况如图1-1（a）,不作功（2）第二种情况如图1-1（b）,作功（3）第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来，第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。 9．答：经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。系统和外界整个系统不能恢复原来状态。 10．答：系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后，系统恢复到原来状态，外界没有变化；若存在不可逆因素，系统恢复到原状态，外界产生变化。 11．答：不一定。主要看输出功的主要作用是什么，排斥大气功是否有用。 工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =??? ? ?++- ?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1分 4. 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 ）如变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?= iso S ?= 5. 试由开口系能量程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态程可写成：P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。 答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分） 证明：T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε，当 2q 不变，T ?↑时，↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分） 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ，若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。 工程热力学复习知识点 一、知识点 基本概念的理解和应用（约占40%），基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占60%）。 1. 基本概念 掌握和理解：热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。热力系的分类：开口系，闭口系，孤立系统)。 掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。制冷循环和热泵循环的概念区别。 理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结合）。 2. 热力学第一定律 掌握和理解：热力学第一定律的实质。 理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。 理解并掌握：焓、技术功及几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。 3. 热力学第二定律 掌握和理解：可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。 掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文 表述等）。卡诺循环和卡诺定理。 掌握和理解：熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。 理解并会分析：熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。温-熵图的分析及应用。 理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。 4. 理想气体的热力性质 熟悉和了解：理想气体模型。 理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体的比热。 理解并会计算：理想气体的内能、焓、熵及其计算。理想气体可逆过程中，定容过程，定压过程，定温过程和定熵过程的过程特点，过程功，技术功和热量计算。 5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题 理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。 理解并掌握：绝热节流的现象及特点 6. 蒸汽动力循环工程热力学课后答案..
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哈尔滨工程大学2018年硕士《工程热力学》考试大纲
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工程热力学期末试题及答案
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