热工基础课后习题参考答案完整版童钧耕,王平阳,苏永康编《热工基础》上海交通大学出版社
热工基础习题参考答案(部分)
1.3 题略 解： m 2.127481 .92.110)7893(3 =??-=??=??=?g p h h g p ρρ 1.5 题略 m 1.05.0 2.030sin m 2.0200kg/m 800/8.033=?======l h mm l cm g ρ已知： 烟气的真空度为： Pa 8.78430sin 2.081.9800=??=??=h g p v ρ ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2O O mmH 027.808.7842==Pa p v 烟气的绝对压力为： kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-?=-= v b p p p 1.10 题略 解：锅内表压力 g 40.77kg 04077.081 .91041010063==???=?= ?= -g A p m A g m p g g 2.2填空缺数据（兰色）： 2.9 题略 已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量 解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/m
kJ 27.2) (8 2 2 )6 (41423 332 1 =-= == ?==? D D k dD kD W dD kD D d kD pdV dW D D π π π π 答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略 解：（1）确定空气的初始状态参数 K 300)27273(m 10101010100kPa 1.29310100108.91951021332414 3 111=+==???===???+=+=+=-----T AH V A g m p p p p b g b （2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数 由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。则 33-3211 2124 3222m 101.50231 .1951 .29310K 300kPa 1.19510100108.9)100195(102?=?=====???-+=+=+=---p p V V T T A g m p p p p b g b 活塞上升距离 cm 023.5m 05023.01010010)15023.1()(4 3 12==??-=-=?--A V V H 对外做功量 J 999.9710)15023.1(101.195332=?-??=?=-V p W 由闭口系能量方程，Q =△U+W ，因T 2 = T 1，故△U = 0。所以求得气体与外界的换热量为 Q =W=97.999 J 讨论：（1）本题活塞上升过程为不可逆过程，其功不能用pdV W ?=2 1计算， 本题是一种特殊情况，即已知外界压力，故可用外界参数计算功（多数情况下外
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试卷一 一、选择(本大题16分，每小题2分) 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。 (a)ds＞dq/T(b)ds＜dq/T（c）ds=dq/T 2。处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是().(ρ为密度)。 （a）F=F（ρ，v,T)(b）F=F(ρ,v，P)（c)F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为25bar。已知当地大气压力为1bar，则氧气的真实压力为（）bar. (a）26（b）25（c）24 ４．在p－v图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（） (a)大（b）小（c)相等（d）可能大，也可能小 ５．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（)。 (a）提高(b）下降（c）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（1 ７．理想气体等温过程的技术功为（） (a）h1-h2（b）0（c）（d）v(p1=p2） ８．理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（）（a)升高（b)降低（c)不变（d）无法确定 二、判断正误(划“√”或“×”号）（本大题16分，每小题2分） 1。系统从外界吸收热量，温度一定升高（）。 2.在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率可以达到100%（). 3。沸腾状态的水总是烫手的。(） 4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大，循环热效率越大。（) 5。绝热过程一定是定熵过程.() 6.供热系数一定大于1，制冷系数也一定大于1。（） 7.实际气体的压缩因子总不等于1。（） 8.任意可逆循环的热效率都是。（) 三、填空（本大题16分,每小题2分） １、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式 2、2kg空气从300K定压加热到700K时的吸热量为kJ（空气比定压热容=1.004kJ/（kg·K）） ３、当湿蒸汽的干度x＝0时，工质全部为。 ４、一不可逆热机在高温热源Th和低温热源Tl之间工作。高温热源熵变–1。5kJ/K;低温热源熵变2.5kJ/K,热机在绝热压缩过程中熵变0。2kJ/K；绝热膨胀过程中熵变0.7kJ/K；取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的熵变S系=＿＿＿kJ/K。 ５、已知氧气在250K时=0。913kJ/（kg·K),=0.653kJ/（kg·K）.则该气体的气体常数R 热工基础第十章思考题答案 1 何谓表面传热系数？写出其定义式并说明其物理意义。 答：q=h（t w-t f），牛顿冷却公式中的h为表面传热系数。表面传热系数的大小反映对流换热的强弱。 2 用实例简要说明对流换热的主要影响因素。 答：（1）流动起因室内暖气片周围空气的流动是自然对流。而风机中的流体由于受到外力的作用属于强迫对流。强迫对流和自然对流的换热效果是不同的。 （2）流动的状态流动状态有层流和湍流，层流和湍流的对流换热强度不同，输水管路，水流速度不同，会导致水的流动状态由层流到湍流，那么这两种流动状态对流换热效果是不同的。 （3）流体有无相变水在对流换热过程中被加热变成水蒸气，蒸气在对流换热过程中被冷却变成水，这个过程会吸收和放出汽化潜热，两个换热过程的换热量不同。 （4）流体的物理性质流体的物理性质对对流换热影响很大，对流换热是导热和对流两种基本导热共同作用的结果。因此，比如水和油，金属和非金属对流换热效果不同。 （5）换热表面的几何因素换热器管路叉排和顺排换热效果不同，换热管线直径大小对换热效果也有影响。 3 对流换热微分方程组有几个方程组组成，各自到处的理论依据是什么？ 答：（1） 连续性微分方程 （2） 热量平衡方程 （1）动量平衡方程 连续性微分程的依据是根据质量守恒导出的 热量平衡方程是根据能量守恒导出的 动量平衡方程是根据动量守恒导出的 4 何谓流动边界层和热边界层？它们的厚度是如何规定的。 答：流动边界层是由于流体粘度造成速度变化的区域，即速度发生明显变化的流体薄层。速度达到0.99u∞处的y值作为边界层的厚度，用表示。 当温度均匀的流体与它所流过的固体壁面温度不同时，在壁面附近会形成一层温度变化较大的流体层，称为热边界层。过于温度t-=0.99（t∞-）处到壁面的距离为热边界层的厚度。 5 简述边界层理论的基本内容。 答：（1）边界层的厚度与壁面特征长度L相比是很小的量。 （2）流场划分为边界层区和主流区。流动边界层内存在较大的速度梯度，是发生动量扩散的主要区域。在流动边界层之外的主流区，流体可近似为理想流体。热边界层内存在 热工基础复习资料 《热工基础》题库 一、判断题（每题 1 分，共96分）： 1、表压力和真空度都不能作为状态参数。（√） 2、热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。（√） 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、可逆过程必定是准静态过程，而准静态过程并不一定是可逆过程。（√） 5、只有可逆过程p-v 图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。（√） 6、若工质吸热，其热力学能一定增加。（×） 7、工质膨胀时必须对工质加热。（×） 8、系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换。（×） 9、对可逆与不可逆绝热过程，都有w =－△u 和w t =－△h，说明可逆和不可逆绝热过程的功量相等。（×） 10、不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。（√） 11、没有容积变化的系统一定与外界没有功量交换。（×） 12、理想气体的比热容一定是常数。（×） 13、气体常数与气体的种类及所处的状态无关。（×） 14、理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数。（×） 15、功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量。（×） 16、机械能可以全部转换为热能，而热能绝不可能全部转换为机械能。（√） 17、热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。（×） 18、在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过 程中工质熵的变化。（×） 19、工质完成一个不可逆循环后，其熵的变化大于零。（×） 20、熵减小的过程是不可能实现的。（×） 21、系统熵增大的过程必为吸热过程。（×） 22、理想气体多变过程的技术功是膨胀功的n 倍。（√） 23、理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的κ 倍。（√） 24、绝热过程熵变为零。（×） 25、可逆绝热过程熵变为零。（√） 工程热力学考研沈维道《工程热力学》配套考研真题 集 第一部分名校考研真题 第1章基本概念及定义 一、选择题 1．所谓真空是指（）。[北京航天航空大学2002研] A．表压力为零 B．绝对压力为零 C．绝对压力小于当地大气压力 D．表压力等于当地大气压力 【答案】C @@@ 2．准静态过程是（）。[南京航空航天大学2008研] A．平衡过程 B．可逆过程 C．不可逆过程 D．无限接近平衡的过程 【答案】D @@@ 【解析】准静态过程指造成系统变化的不平衡势差无限小，使该系统任何时刻都无限接近于某个平衡态，可知选D。 3．对于理想气体，下列参数中（）不是温度的单值函数。[湖南大学2007研] A．内能 B．焓 C．比热 D．熵 【答案】D @@@ 【解析】理想气体的熵不是温度的单值函数，它还与压强、比容、气体的热力学参数有关。 4．若已知工质的表压力P g＝0.07Mpa，环境压力Pa＝0.1Mpa。则工质的绝对压力为（）。[宁波大学2008年考研试题] A．0.03MPa B．0.17MPa C．0.07MPa D．0.1MPa 【答案】B @@@ 【解析】工质的绝对压力=环境压力+表压力，故答案选择0.17MPa。 二、填空题 1．状态参数中的直接测量量有______，不可测量量有______，与热力学第二定律有关的一个状态参数是______。[天津大学2005研] 【答案】p、T、V ；V、H、S；熵@@@ 2．工质在流过一绝热节流阀的节流过程中压力下降，此过程中参数______不变；当该工质为理想气体时，参数______也不变。[北京理工大学2007研] 【答案】焓；温度@@@ 热工基础题库 一、选择题 基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是：A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力；温度；比容 B、内能；焓；熵 C、质量；流量；热量 D、膨胀功；技 术功；推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓；熵；比容 B、膨胀功；内能；压力 C、热量；比热；温度 D、技术功；动能；位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa，表压力为60KPa，则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa，容器内的压力比大气压力低0.004Mpa，则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa 热工答案 3.3 题略 解：（1）泄漏的气体量为 kmol 541.0kg 81.23)27327(44/3.83143 10 3.0) 27347(44/3.83143 10 8.06 6 2 221 1121==+???- +???= -= -=?T R V p T R V p m m m g g （2）泄漏的气体在1bar 及17℃时占有的容积为 3 5 m 05.1310 ) 27317(44 3.831481.23=+??= = p T mR V g 3.6 题略 解：由题意：△U = 0 → T 2 = T 1 = 600 K 由理想气体气体状态方程， 有： MPa 2.0Pa 10 0.23 135 121 1 22 221 11=?== ==p p T V p T V p T V p △U =△H = 0 J/K 1426.1kJ/K 10 1426.13 ln 208.0005.0ln ln 3 1 21 2=?=??=-==?=?-p p mR V V mR s m S g g 3.7 题略 解：（1）混合后的质量分数： ωCO2 = 5.6 %， ωO2 =16.32 %， ωH2O =2 %， ωN2 =76.08 % （2） 折合摩尔质量： M eq = 28.856 kg/kmol （3） 折合气体常数： R eq = 288.124 J/（kg ·K ） （4） 体积分数： φCO2 = 3.67 %， φO2 =14.72 %， φH2O =3.21 %， φN2 =78.42 % （5）各组分气体分压力： p CO2 = 0.01101 MPa ， p O2 =0.04416 MPa ， p H2O =0.00963 MPa ， p N2 =0.2353 MPa 3.8题略 解：由题意，H 2的摩尔成分 1%52%12%35%12H =---=x 由教材公式（3.35），求混合气体的当量摩尔质量 《热工基础》题库 一、判断题（每题1 分，共96分）： 1、表压力和真空度都不能作为状态参数。（√） 2、热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。（√） 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、可逆过程必定是准静态过程，而准静态过程并不一定是可逆过程。（√） 5、只有可逆过程p-v 图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。（√） 6、若工质吸热，其热力学能一定增加。（×） 7、工质膨胀时必须对工质加热。（×） 8、系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换。（×） 9、对可逆与不可逆绝热过程，都有w =－△u 和w t =－△h，说明可逆和不可逆绝热过程的功量相等。（×） 10、不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。（√） 11、没有容积变化的系统一定与外界没有功量交换。（×） 12、理想气体的比热容一定是常数。（×） 13、气体常数与气体的种类及所处的状态无关。（×） 14、理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数。（×） 15、功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量。（×） 16、机械能可以全部转换为热能，而热能绝不可能全部转换为机械能。（√） 17、热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。（×） 18、在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过程中工质熵的变化。（×） 19、工质完成一个不可逆循环后，其熵的变化大于零。（×） 20、熵减小的过程是不可能实现的。（×） 21、系统熵增大的过程必为吸热过程。（×） 22、理想气体多变过程的技术功是膨胀功的n 倍。（√） 23、理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的κ 倍。（√） 24、绝热过程熵变为零。（×） 25、可逆绝热过程熵变为零。（√） 26、单独能量品质升高的过程是不可能发生的。（√） 27、等量的高温热量与低温热量具有相同的品质。（×） 28、自发过程是不可逆过程，但非自发过程是可逆过程。（×） 29、熵产是否为零是判断过程是否可逆的判据。（√） 第一章 思考题 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态得概念？ 答：平衡状态就是在不受外界影响得条件下,系统得状态参数不随时间而变化得状态.而稳定状态则就是不论有无外界影响,系统得状态参数不随时间而变化得状态。可见平衡必稳定,而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态得概念,就是为了能对系统得宏观性质用状态参数来进行描述. 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质得压力不变,问测量其压力得 压力表或真空计得读数就是否可能变化? 答：不能,因为表压力或真空度只就是一个相对压力。若工质得压力不变，测量其压力得压力表或真空计得读数可能变化，因为测量所处得环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时,表明被测对象得实际压力愈大还就是愈小？ 答:真空表指示数值愈大时，表明被测对象得实际压力愈小。 ４、准平衡过程与可逆过程有何区别? 答：无耗散得准平衡过程才就是可逆过程,所以可逆过程一定就是准平衡过程，而准平衡过程不一定就是可逆过程. ５、不可逆过程就是无法回复到初态得过程,这种说法就是否正确? 答:不正确。不可逆过程就是指不论用任何曲折复杂得方法都不能在外界不遗留任何变化得情况下使系统回复到初态,并不就是不能回复到初态。 6、没有盛满水得热水瓶,其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧,这就是什幺原因? 答:水温较高时,水对热水瓶中得空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时,热水瓶中得空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7、用U形管压力表测定工质得压力时,压力表液柱直径得大小对读数有无影响? 答:严格说来，就是有影响得,因为Ｕ型管越粗，就有越多得被测工质进入Ｕ型管中,这部分工质越多,它对读数得准确性影响越大。 习题 1－１解: 1. 2. 3. 4. 1-2图1-８表示常用得斜管式微压计得工作原理。由于有引风机得抽吸，锅炉设备得烟道中得压力将略低于大气压力。如果微压机得斜管倾斜角,管内水 解:根据微压计原理，烟道中得压力应等于环境压力与水柱压力之差 试卷一 一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分） 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。 (a) ds ＞ dq/T （ b ） ds ＜ dq/T （ c ） ds=dq/T 2.处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是（）。 (ρ为密度 ) 。 (a)F=F(ρ,v,T) （ b ） F=F(ρ,v,P) （ c ） F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为 25bar 。已知当地大气压力为 1bar ，则氧气的真实压力为（） bar 。 (a) 26 （ b ） 25 （ c ） 24 ４．在 p － v 图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（） (a) 大（ b ）小（ c ）相等（ d ）可能大，也可能小 ５．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（）。 (a) 提高（ b ）下降（ c ）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（ 1 1.系统从外界吸收热量，温度一定升高（）。 2.在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率可以达到 100% （）。 3.沸腾状态的水总是烫手的。 ( ) 4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大，循环热效率越大。 ( ) 5.绝热过程一定是定熵过程。 ( ) 6.供热系数一定大于 1 ，制冷系数也一定大于 1 。 ( ) 7.实际气体的压缩因子总不等于 1 。（） 8.任意可逆循环的热效率都是。 ( ) 三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分） １、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式 2、2kg 空气从 300K 定压加热到 700K 时的吸热量为 kJ （空气比定压热容 =1.004 kJ/ （ kg ·K ）） ３、当湿蒸汽的干度 x ＝ 0 时，工质全部为。 ４、一不可逆热机在高温热源 T h 和低温热源 T l 之间工作。高温热源熵变–1.5kJ/K ；低温热源熵变2.5kJ/K ，热机在绝热压缩过程中熵变 0.2kJ/K ；绝热膨胀过程中熵变 0.7kJ/K ；取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的 熵变S 系 = ＿＿＿ kJ/K 。 ５、已知氧气在 250K时=0.913 kJ/(kg·K)，=0.653 kJ/(kg·K)。则该气 体的气体常数R g =＿＿＿kJ/(kg·K)。 ６、一热泵工作时向高温热源传递热量 50kJ, 消耗掉的机械能 20 kJ, 供暖系数为。 二零一七年，秋 第一章 热力学第一定律 1-1用水银压力计测量容器中的压力，在水银柱上加一段水，若水柱高1020mm ，水银柱高900mm ，当时大气压力计上的度数为b 755mmHg p =。求容器中气体的压力。 解：查表可知：21mmH O=9.80665Pa 1mmHg=133.3224Pa 由题中条件可知 2H O Hg b 1020 mm 9.80665 Pa 900mm 133.3224Pa 755mm 133.3224Pa 230.651 KPa 0.231MPa p p p p =++=?+?+?=≈容器 即容器中气体的压力为0.231MPa 。 1-2容器中的真空度为600mmHg v p =，气压计上的高度是b 755mmHg p =，求容器中气体的绝对压力（用Pa 表示）。如果容器中的绝对压力不变，而气压计上高度为 b 770mmHg p =，求此时真空表的度数（以mmHg 表示）. 解：因为 600mmHg=600mm 133.3224Pa=79993.4Pa v p =? b 755mmHg=755mm 133.3224Pa=100658.4Pa p =? 容器中气体的绝对压力为 b v 100658.479993.420665Pa p p p =-=-= 若以mmHg 表示真空度，则 20665 20665Pa= mmHg 155mmHg 133.3224 p == 则当气压计高度为b 770mmHg p =时，真空表的读数为 770mmHg 155mmHg 615mmHg v b p p p '=-=-= 1-3用斜管压力计测量锅炉烟道气的真空度，管子倾斜角30α=?，压力计使用密度 30.8g/cm ρ=的煤油，斜管中液柱长200mm l =，当地大气压力b 745mmHg p =。求烟气 第一次： 三、主观题(共9道小题) 54.某定量工质经历了1-2-3-4-1 循环，试填充下表所缺的数据 过程Q/kJ W/kJ△U/kJ 1-201390 2-30395 3-40-1000 4-10 过程Q/kJ W/kJ△U/kJ 1-2139001390 2-30395-395 3-4-10000-1000 4-10-55 55.ab ac s ab与△s ac谁大 参考答案：答：△u ab=△u ac；△s ab＜△s ac 56.有一循环发动机工作于热源T1=1000K和冷源T2=400K之间，若该热机从热源吸热1360 kJ，对外作功833 kJ。问该热机循环是可逆的不可逆的还是根本不能实现的 参考答案： ηt＞ηtc违背了卡诺定理 结论：该循环根本不可能实现。 （也可用克劳修斯积分不等式或孤立系熵增原理求解） 57.气球直径为 m，球内充有压力为150 kPa的空气，由于太阳辐射加热，气球直径增大到 m，若球内气体压力正比于气球的直径，试求过程中气体对外的做功量W。 参考答案： 解：已知D1 = m时，p1=150 kPa，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD，可求得：k =375 kPa/m 答：过程中气体对外作功量为 kJ 58.水在绝热混合器中与水蒸汽混合而被加热，水流入的压力为200kPa，温度为20℃，比焓为84kJ/kg，质量流量为100kg/min；水蒸汽流入的压力为200kP a，温度为300℃，比焓为3072kJ/kg，混合物流出的压力为200kPa，温度为10 0℃，比焓为419kJ/kg。问每分钟需要多少水蒸汽。 参考答案： 解：此绝热混合器所围空间为一稳流系，根据能量方程： 《热工基础》综合练习题 一、填空题 1．雾化燃烧是气体燃烧料的一种燃烧方式？ 2．包含对流换热系数的准数是 3．洁白的雪对热射线有很强的反射能力？ 4．金属的导热系数随着温度的升高而降低？ 5．为提高实际燃烧温度，空气过剩系数不宜太小，也不能过大？ 6．由红砖、保温砖、粘土砖组成多层平壁，如层与层间由于接触不紧密而存在空气，则多层平壁的传导热流量将（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不能确定。 7．对不饱和空气，干球温度、湿球温度、露点温度之间三者的大小关系是 8．影响自然排烟烟囱抽力的主要因素有 二、简答题 1．为什么新干法窑尾的电收尘器前要设置增湿塔 2．多通道燃烧器有什么突出的优点 3．新型控流阻力篦板主要解决了什么关键问题，篦板阻力与料层阻力的关系发生了什么变化 4．回转窑应具备什么功能，怎样调控物料在窑内的运动 5．简述新型干法生产工艺的发展历程试从热工角度讨论生产中节能降耗的可能途径 6．冷却机的性能有哪些评价指标 7．分解炉内的旋风和喷腾效应有什么主要效果（15分） 8．悬浮预热器的共性有哪些，使用中预热器为何要采用多级串联的工艺布置（15分）9．生产中可采用哪些措施防止结皮堵塞。 10．降低预热器系统阻力损失的措施有哪些 11．生产中为什么要控制分解炉内的温度为890±30℃） 12．影响碳酸盐分解的主要因素有哪些？已知某生产线入窑生料的烧失量为36.2%，出窑烟气中的物料烧失量为3.8%，试求其入窑的表观分解率。 13．简述预分解窑系统中分解炉的主要功能，分解炉内的物料分散与均布是怎样实现的？ 新型干法生产工艺为何能降低废气中的NOx排放量？ 14．在什么情况下应考虑采用旁路放风，它对预热器窑和预分解窑的影响是否一样？15．第三代篦冷机采用了哪些主要的技术措施？ 16．试从熟料形成的热化学入手，说明生产过程中建立稳定的热工制度的必要性，稳定热工制度应有哪些保证条件？ 17．新型干法水泥生产中的D-D炉与RSP炉的主要区别是什么？ 18．生料再循环的目的是什么？ 19．新型干法生产中，为使系统控制最优，对各级预热器的分离效率应进行怎样的控制（以4级预热器为例）？ 20．怎样定义碱的内循环与外循环？ 21．复合式篦冷机与组合阶段式篦冷机的主要区别是什么？ 22．水泥熟料的实际热耗主要由那几部分组成？ 23．在不考虑土建投资的情况下，若追求热效率最高，是不是以增加预热器的级数为好？24．结合传热理论说明预热器系统换热效率好的原因。 思考题 第一章 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的 压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 第二章 《热工基础》题库 一、判断题(每题1 分,共96分): 1、表压力与真空度都不能作为状态参数。(√) 2、热力学中,压力、温度与比容称为基本状态参数。(√) 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、可逆过程必定就是准静态过程,而准静态过程并不一定就是可逆过程。(√) 5、只有可逆过程p-v 图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。(√) 6、若工质吸热,其热力学能一定增加。(×) 7、工质膨胀时必须对工质加热。(×) 8、系统经历一个可逆定温过程,由于温度没有变化,故与外界没有热量交换。(×) 9、对可逆与不可逆绝热过程,都有w =－△u 与w t =－△h,说明可逆与不可逆绝热过程的功量相等。(×) 10、不管过程就是否可逆,开口绝热稳流系统的技术功总就是等于初、终态的焓差。(√) 11、没有容积变化的系统一定与外界没有功量交换。(×) 12、理想气体的比热容一定就是常数。(×) 13、气体常数与气体的种类及所处的状态无关。(×) 14、理想气体的热力学能、焓、熵都就是温度的单值函数。(×) 15、功量可以转换为热量,但热量不可以转换为功量。(×) 16、机械能可以全部转换为热能,而热能绝不可能全部转换为机械能。(√) 17、热效率较高的发动机,循环净功也一定较大。(×) 18、在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程,则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过程中工质熵的变化。(×) 19、工质完成一个不可逆循环后,其熵的变化大于零。(×) 20、熵减小的过程就是不可能实现的。(×) 21、系统熵增大的过程必为吸热过程。(×) 22、理想气体多变过程的技术功就是膨胀功的n 倍。(√) 23、理想气体在定熵膨胀过程中,其技术功为膨胀功的κ 倍。(√) 24、绝热过程熵变为零。(×) 25、可逆绝热过程熵变为零。(√) 26、单独能量品质升高的过程就是不可能发生的。(√) 27、等量的高温热量与低温热量具有相同的品质。(×) 28、自发过程就是不可逆过程,但非自发过程就是可逆过程。(×) 29、熵产就是否为零就是判断过程就是否可逆的判据。(√) 30、因为熵就是状态参数,所以熵流与熵产也都就是状态参数。(×) 中国科学院上海技术物理研究所考研招生专业 2018年考研即将来临，考研的考生们辛辛苦苦地复习就是为了能够考上理想的院校，能否成功考上也要看你选择的招生单位和专业是否正确合理。下面小编为大家整理了2018中国科学院上海技术物理研究所考研招生专业，欢迎阅读。 ?2018中国科学院上海技术物理研究所考研招生专业 1.物理电子学(工学学)080901研究方向：红外光电技术;主动光电与量子通信技术;光谱及光谱成像技术;光电信号检测技术;热成像技术;信息与图像处理技术;应用激光技术;微纳光学薄膜与元件;定量化遥感技术;光谱与偏振等光信息获取技术考试科目：①(101)政治，②(201)英语，③(301)数学(一)，④(856)电子线路或(915)电子学基础或(859)信号与系统。2.电路与系统(工学)080902研究方向：光电成像技术及系统工程;多模信息获取、处理与显示;多目标检测与智能识别技术;精密传感与自动控制;生物医学影像信息技术与系统;远程影像技术与系统考试科目：①(101)政治，②(201)英语，③(301)数学(一)，④(856)电子线路或(862)计算机学科综合(非专业)或(859)信号与系统。3.微电子学与固体电子学(工学)080903研究方向：红外光电子物理;红外光电材料与器件;紫外和可见光电探测器技术;半导体异质多层及低维结构材料;半导体低维结构与量子器件;光子晶体类人工带隙材料与光子器件;纳米材料、纳米光电子学及纳米加工技术;高K薄膜材料及其在前沿集成电路中应用;专用集成电路技术;光电探测器组件技术考试科目：①(101)政治，②(201)英语，③(301)数学(一)，④(811)量子力学或(809)固体物理或(900)半导体集成电路。4.信号与信息处理(工学) 081002研究方向：光电探测及微弱信号处理;多维遥感信息获取与处理技术; 西南科技大学热工基础试题库 一、判断题（正确的在扩号内填“√”，错误的在扩号内填“×”） 1、比体积v 是广延状态参数。 ( ) 2、工质的状态在参数坐标图上是一个点；过程在参数坐标图上是一条线段；循环在参数坐标图上是一条封闭曲线。( ) 3、饱和湿空气的干球温度总是等于湿球温度。( ) 4、采用中间加热循环可以利市循环的热效率，但排汽干度变小了。( ) 5、绝热加湿过程可以近似地看成是湿空气焓值不变的过程。( ) 6、绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增。 ( ) 7、总热力学能U 是强度状态参数。 ( ) 8、材料的导热系数用λ表示，导热的热阻就是λ 1。( ) 9、未饱和湿空气的干球温度总是高于湿球温度。( ) 10、在s T -图中，凝结水送给水泵约热压缩的升压过程，在低压低温条件下可以用一状态点表示。( ) 11、定容过程即无膨胀（或压缩）功的过程。( ) 12、状态方程是描述状态参数之间关系的方程。( ) 13、大气压力b p 是随时间、地点而变化的，所以工质的表压力是不变的，而绝对压力要随p 的变化而变化。( ) 14、因为是等温过程，工质在状态变化中要对外做功是不可能的。( ) 15、温度是指物质的冷热程度，热量是指人依靠温差而传递的能量，所以它们的含义是不同的。( ) 16、工质的定压比热容比定容比热容大。( ) 17、工质的压力、温度、比容积三者关系中，当温度不变时，压力与比容积成反比。( ) 18、可逆循环和不可逆循环的熵变都等于零。( ) 19、在v p -图上，工质做功的大小，可用过程线下面积大小来识别。( ) 20、工质在状态变化中若无摩擦和理想的情况下，熵值增大表示工质能量的损耗。( ) 21、等溶过程中，工质的状态变化在v p -图上是一条对数曲线，在s T -图上是一条垂直于横坐标的线段。( ) 式中：依题意有：m .mm l s /m .g m /kg .cm /g .sin gl gh p MPa .p p p p v b v b 2020089108080102 3 33===?=====-=ρα ρρkPa kPa kPa p p p kPa Pa Pa m m P Pa O m m H p kPa Pa Pa m m p A P O H b O H b 6.206656.1061.961kPa 98p 656.106106656103332.1Hg 800p 1.961kPa a 34.19618067.9200982.97990103332.1Hg 7351265Hg 2Hg 2222=++=++=∴==??===?===??=-压力单位换算： 附录根据《热工基础》习题参考答案 第二章 热能转换的基本概念和基本定律 热能转换的基本概念 2-3 2-4 2-6 （a ）取水为系统，故为闭口系。系统与外界交换的能量为热能。 （b ）取电阻丝+容器+水为系统，故为闭口绝热系。系统与外界交换的能量为电能。 （c ）取图2-40中虚线框内全部空间为系统，故为孤立系。系统与外界无任何形式的能量交换。 2-7 2-8 2-10 用线性插值法求摄氏温标与华氏温标的换算关系： {}{}{}{}32810 10010032 212212+=--= --??)C ()F () C ()F (t .t t t 得 绝对零度（-273.15℃）所对应的华氏温度为： {})F (.).(.t )F (?-=+-?=67459321527381 MP .a MP .-MPa .p -p p a MP .g H mm .MPa .g H mm x p g H mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg 735.0588mm MPa .p mmHg 107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p p g H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p -A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b 3 v b v v b g b g b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====?==∴======∴==?==========+=∴===+=冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷 冷进进进进则设解法三：依题意有：：附录查解法二：）：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（a MP .a MP .-MPa .p -p p a MP .g H mm .MPa .g H mm x p g H mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg 735.0588mm MPa .p mmHg 107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p p g H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p -A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b 3v b v v b g b g b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====?==∴=== ===∴==?==== ======+=∴===+=冷冷冷冷 冷 冷冷 冷 冷 冷 冷 进 进 进 进则设解法三： 依题意有：：附录查解法二：） ：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（m m Hg MPa MPa MPa p p p MPa MPa MPa p p p MPa Pa Pa m m Hg p b v v b v 577077.0025.0102.0025.0073.0098.0073.0733********.1550' '2==-=-==-=-===??= ***国科学院上海技术物理研究所2015年硕士研究生招生简章 中国科学院上海技术物理研究所创建于一九五八年，主要从事红外物理与红外光电技术研究。现有职工750余名，其中中国科学院院士6名，中国工程院院士3名，科技人员600余名，高级科技人员240余人。设有红外探测器材料及器件、光学薄膜及材料、航空航天遥感技术、红外成像及跟踪技术、光电工程与光电信息处理技术、微型制冷技术和光电技术开发应用等14个研究室，并有向国内外开放的红外物理国家重点实验室。本所编辑出版《红外与毫米波学报》和《红外》学术刊物。 建所以来，共获得800多项科技成果，其中国家级奖成果62项、省部级奖成果300多项，获得国家专利465项。此外，本所还创办了一批高科技企业，年产值约7亿元。 本所是首批进入中科院知识创新工程的研究所、我国全面覆盖红外科技领域及相关学科的科学研究与研究生培养单位、中科院博士生重点培养基地。具有“电子科学与技术”一级学科硕士学位授予权。现有3个博士点、10个硕士点以及1个博士后（电子科学与技术）流动站，目前在学研究生400余名。2015年招收学术类硕士研究生94名（其中24名为和上科大联合培养），招收博士研究生60名。热忱欢迎广大考生报考我所研究生，并祝考出水平、考出理想成绩！ 一、硕士研究生招生专业及考试科目 1.物理电子学（理学）******** 研究方向：光学遥感物理基础；红外光电技术及系统工程；航空、航天遥感技术；光谱技术与成像光谱技术；热成像技术；信息与图像处理技术；光电混合信息处理技术；光电跟踪技术；主动式遥感技术；微型低温制冷技术；薄膜光学技术。 考试科目：①(101)政治，②(201)英语，③（601）高等数学(甲)，④（856）电子线路或（915）电子学基础或（859）信号与系统。 2.电路与系统（工学）******** 研究方向：航空航天遥感系统；光电系统工程及自动化；多维信息获取与处理技术；微弱信号检测与处理技术；卫星姿态敏感技术；医学影像信息处理技术与系统 考试科目：①(101)政治，②(201)英语，③（301）数学(一)，④（856）电子线路或（862）计算机学科综合（非专业）或（859）信号与系统。 3.微电子学与固体电子学（理学）******** 研究方向：红外光电子物理；固体光学性质；光电传感材料与器件；半导体外延结构物理学，半导体材料、器件与物理机理；低维系统光电子物理及凝聚态低能激元；半导体低维结构与量子调控；光子晶体，人工带隙材料光子学及器件；纳米材料，纳米光电子学及微纳加工技术；紫外和可见光电探测器及探测机理；铁电薄膜材料及物理特性；红外探测器组件技术；太赫兹探测技术；专用集成电路技术；成像探测器技术。 考试科目：①(101)政治，②(201)英语，③（601）高等数学(甲) ，④（811）量子力学或（809）固体物理或（900）半导体集成电路。 4.电磁场与微波技术（理学）******** 研究方向：电磁场理论；亚毫米波与太赫兹技术；遥感应用基础研究；遥感信息处理与应用；遥感系统仿真与定标；光子学及光子调控技术。 考试科目：①(101)政治，②(201)英语，③（360）高等数学(甲)，④（963）微波技术基础或（913）电磁场理论。 5.信号与信息处理（工学）******** 研究方向：光电信号转换及微弱信号处理；图像信息压缩技术；遥感信息的建模与识别；成像光谱及超光谱信息处理；医学信息处理技术与系统。 考试科目：①(101)政治，②(201)英语，③（301）数学(一)，④（862）计算机学科综合（非专业）或（857）自动控制理论或（859）信号与系统。 6.光学工程（工学）0803 研究方向：光学系统的设计、测量及成像质量评价；光电混合实时信号处理及光电混合系统；薄膜光学技术；低温光学技术。 考试科目：①(101)政治，②(201)英语，③（301）数学(一)，④（815）机械设计或（923）工程光学。 7.制冷及低温工程（工学）********最新热工基础第十章-张学学-思考题答案
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