工程热力学复习题

《工

一、简答题

1. 简述活塞式压气机与叶轮式压气机（离心式或轴流式）在工作原理上的

区别。

2. 状态量（参数）与过程量有什么不同？常用的状态参数哪些是可以直接

测定的？哪些是不可直接测定的？

3. 写出状态参数中的一个直接测量量和一个不可测量量；写出与热力学第

二定律有关的一个状态参数。

4. 对于简单可压缩系统，系统与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功

如何计算。

交换的功为体积变化功。可逆时

5. 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？

6. 试述膨胀功、技术功和流动功的意义及关系，并将可逆过程的膨胀功和

技术功表示在p?v图上。

7. 热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达

式。

8. 对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功

如何计算（写出表达式）？

9. 试述可逆过程的特征及实现可逆过程的条件。

10. 在稳定流动参量方程中，哪几项参量是机械能形式？

11. 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分？指出它们的正负号。 12. 实际气体绝热节流后，它的温度如何变化？

13. 水蒸气从状态1?p1,T1,v1,h1,s1?可逆定温变化到状态2?p2,T2,v2,h2,s2?，试求这一变化过程中膨胀功的大小。

14. 采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa的空气压缩至2.5MPa，中间压

力为多少时耗功最少？

15. 压气机高压比时为什么采用多级压缩中间冷却方式？ 16. 闭口系进行一放热过程，其熵是否一定减少？ 17. 热力系统熵变化有哪两种？各代表什么物理意义？ 18. 第一类永动机是怎样的一种机器？

19. 试画出朗肯循环的T-s图，并指明该循环是由哪些过程组成的，以及这

些过程都是在什么设备内完成的。

20. 提高蒸汽轮机动力循环热效率的措施有那些？

答：提高蒸汽初温初压、采用回热循环、抽汽回热循环、再热循环和热电联供循环等。

二、判断题（对的打“√”，错的打“×”，把正确答案填在下表上）

1.

2. 3. 4. 5. 6. 7.

第二类永动机违反了热力学第一和第二定律； （ × ） 热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆（ √ ）。 可逆过程一定是准静态过程； （ √ ） 理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。 ( × ) 理想气体不可能进行吸热而降温的过程。 （ × ） 可逆绝热过程即等熵过程；反之，等熵过程必为可逆绝热过程。（ √ ） 沸腾状态的水总是烫手的。 （ × ）

8. 水蒸气在定温过程前后温度不变??T?0?，则其热力学能也不变

??u?0?。 （ × ）

9. 实际气体的压缩因子z可能等于1。 （ √ ） 10. 工质经过一个不可逆循环后，其?s?0。 （ √ ） 11. 工质经过一个不可逆循环后，其?s?0。 （ × ） 12. 熵增过程是不可逆过程。 （ × ） 13. 熵减少的过程是可以发生的； （ √ ） 14. 孤立热力系熵减少的过程是无法实现的； （ √ ） 15. 热力系统放热后，系统的熵一定减少。 （ × ） 16. 工质经历一个不可逆过程，它的熵不一定增大。 （ √ ） 17. 工质经历一个绝热不可逆过程，它的熵一定增大。 （ √ ） 18. 热量不可能从低温热源传向高温热源； （ × ） 19. 当蒸汽的温度高于饱和温度时，称该蒸汽为过热蒸汽； （ × ） 20. 理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。（ × ） 21. 孤立系的热力状态不能发生变化。 （ × ） 22. 活塞式压气机采用多级压缩和级间冷却方法可以提高它的容积效率。

（ √ ）

23. 湿空气的相对湿度盐越大，空气中水蒸气的含量就越大。 （ × ） 24. 湿空气的相对湿度全愈大，其中水蒸气分压力也愈大。 （ √ ） 25. 未饱和湿空气的干球温度总大于湿球温度。 （ × ） 26. 用压力表可以直接读出绝对压力值。 （ × ） 27. 封闭系统中发生放热过程，系统熵必减少。 （ × ） 28. 理想气体的cp、cv值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关。

（ × ）

29. 任意可逆循环的热效率都是?t?1?T2。 （ × ） T130. 制冷系数是大于1的数。 （ × ） 31. 绝热节流的温度效应可用一个偏导数来表征，这个量称为焦耳－汤姆逊

系数。它是一个状态的单值函数。实际气体节流后温度可能升高、降低或不变。 （ √ ） 32. 节流过程是一个不可逆过程； （ √ ） 33. 绝热加湿过程可近似地看成是湿空气焓值不变的过程。 （ × ） 34. 孤立系统的熵与能量都是守恒的。 （ × ） 35. 饱和湿空气中的水蒸气处于饱和状态，未饱和湿空气中的水蒸气处于未

饱和状态。 （ × ） 36. 混合气体中的质量成份较大的组分，其摩尔成分不一定较大。（ √ ） 37. 实际气体绝热自由膨胀后，其热力学能不变。 （ × ） 38. 热源与冷源的温差愈大，热效率愈高，制冷系数也愈大。 （ × ） 39. 绝热过程一定是定熵过程。 （ × ） 40. 对任意循环，它的热效率可表示为?t??Q1?Q2?Q1，其中Q1是工质从高

温热源吸收的热量，Q2是工质对低温热源放出的热量。 （ √ ） 41. 相同的终点和始点的两条途径，一为不可逆。一为可逆，那么不可逆的?S必大于可逆的?S。 （ √ ） 42. 系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故该系统工质与外界

热量。 （ × ） 43. 工质完成不可逆过程，其初、终态熵的变化无法计算。 （ × ） 44. 湿空气的含湿量表示1kg湿空气中水蒸气的含量。 （ × ） 45. 孤立系统熵增加，也就意味着作功能力损失。 （ √ ） 46. 压缩机采用多级压缩中间冷却的优点仅仅为了省功； （ × ） 47. 朗肯循环采用再热后，其热效率必定升高 ( × ) 48. 提高新蒸汽的温度、压力和降低乏汽压力理论上都可提高朗肯循环的热

效率。 （ √ ）

三、填空题

1. 已知当地大气压为0.1MPa，一压力容器中被测工质的压力为50kPa，此

时，该工质的测量应选用 （填真空计或压力表）测压计。 2. 热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种

状态称为( 平衡状态 ) ( 平衡状态还是稳定状态 )

3. 实现可逆过程的条件是： 。 4. 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( 200 )J。 5. 稳定流动系统能量议程式?q?dh?vdp的适用条件是： 。 6. 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 50 J 。

7. 在理想气体的定温过程中，初、终参数压力与体积的关系为 。 8. 由氧气和氮气组成的混合气体中，氧气的体积分数为30%，要使氧气的

分压力为100kPa，那么混合气体的压力应为 kPa。 9. 氧气和氮气的混合气体2m3，压力为0.1MPa,其中氮气的分容积为

1.4m3，则氮气和氧气的分压力分别为pN2? ，pO2? 。 10. A点是海平面某点，B点是青藏高原某点，请问A、B两处沸腾水的水温

哪处高： 。

11. 熵增加的过程 （填一定或不一定）是不可逆过程。

12. 同一理想气体从同一初态分别经过定温压缩，绝热压缩和多变压缩

?1?n?k?到达同一终压力，耗功最大的为 压缩过程，而耗功最

小的为 压缩过程。

13. 水蒸气的一点、两线、三区具体指的是：一点（ ）、两线

（ ）（ ）、三区（ ）（ ）（ ）。

14. 7. 未饱和湿空气，其干球温度t湿球温度tw和露点温度td的大小关系

为（ t?tw?td ）。

15. 水在定压加热过程中吸收热量成为过热蒸汽必需要经历五种状态的变化，即未饱和水、饱和水、湿蒸汽、 及过热蒸汽。 16. 当湿蒸汽的干度 x ＝ 0 时，工质全部为 。 17. 露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的 饱和 温度。

18. 冬季用暖气（加热室内空气）取暖，若不采取其它措施，则室内空气温

度 而相对湿度 。（填增大、不变或减小） 19. 水蒸气的汽化潜热在低温时较 ，在高温时较 ，在临界温

度处为 。

20. 卡诺机A工作在927℃和T的两个热源间，卡诺机B工作在T和27℃的

两个热源间。当此两个热机的热效率相等时，T热源的温度T＝ K。 21. 工质在温度为 30 ℃ 的恒温热源和－20 ℃ 的恒温冷源之间工作，该循

环的最高制冷系数为 5.06 。

22. 如图所示的容器，被一刚性壁分成两部分，环境

压力为0.1MPa，压力表B的读数为40kPa，真空计C的读数为30kPa，则容器两部分内气体绝对压

力p1? ，p2? 。

23. 压缩因子z反映 气体与 气体的偏差程度。

24. 活塞式压气机由于存在余隙容积，压缩耗功 ，产气量 ，随

比压增大，容积效率 。（填“增加”、“不变”或“减小”） 25. 热的品位比机械能的品位 ( 高还是低 )。

四、单项选择题（把正确选择项填在下表上）

1. 由理想气体混合物分压力和分容积定义可以得到 D ： A、pVi?miRT； B、pV ?niRT； C、pivi?RTii； D、pVi?pVi2. 确定湿蒸气状态的条件是 C ：

A、压力与温度； B、压力或温度； C、压力与比容； D、温度或比容 3. 对比态状态方程的形式是 D ： A、f?pr,Tr,z??0； B、z?vpv； C、z?rr； D、f?pr,Tr,vr??0

Tr?RTp?4. 对湿空气，保持干球温度不变的过程，若含湿量增加则为 D 过程。

A、纯加热； B、纯冷却； C、绝热加湿； D、加热加湿 5. 可逆压缩时压气机的耗功为 C ；

A.??pdv； B.?d?pv?； C.??vdp

11226. 湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，湿球温度愈低，其含湿量（比湿度） B ；

A.愈大； B.愈小； C.不变。

7. 压气机采用三级压缩，P1是第一级进口压力，P4是最后一级的出口压力，

则最佳压力比为 C

1A ??P4 B ??3P4 C ??P13P4p D ??4 Pp118. pvk=常数?k?cpcv?适用于 D A一切绝热过程 。 B理想气体绝热过程。 C任何气体可逆绝热过程 D理想气体可逆绝热过程

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