工程热力学复习题

《工程热力学》复习题型一、简答题1.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？内能、熵、焓是状态量，状态量是对应每一状态的（状态量是描述物质系统状态的物理量）。功和热量是过程量，过程量是在一个物理或化学过程中对应量。（过程量是描述物质系统状态变化过程的物理量）温度是可以直接测定的，压强和体积是不可以直接测定的。2.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。3.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4.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？0、1、k、n5.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pv图上。膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功(由于这个机械工通常是通过转动的轴输入、输出，所以工程上习惯成为轴功);流动功是推动工质进行宏观位移所做的功。膨胀功=技术功+流动功6.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。热力学第一定律的实质就是能量守恒与转换定律在热力学上的应用。（他的文字表达形式有多种，例如：1、在孤立系统中，能的形式可以转换，但能的总量不变；2、第一类永动机是不可能制成的。）数学表达式：进入系统的能量-离开系统的能量=系统储存能量的增量热力学第二定律的实质是自发过程是不可逆的；要使非自发过程得以实现，必须伴随一个适当的自发过程作为补充条件。数学表达式可用克劳修斯不等式表示：7.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）？简单可压缩系统与外界只有准静容积变化功(膨胀功或压缩功)的交换。可逆时公的计算表达式：8.试述可逆过程的特征及实现可逆过程的条件。热力学系统完成某一过程后，如果令过程沿相同的的路径进行而能使过程中所涉及的一切（系统和外界）完全回到原来状态，而不留下任何痕迹，则这一过程称为可逆过程。9.在稳定流动能量方程中，哪几项参量是机械能形式？10.一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。对于一个开放系统，熵的变化可分为两部分，一部分是熵流，由系统与外界交换热量而引起的熵变，吸热为正，放热为负；另一部分则是熵产，表示由于过程中的不可逆因素引起的熵增加，可逆时为零，不可逆时为正，不能为负值。11.实际气体绝热节流后，它的温度如何变化？对实际气体，由于焓是温度和压力的函数，所以节流前后虽焓值不变，温度却发生变化12.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？0.5MPa13.压气机高压比时为什么采用多级压缩中间冷却方式？首先高压压缩机必须要通过多级压缩才能实现，压缩的气体是从大气缸到小气缸的压比产生压力，如果进气口的气缸太大，而出气缸太小，这气就会产生发热过大可缸体损坏，因此要多级压缩，且每级要加冷却管来保证正常工作14.闭口系进行一放热过程，其熵是否一定减少？不一定，可逆绝热过程是定熵过程15.热力系统熵变化有哪两种？各代表什么物理意义？16.第一类永动机是怎样的一种机器？第一类永动机是一种不需供给能量而能永远对外做功的机器。17.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。它与蒸汽卡诺循环有什么不同？18.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.气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加；（×）2.气体膨胀时一定对外作功；（×）3.如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变；（×）4.压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。(×)5.由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。（×）6.第二类永动机违反了热力学第一和第二定律；（×）7.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。(√)8.混合气体中容积成分较大的组分,则其摩尔成分也较大。(×)9.气体常数与气体的种类及所处的状态均无关。(×)10.迈耶公式pvcc=R既适用于理想气体，也适用于实际气体。(×)11.混合气体中容积成分较大的组分,则其摩尔成分也较大。(√)12.对工质加热，其温度反而降低是不可能的。(×)13.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（√）。14.可逆过程一定是准静态过程；（√）15.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。(×)16.理想气体不可能进行吸热而降温的过程。（×）17.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。（√）18.沸腾状态的水总是烫手的。（×）19.容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（×）20.水蒸气在定温过程前后温度不变0T，则其热力学能也不变0u。（×）21.对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。（√）22.工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。（×）23.对于过热水蒸气，干度1x（×）24.膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量（×）25.比体积v是广延状态参数。(√)26.实际气体的压缩因子z可能等于1。（√）27.工质经过一个不可逆循环后，其0s。（√）28.工质经过一个不可逆循环后，其0s。（×）29.熵增过程是不可逆过程。（×）30.熵减少的过程是可以发生的；（√）31.孤立热力系熵减少的过程是无法实现的；（√）32.热力系统放热后，系统的熵一定减少。（×）33.工质经历一个不可逆过程，它的熵不一定增大。（√）34.工质经历一个绝热不可逆过程，它的熵一定增大。（√）35.工质从状态1到状态2进行了一个可逆吸热过程和一个不可逆吸热过程。后者的熵增必定大于前者的熵增。（×）36.热量不可能从低温热源传向高温热源；（×）37.当蒸汽的温度高于饱和温度时，称该蒸汽为过热蒸汽；（×）38.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。（×）39.孤立系的热力状态不能发生变化。（×）40.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。（√）41.湿空气的相对湿度盐越大，空气中水蒸气的含量就越大。（×）42.湿空气的相对湿度全愈大，其中水蒸气分压力也愈大。（√）43.未饱和湿空气的干球温度总大于湿球温度。（√）44.两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（×）45.用压力表可以直接读出绝对压力值。（×）46.封闭系统中发生放热过程，系统熵必减少。（×）47.理想气体的pc、vc值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关。（×）48.任意可逆循环的热效率都是211tTT。（×）49.制冷系数是大于1的数。（×）50.0孤立S是热力学第二定律表达式之一。（√）51.系统（工质）进行一膨胀过程，则该系统必然对外作功。(×)52.计算热效率的公式121TTt只适用于卡诺循环，其中T1、T2分别是两恒温热源的温度。(×)53.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。（√）54.节流过程是一个不可逆过程；（√）55.绝热加湿过程可近似地看成是湿空气焓值不变的过程。（×）56.孤立系统的熵与能量都是守恒的。（×）57.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。（×）58.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。（√）59.实际气体绝热自由膨胀后，其热力学能不变。（×）60.热源与冷源的温差愈大，热效率愈高，制冷系数也愈大。（×）61.绝热过程一定是定熵过程。（×）62.对任意循环，它的热效率可表示为121tQQQ，其中1Q是工质从高温热源吸收的热量，2Q是工质对低温热源放出的热量。（√）63.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。（√）64.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没有热量交换。（×）65.工质完成不可逆过程，其初、终态熵的变化无法计算。（×）66.湿空气的含湿量表示1kg湿空气中水蒸气的含量。（×）67.孤立系统熵增加，也就意味着作功能力损失。（√）68.压缩机采用多级压缩中间冷却的优点仅仅为了省功；（×）69.朗肯循环采用再热后，其热效率必定升高(×)70.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。（√）71.系统由某一初始状态变化到某一终了状态，在这两个状态之间所有过程所作的膨胀功都相等。(×)72.理想气体不论经历什么样的过程，其焓的增量均可用21dTchp计算。（√）73.工质进行一熵增大的过程之后，能够采用绝热过程回复到原来的状态。(×)74.工质经历了一个不可逆循环后，其熵改变量为零。（√）75.HO2在定温汽化过程中所吸收的热量正好等于其所作的功。(×)76.任何气体经过绝热节流后，温度必然降低。（×）77.处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（√）78.稳定流动系统中，维持工质流动的流动功和技术上可资利用的技术功，均是由热能转换所得的工质的体积功转化而来的。（√）79.稳定流动系统进出口工质的状态相同。（×）80.湿空气的相对湿度越高，吸收水分的能力越强。（×）81.热力系破坏平衡的速度要比恢复平衡的速度快得多。（×）82.稳定流动系统与外界交换的功和热量相等且不随时间而变。（×）83.不可能从单一热源取热使之完全变为功。（×）84.由饱和水定压加热为干饱和蒸汽的过程，温度不变。（√）85.要得到较高的压力,不一定要采用多级压缩。(×)86.水的相图表明，冰点和沸点均随压力的升高而升高。(×)87.有0℃以下的水蒸汽。（√）88.热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。（√）89.多变过程即任意过程（×）。90.在相同温度的高温热源和低温热源之间工作的卡诺循环效率最高，其他循环的效率都小于卡诺循环的效率。（×）91.系统从外界吸收热量，温度一定升高。（×）。92.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%（×）。93.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。（√）。94.温度越高热力系所具有的热量越多。（×）。95.水蒸气在定温汽化过程前后温度不变0T，其热力学能也不变。(×)96.对于不可逆过程，热力学第一定律仍然适用。（√）。97.下列说法有无错误？如有错误，指出错在哪里：(1)工质进行不可逆循环后其熵必定增加；(2)使热力系熵增加的过程必为不可逆过程；(3)工质从状态1到状态2进行了一个可逆吸热过程和一个不可逆吸热过程。后者的熵增必定大于前者的熵增。答：(1)这种说法有错误。因为熵是状态函数，工质在实完成了一个循环后回到原状态其熵不变，不管循环是否可逆。(2)这种说法有错误。因为闭口系增熵的原因有两个，即吸热和不可逆损失（对开口系则还应该增加流入质量这个因素）。所以使热力系熵增的过程未必都是不可逆过程，如等温吸热过程是增熵过程，同时又可能是可逆过程。可见增熵未必不可逆，不可逆也未必增熵。(3)这种说法有错误。熵只是状态参数，只取决于状态，而与如何达到这一状态无关。当工质的初始和终结态1和2指定以后，不管中间进行的过程特性如何，熵的变化（21SS）也就完全确定了。因此，在这种条件下不能说不可逆过程的熵增大于可逆过程的熵增。三、填空题1.能源按其有无加工、转换可分为一次能源和二次能源。2.状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给