工程热力学答案

工程热力学答案一、填空题第一章１．功和热量都是与过程有关的量。2．热量的负值代表工质向外放热。3．功的正值代表工质膨胀对外作功。4．循环中各个过程功的代数和等于循环净功。5．循环中作功与耗功的绝对值之差等于循环净功。6、热效率ηt定义为循环净功与消耗热量的比值。7．如果工质的某一热力学量的变化量与过程路径无关，而只与过程的初态和终态有关，则该热力学量必是一个状态参数。8．如果可使工质沿某一过程相同的途径逆行回复到原态，并且与之相关的外界也回复到原态、不留下任何变化，则该过程为可逆过程。9．不存在任何能量的不可逆损耗的准平衡过程是可逆过程。10．可逆过程是指工质能经原过程路径逆向进行恢复到初态，并在外界不留下任何改变的过程。11．平衡过程是整个过程中始终保持热和力的平衡的过程。１2．热力系统的平衡状态是指在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变。13．系统处于平衡态通常是指同时具备了热和力的平衡。14．被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统叫做热力系统。15．热力系统中称与外界有质量交换为开口系统。１6．热力系统中称与外界无热交换为绝热系统。１7．热力系统中称既无能量交换又无质量交换为孤立系统。18．热力系统中称仅与外界有能量交换而无质量交换为闭口系统。19．大气压力为Pb，真空度为Pv，系统绝对压力P应该是P=Pb-Pv。20．大气压力为Pb，表压力为Pg则系统的绝对压力P=、P=Pb+Pg。2１．在大气压力为1bar的实验室里测量空气的压力时，若真空表的读数为30000Pa，则空气的绝对压力为7×104Pa。22．制冷系数ε定义为在逆向循环中，低温热源放出的热量与循环消耗的净功之比。23．供暖系数ε'定义为在逆向循环中，高温热源得到的热量与循环消耗的净功之比。24．循环的净功等于循环的净热量。25．热动力循环是将热能转化为机械能的循环。26．衡量热动力循环的经济性指标是循环热效率ηt=W/Q1。第二章1．当1千克工质不可逆绝热地流经压气机时,若进出口的焓分别为h1和h2，则机器对工质作功为hh21。２．工质稳定绝热流经喷管时进、出口的焓为h1和h2，若进、出口的位能差可忽略不计，则1千克工质的动能增量为h1-h2。3．在一个闭口热力系统中，若工质向外放热5KJ且对外作功5KJ，则内能变化量为-10KJ。4．用焓变化量和技术功表示的稳定流动能量方程式为q=h++wt。5．稳定流动能量方程式为q=h+12(C22-C12)+g(Z2-Z1)+Wi。6．热力系统的总储存能包括内能、宏观动能和重力位能。7．热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现象上的应用。8．技术功Wt与膨胀功W的关系是Wt=W+P1V1-P2V2。9．工质流经汽轮机和燃汽轮机时，位能差、动能差和散热量均可忽略不计，若进出口的比焓分别为1h和2h，则一千克工质对机器作功为h1-h2。10．工质稳定流经锅炉、回热器等热交换器时，与外界无功的作用，略去动能差、位能差，1千克工质吸热量q=q=h2-h1。11．在热力设备中，随工质流动而转移的能量等于h=u+pv。12．焓的定义式h=u+pv。13．1Kg工质通过一定的界面流入热力系统时，系统获得的总能量是焓。14．工质进行稳定绝热流动过程时，进出口的比焓分别为1h和2h，若进出口的动能差和位能差可忽略不计，则1kg工质对外作的技术功为h1-h2。15．在可逆过程中，技术功的计算式为21vdpwt。16．只适用于可逆过程的热力学第一定律解析式为qupdv12或qhvdp12。17．推动功只有在工质移动位置时才起作用。18．功的数值不仅决定于工质的初态和终态，而且还和进行的过程有关。第三章1．某双原子理想气体的定容比热为0.72KJ/(Kg·K)，其气体常数为0.288KJ/(Kg.K)。２．在温度为Ｔ、体积为Ｖ的理想气体混合物中，若第i种组成气体的分压力为Pi，则其质量可表示为mi=PiV/(RiT)。3．若双原子理想气体的气体常数R=288J/(Kg·K)，则其定压比热Cp=1008J/(Kg·K)。4．在压力为P、温度为T的理想气体混合物中，若第i种组成气体的分容积为Vi，则其质量可表示为mi=PVi/(RiT)。5．理想气体实质上是实际气体压力趋近于零、比容趋近于无穷大时的极限状态。6．质量热容c、摩尔热容Cm和体积热容C'三者之间的数量关系是Cm=M×c=0.0024C‘。7．阿佛加德罗定律指出：在同温同压条件下，各种气体的摩尔容积都相同。8．在无化学反应及原子核反应的过程中，热力学能的变化只是内动能和内势能的变化。9．道尔顿分压定律可表述为混合气体的总压力等于各组成气体的分压力之和。10．已知空气的定压摩尔比热为7Kcal/(Kmol.K)，则其定压质量比热应为1.012KJ/(Kg.K)。11．理想气体由某一初态１，不可逆变化至状态２，其焓变量Δh12=Cpm(T2-T1)。12．理想气体状态方程为pv=RgT或PV=mRgT。13．已知理想气体在两个状态下的温度和比容值(T1,T2,v1,v2)则状态１至状态２的比熵变化ΔS12=SClnTTRlnvv12v2121。14．理想气体的两个假设是分子有质量无体积，分子间无作用力。15．理想气体由状态１不可逆变化至状态２，其内能变化量为Δu12=Cvm(T2-T1)。16．理想气体定压比热和定容比热的关系为Cp=Cv+Rg。17．通用气体常数R=8.314KJ/(Kmol·K)。18．已知理想气体在两个状态下的温度和压力值T1,T2,P1,P2，则由状态1变化至状态2，其熵变量ΔS12=SClnTTRlnPP12p2121。19．若已知某一理想气体的摩尔质量为M，则其气体常数Rg=8.314/M[KJ/(Kg·K)]。20．理想气体的热力学能仅是温度的函数。21比热容比γ和气体常数Rg及定容比热Cv三者之间关系为Cv=Rg/(γ-1)。22．热力学中标准状态定义为：压力P0=1.1325×105Pa，温度T0=273.15K23．氮气的气体常数R=296.94J/(Kg.K)。24．理想气体进行一个定压过程后，其比热力学能的变化量可用Δu=CvmΔT计算。25．对于理想气体，当过程的初温和终温相同时，任何一个过程的焓变化量都等于零。26．气体常数Rg与摩尔气体常数R的关系为Rg=MR/。27．理想气体进行一可逆定压过程，其吸热量等于CpΔT。28．n千摩尔理想气体状态方程式为PV=8314.3nT。29．不同热力过程的比热容是不相同的，所以比热容是与过程有关的量。30．适用于理想气体可逆过程的热力学第一定律解析式为dq=CvdT+pdv。31．理想气体的热力学能与焓只是温度的函数。第四章1．T-S图上可逆定容过程线下方的面积可代表绝热过程的容积变化功。2．Ｔ－Ｓ图上可逆定压过程线下方的面积可代表焓的变化量。3．Ｔ－Ｓ图上可逆定压线下方的面积可代表绝热过程的技术功。4．在Ｔ－Ｓ图上，定压线的斜率小于定容线的斜率。5．理想气体自p1、v1可逆膨胀至p2、v2，技术功wt=)(12211vpvpnn，膨胀功w=)(112211vpvpn。若为可逆绝热膨胀，则wt是w的k倍。6．理想气体多变指数为n的多变过程，其技术功Wt和过程功W之间有关系式Wt=nw。7．定容过程的热力学能增加等于吸热量，定压过程的焓增等于吸热量。8．在P-v图上，定容过程线斜率最大，定压过程线斜率绝对值最小。9．在T-s图上，定温过程线斜率最小，绝热过程线斜率最大。10．理想气体进行一个吸热、降温过程，其多变指数n的范围是1nK。11．多变过程是指整个过程的每个状态均满足PVn=C(常数)的过程。第五章1．热力学第二定律的克劳修斯说法为热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。2．热力学第二定律的数学表达式可写为ds≥dq/T或∮dq/T≤0。３．某热机Ｅ从600K的高温热源TH吸热1000KJ，向300K的低温热源TL放热，热效率为40%，由计算可得∮dQ/T=-1/3KJ/K，由E、TH、TL组成孤立系统的熵变化量为1/3KJ/K。４．某热机从600K的热源吸热1000KJ，向300K的环境放热，热效率为40%，作功能力损失为100KJ。5．卡诺定理说明：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与可逆循环的种类无关，与采用哪一种工质也无关。6．不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其它任何变化的热力发动机。7．热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。8．理想气体从相同的初态绝热膨胀到某一温度，不可逆过程所作的功等于可逆过程所作的功。9．工质从温度为T1的热源吸热Q，该热量的作功能力（或称最大可用能）为Q(1-T0/T1)（设环境温度为T0）。10．当孤立系统内发生不可逆变化时，系统内作功能力的损失I和系统熵增ΔS0间的关系为I=T0ΔS孤。11．卡诺循环热效率仅与吸热温度和放热温度有关。12．若吸热温度提高，放热温度降低则卡诺循环的热效率提高。13．若可逆过程与不可逆过程有相同的初、终态，则前者的熵变等于后者的熵变。14．卡诺循环是由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程四个过程构成。15．若理想气体由同一初态分别经可逆绝热膨胀和不可逆绝热膨胀到相同的终态压力，则前者的终态温度比后者低。16．能量中可用能的减少称为能量的贬值。17．工质经历一个不可逆循环后，其熵变等于0。18．卡诺定理说明在两个热源间工作的不可逆循环热效率小于可逆循环的热效率。19．孤立系统的熵增原理是孤立系统的熵只能增大或不变，不能减小。20．孤立系统中发生了任何不可逆变化时，孤立系统的熵增大。21．逆向卡诺循环制冷系数的表达式为ε=。22．工质进行一个不可逆放热过程，其熵可增、可减或不变(或不能确定)。23．理想气体进行定压吸热过程，温度由T1升高到T2，此过程的平均吸热温度为TTTTT12121ln。第六章1．压缩因子是反映实际气体对理想气体的偏离程度的参数。2．在范德瓦尔方程中，(v-bm)表示实际气体分子本身占据一定体积，a/Vm2表示实际气体分子之间有相互吸引力。３．压缩因子Z的定义式为Z=Pv/(RT)，Z值的大小反映了实际气体偏离理想气体的程度。４．范德瓦尔方程为(P+a/Vm2)(Vm-b)=RT，该方程考虑了气体分子本身所占的体积和分子间的相互作用力所产生的影响。5．与理想气体的状态方程相比,范德瓦尔方程该方程考虑到气体分子本身所占的体积;考虑到分子间的相互作用力所产生的影响。第七章1．在某一压力下，若饱和水的焓为h'、饱和蒸汽的焓为h''，则干度为x的湿蒸汽的焓为hx=h’’x+(1-x)h’。2．湿蒸汽的干度x定义为在1千克湿蒸汽中包含x千克饱和蒸汽，而余下的(1-x)千克则为饱为水。３．在某一压力下，若饱和水与饱和蒸汽的焓分别为h'和h''，则汽化潜热r=h’’-h’。4．h-s图上垂直线段的长度可表示定压过程的热量。5．当湿饱和蒸汽定压变成干饱和蒸汽时，热力学能将增大。6．在某一压力下，由饱和水变为饱和蒸汽时，温度不变、焓增大、熵增大。7．p=30bar的湿蒸气v=0.054m3/Kg，由水蒸汽表查得v'=0.0012163m3/Kg，v''=0.06662m3/Kg，其干度应为x=0.807。8．在一定压力下湿蒸气的焓为hx，从蒸汽表中查得h'和h''值，其干度x=(hx-h’)/(h’’-h’)。9．在一定压力下，湿蒸汽的干度为x，若从蒸汽表中查得v'和v''，则该湿蒸汽的比容vx=(1-x)v’+xv’’。10．汽化潜热r的意义是在定压下使1Kg饱和液体汽化为饱和蒸汽所需的热量，其数值r=h’’-h’或Ts(S’’-S’)。11．在水的定压加热、汽化过程的Ｔ－Ｓ图上，下界限线的左侧为未饱和水区，上界限线的右侧为过热蒸汽区，两界限线之间则为水汽共存的湿蒸汽区。12．若饱和水焓h'，干饱和蒸汽焓为h''，干度为x的湿饱和蒸汽焓为xh’’+(