工程熱力學(xué)：習(xí)題課

習(xí)題課主要內(nèi)容第一部分基本概念：熱力系、熱力系的描述（狀態(tài)、平衡狀態(tài)）、基本狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)方程、狀態(tài)公理、熱力過程（準(zhǔn)靜態(tài)過程）、熱力循環(huán)熱力學(xué)第一定律：能量方程、功、熱熱力學(xué)第二定律：描述、熵、可逆過程、卡諾定理（循環(huán)）、熵方程、克勞修斯不等式主要內(nèi)容第二部分

理想氣體熱力性質(zhì)：狀態(tài)方程、比熱容、狀態(tài)參數(shù)實際氣體：范德瓦爾斯方程、壓縮因子蒸氣的熱力性質(zhì)：飽和狀態(tài)，蒸氣產(chǎn)生過程，P-V，T-S圖，潛熱，干度，狀態(tài)參數(shù)求解，單元復(fù)相系的平衡條件理想氣體混合物與濕空氣：混合物的成分，分壓力、分體積定律，濕空氣的性質(zhì)，露點溫度、干球溫度、濕球溫度，h-d圖

第三部分理想氣體熱力過程：五種熱力過程的過程方程、功量、熱量的計算，P-V，T-S圖

主要內(nèi)容氣體常量Rg()A.與氣體種類有關(guān),與狀態(tài)無關(guān)

B.與狀態(tài)有關(guān),與氣體種類無關(guān)

C.與氣體種類和狀態(tài)均有關(guān)D.與氣體種類和狀態(tài)均無關(guān)例題簡單可以壓縮熱力系統(tǒng)的狀態(tài)可由（）

A．兩個狀態(tài)參數(shù)決定B．兩個具有物理意義的狀態(tài)參數(shù)決定C．兩個可測狀態(tài)參數(shù)決定D．兩個相互獨立的狀態(tài)參數(shù)決定熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的唯一途徑是通過工質(zhì)的（）A．膨脹B．壓縮C．凝結(jié)D．加熱在p－v圖上，經(jīng)過同一狀態(tài)點的理想氣體等溫過程線斜率的絕對值比絕熱過程線斜率的絕對值（）A．大

B．小

C．相等

D．可能大，也可能小若孤立系內(nèi)發(fā)生的過程都是可逆過程，系統(tǒng)的熵（）A．增大B．減小C．不變D．可能增大，也可能減小

理想氣體絕熱流經(jīng)節(jié)流閥，節(jié)流后穩(wěn)定截面處的溫度（）A．升高B．降低C．不變D．無法確定水蒸汽熱力過程熱力學(xué)能變化量△u＝

濕空氣中水蒸汽所處的狀態(tài)（）A．可以是飽和狀態(tài)，也可以是過熱蒸汽狀態(tài)B．可能是飽和狀態(tài)C．即不是飽和狀態(tài)，也不是過熱蒸汽狀態(tài)D．只能是過熱蒸汽狀態(tài)恒溫?zé)嵩礈囟葹門1，恒溫冷源溫度為T2，環(huán)境溫度為T0，熱源提供熱量Q1中的有效能為（）A．熱量Q1減去Q1中的無效能B．卡諾循環(huán)熱效率乘以Q1

理想氣體作可逆絕熱膨脹，溫度由38℃降為20℃焓減少了20kJ/kg，其定值定壓比熱cp=

（）A.1.004kJ/kg·K B.1.11kJ/kg·KC.1.291kJ/kg·K D.1.299kJ/kg·K

CDE亞音速氣流的馬赫數(shù)Ma（）A.小于零 B.大于零，小于1C.等于1 D.大于1飽和濕空氣的干球溫度t、濕球溫度tw、露點tDp間的關(guān)系是（）A.t>tw>tDp

B.t=tw=tDpC.t>tw=tDp D.t=tw>tDp1m3濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量稱為濕空氣的（）A.含濕量 B.比濕度C.相對濕度 D.絕對濕度.濕空氣比焓的單位根據(jù)其定義可用（）A.J或kJ B.kJ/kgC.J/kg D.kJ/kg干空氣E.J/kg干空氣濕空氣加熱過程的特征是濕空氣的___________不變

門窗緊閉的房間內(nèi)有一臺電冰箱正在運行，若敞開冰箱的大門就有一股涼氣撲面，感到?jīng)鏊Ｓ谑怯腥司拖胪ㄟ^敞開冰箱大門的方法達到降低室內(nèi)溫度的目的，你認為這種想法可行嗎？請分別以(1)門窗緊閉的房間為分析對象；(2)電冰箱為系統(tǒng)進行分析。

若分別以某種服從p(v-b)=RgT的氣體（其中b為物性常數(shù)）和理想氣體為工質(zhì)在兩個恒溫?zé)嵩春椭g進行卡諾循環(huán)，試比較哪個循環(huán)的熱效率大一些，為什么？空氣在氣缸內(nèi)經(jīng)歷不可逆過程，內(nèi)能減少15kJ，對外作功10kJ，試分析空氣的熵變有哪幾種可能性？為什么？某種雙原子理想氣體，其氣體常數(shù)為260J/(kg·K)，經(jīng)歷某狀態(tài)變化過程后比體積為原來的3倍，溫度由27℃上升到27℃，若氣體的比熱容為定值，則氣體的熱力學(xué)能的變化量?u=kJ/kg；焓變?h=kJ/kg；熵變?s=

kJ/(kg·K)。熱源A、B溫度分別為500K和300K若熱源A向熱源B傳輸?shù)臒崃渴?70kJ，則熱源A、B的熵變分別是?SA=

kJ/K，?SB=kJ/K，?Siso=

kJ/K，過程熵產(chǎn)Sg=

kJ/K。1kg某種理想氣體經(jīng)歷一個可逆多變過程從初態(tài)t1=900℃，p1=8.5MPa膨脹到終態(tài)t2=217℃，v2=1.27m3/kg。(1)求出此過程的多變指數(shù)n；(2)在p-v圖和T-s圖上畫出該過程，并標(biāo)明過程功及過程熱量可分別用p-v圖及T-s圖上哪塊面積表示？(3)計算過程的Δu，Δs及過程功w和熱量q。已知：氣體Rg=0.287kJ/(kg·K)，比熱容可取定值cP=1.005kJ/(kg·K)。某一工質(zhì)在相同的初態(tài)1和終態(tài)2之間分別經(jīng)歷2個熱力過程，一為可逆過程，一為不可逆過程。比較這兩個過程中1）工質(zhì)的熵的變化量哪一個過程大？為什么？2）相應(yīng)外界的熵變化量哪一個過程大？為什么？某系統(tǒng)需輸送溫度為t1=35℃，表壓力pe1=100kPa的空氣15m3/s。問應(yīng)選擇送風(fēng)量為每小時多少標(biāo)準(zhǔn)立方米的鼓風(fēng)機。已知：pb=101.3kPa；空氣的氣體常數(shù)Rg=0.287kJ/（kg·K）(26.37m3/kg)1kg空氣由狀態(tài)1經(jīng)絕熱膨脹至狀態(tài)2，溫度由240℃下降為20℃，試確定該過程中焓的變化量。（空氣定壓比熱容為定值）由溫度為800℃的恒溫?zé)嵩聪驕囟葹?00℃的恒溫?zé)嵩磦鳠?00×103kJ,環(huán)境溫度為20℃,求有效能的損失.

某循環(huán)在700K的高溫?zé)嵩醇?00K的低溫?zé)嵩粗g工作，各參數(shù)如右圖所示。試判斷是熱機循環(huán)？還是制冷循環(huán)？是可逆循環(huán)？還是不可逆循環(huán)？(要求用二種方法判斷)

一容積為0.02m3的絕熱剛性容器，內(nèi)存有空氣，被一導(dǎo)熱的無摩擦的隔板分成容積相同的A、B兩部分。二側(cè)的溫度相同，都為300K，A側(cè)空氣的壓力為0.2MPa，B側(cè)空氣的壓力為0.1MPa，現(xiàn)將銷釘拔去，任其活塞自由移動，最后兩側(cè)達到平衡，設(shè)空氣的比熱容為定值。試計算：（1）

平衡后的壓力、溫度各為多少？（2）

整個容器內(nèi)氣體的熵變值為多少？若將活塞改為隔板，其它參數(shù)不變，求抽去隔板平衡后容器內(nèi)的的壓力、溫度各為多少？整個容器內(nèi)氣體的熵變值又為多少？

有一儲氣罐，初始時其內(nèi)部為真空，如(a)圖所示，現(xiàn)連接于輸氣管道進行充氣。已知輸氣管內(nèi)空氣狀態(tài)始終保持穩(wěn)定，其焓值為h。經(jīng)時間的充氣后，儲氣罐內(nèi)氣體的質(zhì)量為m，內(nèi)能為u’，如忽略充氣過程中氣體的流動動能及重力位能的影響，而且管路、儲氣罐、閥門都是絕熱的，求u’與h的關(guān)系式。若儲氣罐原不為真空，其中裝有質(zhì)量為m0、內(nèi)能為u0的空氣，如(b)圖所示，經(jīng)時間的充氣后，儲氣罐內(nèi)氣體的質(zhì)量為m，內(nèi)能為u’，則u’與h又有什么關(guān)系？

葉輪式壓氣機將qm=1kg/s，0.1MPa、27℃的空氣不可逆絕熱加壓到0.5MPa，

若壓氣機絕熱效率為