工程熱力學(xué)期末考試試題

一、1.若已知工質(zhì)的絕對壓力P=0.18MPa環(huán)境壓力Pa=0.1MPa則測得白壓差為（B）A.真空pv=0.08MpaB.表壓力pg=0.08MPaC.真空pv=0.28MpaD.表壓力pg=0.28MPa.簡單可壓縮熱力系的準(zhǔn)平衡過程中工質(zhì)壓力降低，則 （A）A.技術(shù)功為正 B.技術(shù)功為負(fù)C.體積功為正 D.體積功為負(fù).理想氣體可逆定溫過程的特點是（B）A.q=0B.Wt=WC.Wt>WD.Wt<W.若從某一初態(tài)經(jīng)可逆與不可逆兩條途徑到達(dá)同一終態(tài)，則不可逆途徑的4 $必（B）可逆過程^SoA.大于B.等于C.小于 D.大于等于.飽和蒸汽經(jīng)歷絕熱節(jié)流過程后（C）A.變?yōu)轱柡退瓸.變?yōu)闈裾羝鸆.作功能力減小D.溫度不變.絕熱節(jié)流過程中節(jié)流前、后穩(wěn)定截面處的流體 （C）A.始值增加B.始值減少C.嫡增加D.嫡減少.空氣在漸縮噴管內(nèi)可逆絕熱穩(wěn)定流動，具滯止壓力為 0.8MPa,噴管后白壓力為0.2MPa,若噴管因出口磨損截去一段，則噴管出口空氣的參數(shù)變化為 （C）A.流速不變，流量不變B.流速降低，流量減小C.流速不變，流量增大 D.流速降低，流量不變.把同樣數(shù)量的氣體由同一初態(tài)壓縮到相同的終壓，經(jīng) （A） 過程氣體終溫最高。A.絕熱壓縮B.定溫壓縮 C.多變壓縮 D.多級壓縮.過程是可逆過程。（C）A.可以從終態(tài)回復(fù)到初態(tài)的B.沒有摩擦的C.沒有摩擦的準(zhǔn)平衡D.沒有溫差的.絕對壓力p,真空pv,環(huán)境壓力Pa間的關(guān)系為（D）A.p+pv+pa=0B.p+pa—pv=0C.p—pa—pv=0D.pa—pv—p=0Q.閉口系能量方程為（D）A.+△U+W=0B.Q+U-W=0C.Q-△U+W=0DGAU-W=0.氣體常量Rr（A）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).理想氣體的 是兩個相互獨立的狀態(tài)參數(shù)。（C）A.溫度與熱力學(xué)能B.溫度與始C.溫度與嫡D.熱力學(xué)能與始.已知一理想氣體可逆過程中，wt=w,此過程的特性為（B）A.定壓B.定溫C.定體D.絕熱.在壓力為p時，飽和水的嫡為s'.干飽和蒸汽的嫡為s〃。當(dāng)濕蒸汽的干度0<x<1時，其嫡為s,則（A）A.s">s>s'B.s>s">s'C.s<s'<s"D.s'>s>s".可逆絕熱穩(wěn)定流動過程中，氣流始的變化與壓力變化的關(guān)系為（B）A.dh=-vdpB.dh=vdpC.dh=-pdvD.dh=pdv17、飽和濕空氣的相對濕度（B）A.>1B.?=1C.?<1D.0<?<118.濕空氣的始h為（D）A.1kg濕空氣的始B.1m3濕空氣的始C.1kg干空氣與1kg水蒸汽始之和D.1kg干空氣的始與1kg干空氣中所含水蒸汽的始之和二、多項選擇題.單位物量的理想氣體的熱容與:有關(guān)。（ACDE）A.溫度B.壓力C.氣體種類D.物量單位E.過程性質(zhì).卡諾循環(huán)是__AD__的循環(huán)。A.理想化B.兩個定壓、兩個絕熱過程組成C.效率最高D.可逆.水蒸汽h-s圖上的定壓線(AD)A.在濕蒸汽區(qū)為直線B.在過熱蒸汽區(qū)為直線C.在濕蒸汽區(qū)為曲線D.在過熱蒸汽區(qū)為曲線E.在濕蒸汽區(qū)和過熱蒸汽區(qū)是斜率不同的直線.理想氣體經(jīng)絕熱節(jié)流后，前后穩(wěn)定截面上的 BD相等。.A.壓力B.溫度C.比體積D.始E.嫡.閉口系內(nèi)的理想氣體經(jīng)歷一個不可逆過程，吸熱5KJ,對外作功10KJ,則(ABC)A.該過程的嫡產(chǎn)大于零B.該過程的嫡流大于零C.理想氣體的嫡增加 D.理想氣體的熱力學(xué)能增加E.理想氣體的溫度升高T2Rr也.公式△S=CplnT1 lnp1,適用于(BCE)A.任意工質(zhì)的可逆過程 B.理想氣體的任意過程C.理想氣體的可逆過程 D.任意氣體的可逆過程E.理想氣體的準(zhǔn)平衡過程.不同狀態(tài)的濕空氣的濕球溫度tw、干球溫度t和露點溫度tDP之間的關(guān)系可以是(BC)A.tDP>tw>tB.tDP<tw<tC.tDP=tw=tD.t>tDP>twE.tw>tDP>t.濕蒸汽經(jīng)定溫膨脹過程后其內(nèi)能變化(A)AU=0 (B)△U>0(C)AU<0(D)AU<0或△U>0.多級(共Z級)壓氣機(jī)壓力比的分配原則應(yīng)是(A)0i=(PZ+1+P1)/Z(B)0i=(PZ+1/P1)1/Z(C)0i=PZ+1/P1 (D)0i=(PZ+1/P1)/Z.工質(zhì)嫡減少的過程(A) 不能進(jìn)行 (B) 可以進(jìn)行(C)必須伴隨自發(fā)過程才能進(jìn)行.閉口系統(tǒng)功的計算式W=U1-U2 適用于可逆與不可逆的絕熱過程。只適用于絕熱自由膨脹過程。只適用于理想氣體的絕熱過程。只適用于可逆絕熱過程。 1、B2、C3、B4、B5、ATOC\o"1-5"\h\z.如果熱機(jī)從熱源吸熱100kJ,對外作功100kJ,則( )。(A)違反熱力學(xué)第一定律； (B) 違反熱力學(xué)第二定律；(C)不違反第一、第二定律；(D)A和B。.壓力為10bar的氣體通過漸縮噴管流入1bar的環(huán)境中，現(xiàn)將噴管尾部截去一小段，其流速、流量變化為( )。流速減小，流量不變 (B)流速不變，流量增加流速不變，流量不變 (D)流速減小，流量增大.系統(tǒng)在可逆過程中與外界傳遞的熱量，其數(shù)值大小取決于( )。(A) 系統(tǒng)的初、終態(tài)； (B) 系統(tǒng)所經(jīng)歷的過程；(C) (A)和(B); ( D)系統(tǒng)的嫡變。.不斷對密閉剛性容器中的汽水混合物加熱之后，其結(jié)果只能是( )。(A)全部水變成水蒸汽 (B)部分水變成水蒸汽(C)部分或全部水變成水蒸汽 (D)不能確定.( )過程是可逆過程。(A).可以從終態(tài)回復(fù)到初態(tài)的 (B).沒有摩擦的(C).沒有摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程 (D).沒有溫差的1、B2、A3、A4、A5、C三、填空題(每空1分，共10分).當(dāng)熱力系與外界既沒有能量交換也沒有物質(zhì)交換時，該熱力系為 _孤立系。.在國際單位制中溫度的單位是開爾文(K)。

.根據(jù)穩(wěn)定流動能量方程，風(fēng)機(jī)、水泵的能量方程可簡化為-ws=h2-hl或-wt=h2—hl o.同作石、的容器內(nèi)分別儲存了同樣溫度的氫氣和氧氣，若二個容器內(nèi)氣體的壓力相等，則二種氣體質(zhì)量的大小為mH2則二種氣體質(zhì)量的大小為mH2小于mO2oTOC\o"1-5"\h\zt2 t2C與C5.已知理想氣體的比熱C隨溫度的升高而增大，當(dāng)t2>t1時，5.已知理想氣體的比熱C隨溫度的升高而增大，當(dāng)t2 t2CCt1 0 o.已知混合氣體中各組元氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)⑴i和摩爾質(zhì)量Mi,則各組元氣體的摩爾分?jǐn)?shù)xii/Mini/Mi為―i1 。.由熱力系與外界發(fā)生熱量■交換而引起的嫡變化稱為嫡流。.設(shè)有一^H若熱機(jī)工作于600c和30c熱源之間，則卡諾熱機(jī)的效率為65.29%.在蒸汽動力循環(huán)中,汽輪機(jī)排汽壓力的降低受環(huán)境—溫度的限制。.與外界既無能量交換也無物質(zhì)交換的熱力系稱為—■孤立—熱力系。.熱力系的儲存能包括—熱力學(xué)能、宏觀動能、重力位能—。.已知某雙原子氣體的氣體常數(shù)Rg=260J/(kg?k),則其定值比熱容cv=__650 J/(kg'k)。.而1kTil想氣體定壓過程初、終態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù)和其比熱容，其熱力學(xué)能的變化量可求出為Au=__cp(T2-T1)—。.定值比熱容為cn的多變過程，初溫為T1,終溫為T2,其嫡變量As=。.水蒸汽的臨界壓力為__22.12―MPa.流體流經(jīng)管道某處的流速與—當(dāng)?shù)匾羲佟谋戎捣Q為該處流體的馬赫數(shù)。.汽輪機(jī)的排汽壓力越低，循環(huán)熱效率越高，但排汽壓力的降低受到了 —環(huán)境溫度—的限制。.未飽和濕空氣的相對濕度值在__0與1之間。.理想氣體多變指數(shù)n=1,系統(tǒng)與外界傳熱量q=;多變指數(shù)n=±oo,系統(tǒng)與外界傳熱量q=o.卡諾循環(huán)包括兩個過程和兩個 過程.水蒸汽的汽化潛熱在低溫時較,在高溫時較,在臨界溫度為O.在T-S圖上，定壓線的斜率是;定容線白^斜率是.理想氣體音速的計算式：,馬赫數(shù)的定義式為：1、功W;內(nèi)能U2、定溫變化過程， 定嫡變化3、小，大，0 Mc4、對數(shù)曲線，對數(shù)曲線5、a鬧鬧〒， a.理想氣體多變過程中，工質(zhì)放熱壓縮升溫的多變指數(shù)的范圍.蒸汽的干度定義為。,在臨界溫度為.水蒸汽的汽化潛熱在低溫時較,在高溫時較,在臨界溫度為.理想氣體的多變比熱公式為.采用Z級冷卻的壓氣機(jī)，其最佳壓力比公式為1、大于0,小于；2 、濕蒸汽中含干蒸汽的質(zhì)量/濕蒸汽的總質(zhì)量3、小，大，04、ncn -cvn15、Bi= （PZ+1/P1）1/Z四、1、理想氣體：理想氣體滿足克拉貝龍狀態(tài)方程的氣體；或者是指由相互間沒有作用力的分子構(gòu)成的氣體，且分子本身是不占據(jù)體積的彈性質(zhì)點.2、水蒸汽的臨界狀態(tài)：當(dāng)壓力高于確定的臨界壓力時，定壓下的蒸氣發(fā)生過程不再經(jīng)歷預(yù)熱、氣化和過熱三個階段，而是在溫度為臨界溫度時連續(xù)地從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，這種由臨界壓力和臨界溫度確定的狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。過熱度：過熱蒸氣的溫度與同壓下的飽和溫度之差稱為過熱度，單位為開爾文或攝氏度3、濕空氣的絕對濕度：濕空氣中水蒸氣的密度，符號 pV4濕空氣的相對濕度：濕空氣中水蒸氣的密度pV與其相應(yīng)溫度下的最大密度pS之比5.嫡產(chǎn)：不可逆過程中，不可逆因素引起的嫡的變化稱為嫡產(chǎn)。6.穩(wěn)定流動：是指流體流經(jīng)管道中任意點的熱力狀態(tài)參數(shù)及流速等均不隨時間而變化的流動過程。7.濕空氣的始：濕空氣的始值等于干空氣的始值與水蒸氣的始值之和。8.控制質(zhì)量：閉口系內(nèi)包含的物質(zhì)量是恒定的，這種作為研究對象的恒量物質(zhì)稱為控制質(zhì)量。9.熱量的無效能：熱源提供的熱量，在環(huán)境為冷源的卡諾循環(huán)中，不能轉(zhuǎn)換為功的部分。10.水蒸汽的飽和狀態(tài)：汽化和液化速率相等，成為一種汽液相變的動態(tài)平衡的狀態(tài)。11.濕空氣的含濕量：一定體積的濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量與其中所含干空氣質(zhì)量的比值?；驖窨諝庵?，每1kg干空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量。孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換的系統(tǒng)。始：為簡化計算，將流動工質(zhì)傳遞的總能量中，取決于工質(zhì)的熱力狀態(tài)的那部分能量，寫在一起，引入一新的物理量，稱為始。熱力學(xué)第二定律：克勞修斯（Clausius）說法：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。開爾文一浦朗克（Kelvin—Plank）說法：不可能制造只從一個熱源取熱使之完全變成機(jī)械能而不引起其他變化的循環(huán)發(fā)動機(jī)。相對濕度：濕空氣的絕對濕度v與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度 s的比值，稱為相對濕度?？ㄖZ定理：1.所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相等，與采用哪種工質(zhì)無關(guān)。2.在同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切不可逆循環(huán)，其熱效率必小于可逆循環(huán)。理想氣體：氣體分子本身所具有的體積與其所活動的空間相比非常小，分子本身的體積可以忽略，而分子間平均距離很大，分子間相互吸引力小到可以忽略不計時，這種狀態(tài)的氣體便基本符合理想氣體模型。水蒸氣的汽化潛熱：將1kg飽和液體轉(zhuǎn)變成同溫度的干飽和蒸汽所需的熱量。五、簡答題（本大題共5小題，每小題5分，共25分）.何謂水蒸汽參數(shù)座標(biāo)圖中的一個點、兩條線、三個區(qū)域和五種狀態(tài)？一點：臨界狀態(tài)點，其在水蒸汽參數(shù)座標(biāo)圖中的位置隨工質(zhì)而異；二線：飽和蒸氣線（上界線）：不同壓力下飽和蒸氣狀態(tài)的連線.飽和液線（下界線）：不同壓力下飽和液狀態(tài)的連線。上、下界線合在一起又稱為飽和線。三區(qū)：未飽和液區(qū)（過冷液區(qū)），濕蒸氣區(qū)，過熱蒸氣區(qū)五態(tài)：未飽和液（過冷液），飽和液，濕飽和蒸汽，（干）飽和蒸汽，過熱蒸汽.卡諾循環(huán)熱效率表達(dá)式說明了哪三個重要問題？

a.提高熱源溫度TH和降低冷源溫度TL是提高兩恒溫?zé)嵩撮g可逆循環(huán)熱效率的根本途徑與方法;b.TL=0和THHoo是不可能的，故熱機(jī)熱效率恒小于100%;c.當(dāng)TH=TL時，4C=0,說明單一熱源熱機(jī)是造不成的..平衡狀態(tài)與穩(wěn)定態(tài)有什么聯(lián)系與區(qū)別？平衡態(tài)是指熱力系的宏觀性質(zhì)不隨時間變化的狀態(tài)。穩(wěn)定態(tài)是指熱力系的狀態(tài)不隨時間而變化的狀態(tài)。平衡必然穩(wěn)定，穩(wěn)定未必平衡。 4.2能量方程q=Au+w和q=CvAT+1Pdv的適用條件有何不同？前者：閉口系、任意工質(zhì)、任意過程；后者：閉口系、理想氣體、可逆過程。5.夏天，自行車在被太陽曬得很熱的馬路上行駛時，為什么容易引起輪胎爆破 ？輪胎內(nèi)氣MRrMRrrT,-體壓力為P=VV為常數(shù)，當(dāng)T升高時P隨之升高，容易引起爆破。6.不可逆過程嫡的變化如何計算？可以選擇相同初、終狀態(tài)間可逆過程嫡的變化來計算。 7.準(zhǔn)平衡過程與可逆過程有何共同處？有何區(qū)別？有何聯(lián)系？它們共同處都是在無限小勢差作用下，非常緩慢地進(jìn)行，由無限接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)組成的過程。它們的區(qū)別在于準(zhǔn)平衡過程不排斥摩擦能量損耗現(xiàn)象的存在，可逆過程不會產(chǎn)生任何能量的損耗。一個可逆過程一定是一個準(zhǔn)平衡過程，沒有摩擦的準(zhǔn)平衡過程就是可逆過程。.理想氣體狀態(tài)方程有哪些常見形式？方程中的常數(shù)項與物性是否有關(guān)？1kg氣體:pv=RrTmkg氣體:pV=mRrT1mol氣體：pVm=RTnmol氣體：pV=nRTRr是氣體常數(shù)與物性有關(guān)，R是摩爾氣體常數(shù)與物性無關(guān)。.干飽和蒸汽與濕飽和蒸汽的狀態(tài)參數(shù)各有何特點 ？干飽和蒸汽：x=1,p=pst=tsv=v",h=h"s=s"濕飽和蒸汽：0<x<1,p=pst=tsv'<v<v〃,h'<h<h〃,s'<s<s〃.何謂汽流在噴管中的臨界狀態(tài)？何謂臨界壓力比？理想氣體的臨界壓力比與哪些因素有關(guān)？流速為當(dāng)?shù)匾羲伲∕a=1）時的狀態(tài)稱為流體的臨界狀態(tài)。流體臨界狀態(tài)的壓力（臨界壓力）與其滯止壓力的比值，稱為臨界壓力比。理想氣體的臨界壓力比只與氣體的物性有關(guān)（或比熱比k有關(guān)）.何謂汽耗率？何謂熱耗率？它們與熱效率有什么關(guān)系？汽耗率是每作1kw?h功（每發(fā)1度電）的新蒸汽耗量（汽耗量）。熱耗率是每作1kw-h功（每發(fā)1度電）的耗熱量。熱耗率與熱效率是直接關(guān)聯(lián)的，熱耗率越高，熱效率就越低；而汽耗率與熱效率就沒有這種對應(yīng)關(guān)系，汽耗率低不一定熱效率高，汽耗率高也不一定熱效率低。1.閉口系統(tǒng)從溫度為300K的熱源中取熱500kJ,系統(tǒng)嫡增加20kJ/K,問這一過程能否實現(xiàn)，為什么？ds-q1、答：能實現(xiàn) 對于可逆過程的嫡有： T,則系統(tǒng)從熱源取熱時的可能達(dá)到的最小嫡增為:500kJ

ds B1.67kJ/k300K嫡增為:500kJ

ds B