1、工程熱力學習題集一、填空題能源按使用程度和技術可分為能源和能源。孤立系是與外界無任何和交換的熱力系.單位質量的廣延量參數具有參數的性質,稱為比參數.測得容器的真空度，大氣壓力,則容器內的確定壓力為.只有過程且過程中無任何效應的過程是可逆過程。飽和水線和飽和蒸汽線將壓容圖和溫熵圖分成三個區域，位于三區和二線上的水和水蒸氣呈現五種狀態：未飽和水 飽和水 濕蒸氣、和.,（填高、低和多、少）克勞修斯積分為可逆循環。熵流是由引起的。多原子抱負氣體的定值比熱容.能源按其有無加工、轉換可分為能源和能源.絕熱系是與外界無交換的熱力系。狀態公理指出,對于簡潔可壓縮系，只要給定個相互獨立的狀態參數就可以確定它的平

2、衡狀態。測得容器的表壓力,大氣壓力，則容器內的確定壓力為。 留下任何變化，則這一過程稱為可逆過程。卡諾循環是由兩個和兩個過程所構成。相對濕度越,濕空氣越干燥，吸取水分的力量越。(填大、小）克勞修斯積分為不行逆循環。熵產是由引起的。雙原子抱負氣體的定值比熱容。2、基本熱力學狀態參數有（、( （。22、抱負氣體的熱力學能是溫度的（）函數.23、熱力平衡的充要條件是：(）.24、不行逆絕熱過程中，由于不行逆因素導致的熵增量，叫做（)。25、卡諾循環由（）熱力學過程組成.2、熵增原理指出了熱力過程進行的（。31.當熱力系與外界既沒有能量交換也沒有物質交換時,該熱力系為.32。在國際單位制中溫度的單位是

3、。33。依據穩定流淌能量方程，風機、水泵的能量方程可簡化為。34。同樣大小的容器內分別儲存了同樣溫度的氫氣和氧氣,若二個容器內氣體的壓力相等， 則二種氣體質量的大小為.35。已知抱負氣體的比熱C隨溫度的上升而增大,當t2t1時,的大小關系為。36。已知混合氣體中各組元氣體的質量分數 和摩爾質量M為。iii37。由熱力系與外界發生交換而引起的熵變化稱為熵流。38。設有一卡諾熱機工作于600和30熱源之間，則卡諾熱機的效率為。39。在蒸汽動力循環中,汽輪機排汽壓力的降低受溫度的限制。40.燃氣輪機裝置定壓加熱循環的是打算循環熱效率的唯一的條件。41。與外界既無能量交換也無物質交換的熱力系稱為熱力系

4、.42.熱力系的儲存能包括。43。已知某雙原子氣體的氣體常數Rr=260J/（kgk)，則其定值定體質量比熱容cv=J/（kgk)。44。已知 1kg 抱負氣體定壓過程初、終態的基本狀態參數和其比熱容,其熱力學能的變化量可求出為u=。1定值比熱容為cn 的多變過程，初溫為t ，終溫為t ，其熵變量s=1水蒸汽的臨界壓力為MPa。流體流經管道某處的流速與的比值稱為該處流體的馬赫數.汽輪機的排汽壓力越低，循環熱效率越高，但排汽壓力的降低受到的限制。49,通常還實行的措施.50。未飽和濕空氣的相對濕度值在之間。二、單項選擇題1。過程是可逆過程。(）A。可以從終態回復到初態的B。沒有摩擦的C.沒有摩擦

5、的準平衡D.沒有溫差的確定壓力p， 真空p，環境壓力P 間的關系為(）vaA.p+p+p=0B。p+pp=0C。ppp=0D。ppp=0vaavavav閉口系能量方程為()A。Q+U+W=0B.Q+UW=0 C。QU+W=0D.QUW=04。氣體常量Rr（）A.與氣體種類有關,與狀態無關B。與狀態有關，與氣體種類無關C。與氣體種類和狀態均有關D.與氣體種類和狀態均無關5。抱負氣體的是兩個相互獨立的狀態參數（）A。溫度與熱力學能B。溫度與焓C。溫度與熵D。熱力學能與焓6。已知一抱負氣體可逆過程中，w =w,此過程的特性為（）tA。定壓B。定溫C.定體D。絕熱1卡諾循環如圖所示,其吸熱量Q1=(）

6、T1A。RrTlnB。RrTln1C。TS1D。TS134121438。在壓力為p 時，飽和水的熵為s；干飽和蒸汽的熵為s0ssC。sss9。電廠熱力設備中，內的熱力過程可視為定溫過程。A。鍋爐B。汽輪機C。凝汽器D。水泵10。可逆絕熱穩定流淌過程中，氣流焓的變化與壓力變化的關系為()A.dh=vdpB。dh=vdpC。dh=pdvD。dh=pdv11.水蒸汽動力循環的下列設備中，有效能損失最大的設備是() A。鍋爐B。汽輪機C.凝汽器D。水泵12。活塞式壓氣機的余隙容積增大使（）A.w增大, 減小B。w不變, 減小cvcvC。w不變, 不變D。w減小, 減小cvcv13。已知燃氣輪機抱負定壓

7、加熱循環壓氣機進，出口空氣的溫度為TT12溫度為T，則其抱負循環熱效率為（)3A1B。1C。1D。1飽和濕空氣的相對濕度(）A1B. =1C. 1D.WD。 WtW19。若從某一初態經可逆與不行逆兩條途徑到達同一終態，則不行逆途徑的S 必(）可逆過程S.A。大于B。等于C.小于D.大于等于20。飽和蒸汽經受絕熱節流過程后（)A。變為飽和水B。變為濕蒸汽C。作功力量減小D。溫度不變21。絕熱節流過程中節流前、后穩定截面處的流體（）A。焓值增加B。焓值削減C.熵增加D.熵削減22 空氣在漸縮噴管內可逆絕熱穩定流淌,其滯止壓力為08MPa，噴管后的壓力為02MPa，若噴管因出口磨損截去一段，則噴管出

8、口空氣的參數變化為(）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23。把同樣數量的氣體由同一初態壓縮到相同的終壓，經（)過程氣體終溫最高。A。絕熱壓縮B。定溫壓縮C。多變壓縮D。多級壓縮三、推斷題處于平衡狀態的熱力系,各處應具有均勻全都的溫度和壓力。（）水蒸氣在定溫過程中。（）濕空氣的相對濕度越高水蒸氣在定溫過程中。（）濕空氣的相對濕度越高,吸取水分的力量越強。（）抱負氣體的比定容熱容是比體積的單值函數。（）當氣流的M1 時,要使流速增加，則需使用漸擴噴管。()熱力系破壞平衡的速度要比恢復平衡的速度快得多。（）技術功為軸功和流淌功之和.(）穩定流

9、淌系統與外界交換的功和熱量相等且不隨時間而變。(）焓是開口系統中流（或流出系統工質所攜帶的取決于熱力學狀態的總能量（)不行能從單一熱源取熱使之完全變為功.()概括性卡諾循環的熱效率小于卡諾循環的熱效率.(）對任何溫度的氣體加壓都能使其液化。(）1。準平衡過程與可逆過程有何共同處?有何區分？有何聯系?23。干飽和蒸汽與濕飽和蒸汽的狀態參數各有何特點?4.何謂汽流在噴管中的臨界狀態 ?何謂臨界壓力比？抱負氣體的臨界壓力比與哪些因素有關?5。何謂汽耗率？何謂熱耗率？它們與熱效率有什么關系?平衡狀態與穩定態有什么聯系與區分?能量方程q=u+w 和q=CvT+的適用條件有何不同？8。夏天，自行車在被太陽

10、曬得很熱的大路上行駛時，為什么簡潔引起輪胎爆破？不行逆過程熵的變化如何計算?10。在工程實際中，常引用哪些參數來表示因摩擦對噴管流淌的影響?它們之間有何關系？五、名詞解釋（每小題 525熱力系的儲存能2。平均質量熱容3。熵產4。穩定流淌5。濕空氣的焓穩定流淌系統進出口工質的狀態相同.（）穩定流淌系統的能量方程可理解為把握質量系統的能量方程.（）不行能把熱量從低溫物體傳向高溫物體。（）在相同溫度界線之間變溫熱源可逆循環的熱效率等于卡諾循環的熱效.（)18由飽和水定壓加熱為干飽和蒸汽的過程,溫度不變。（）19抱負氣體的比定壓熱容是溫度的單值函數.（）20工程上要求氣體從M1 加速到M1,則應接受拉

11、伐爾噴管。（)四、簡答題六、分析題11a-ba-cb，c在同一可逆絕熱線上，試分析:uabuac哪個大？2421213、請分析以下幾種說法正確嗎？為什么?熵增大的過程必為不行逆過程；（2)熵產的過程必為不行逆過程。4700K400K3（1)用卡諾定理判別循環是熱機循環還是制冷循環，可逆還是不行逆？3七、計算題某蒸汽動力裝置,40 t/hkJ/kg;出口真空 表讀數為,比焓為kJ/kg ,當時當地大氣壓力為,6。3103kJ/h。試求：汽輪機進出口蒸汽的確定壓力各為多少？單位質量蒸汽經汽輪機對外輸出功為多少?汽輪機的功率為多大？60m/s 140m/s 時，對汽輪機輸出功有多大影響？0.8 10

12、006 18.試求此過程中不行逆引起的熵產。碳鋼和水的比熱容分別為和。3、0。5kmol25，2m31atm,然后在此狀態的溫2m3.(1）畫出各過程的pv圖及T-s圖;（5）（2）計算整個過程的Q，W,U， H及S。8kJ26 kJ。為使其返回原狀態，對系統加熱6 kJ，問需對系統作功多少？80020的兩熱源間，試求:卡諾機的熱效率；1000 kJ 熱量，此卡諾機凈輸出功率為多少kW？求每分鐘向低溫熱源排出的熱量. 6.（)8p=8MPa，t=1300,經過可逆多變膨脹過程變化到終態p=04MPa，112t=400。已知該氣體的氣體常數 Rg=0.287kJ/(kgK，比熱容為常數c=0。7

13、16 kJ/2V（kgK)。求多變過程的多變指數；求多變過程的膨脹功; (3）試推斷氣體在該過程中各是放熱還是吸熱的?9m=26kg抱負氣體的氣體常數Rr=430J（kg，比熱比k=1.35初溫T=477逆定體過程后終溫T2=591KQ、U、W、S。10.設爐膛中火焰的溫度恒為tr=1500，汽鍋內蒸汽的溫度恒為ts=500,環境溫度為t0=251000kJ 熱量引起的熵產和作功力量損失。1,入口壓力1=7MP1=80p=0此噴管是什么外型的噴管？入口空氣流速忽視不計，比熱容和比熱比取定值，分別為 cp=1。004kJ/（kgK)，k=1。4,求噴管出口空氣的溫度、流速、馬赫數.12。 m=1

14、.5kg T1=328K,P1=0.25106Pa P2=0.1510Pa，空氣的R=0.287KJ（k，試求此定溫過程的QUH.113.空氣在漸縮噴管進口截面上的壓力P1=15106PaV1=0065m3/kg，VC 0；1噴管出口截面上的壓力P=081Pa 出口截面積=14cR比熱容比K=1.4。1噴管出口截面上的比體積V2,溫度T2（2)空氣流經出口截面時的速度VC2kgk),14。 某燃氣輪機排氣 1.20kg/s,T1=576KT0=283K 的環境；設排氣Cp=1.021KJ/(kgk）.試求每小時燃氣輪機的排氣熱量中的有效能和無效能.15.設爐膛中火焰的溫度恒為tr=1500,汽

15、鍋內蒸汽的溫度恒為ts=500，環境溫度為t0=251000kJ 熱量引起的熵產和作功力量損失。16。 m=1。5kg 空氣按可逆定溫過程由初態T1=328K，P1=0。25106Pa 變化到終態P2=0。15106Pa，空氣的Rr=0。287KJ/(kgk）,試求此定溫過程的Q、W、U、H。17某蒸汽動力裝置,蒸汽流量為 40 t/h，進口處壓力表讀數為,進口比焓為kJ/kg；出口真空表讀數為,比焓為kJ/kg ，當時當地大氣壓力為，汽輪機對環境放熱為6。3103kJ/h.試求：（1)汽輪機進出口蒸汽的確定壓力各為多少？（2)單位質量蒸汽經汽輪機對外輸出功為多少？汽輪機的功率為多大?（4)6

16、0m/s 140m/s 時,對汽輪機輸出功有多大影響？工程熱力學習題集答案一、填空題1常規 新2能量 物質 3強度量4545準平衡 耗散6干飽和蒸汽 過熱蒸汽7高多8等于零9與外界熱交換1011一次 二次 1213兩 14173 15系統和外界 16定溫 絕熱可逆17小 大18小于零 19不行逆因素 2021、(壓力（溫度 （體積。22（單值。23、(系統內部及系統與外界之間各種不平衡的熱力勢差為零。24（熵產).25、(兩個可逆定溫存兩個可逆絕熱）26（方向、(限度)、(條件。31。孤立系；3。開爾文； 3s=h2h1或 =hh134小于35.36。 37。熱量 38。65。29% 3940

17、41。孤立v2142 熱力學能、宏觀動能、重力位能43。650 44。c （T T )45。c ln46.22.1247v2148.環境溫度49.多級壓縮、中間冷卻 50。0 與151。（物質）52。（確定壓力）。53.（q=(h h2C2）/2+g(Z Z）。54.（溫度)55. (0.657)kJ/kgK。56（定212熵線）21S57.（逆向循環)。58。（兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程）59。（預熱階段、汽化階段、過熱階段).60。（增大）二、單項選擇題C2。D3。D4.A5.C6。B7。A8。A9。C10。B11。A12。B13。B14。B15。D16。B17。A18。B19.B

18、20.C21.C22.C 23。A三、推斷題12 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16 17 18 19 2021。()22。(）23.(）24。（）25。（）26。（）27。（）28。（）29。（）30。（）四、簡答題1。它們共同處都是在無限小勢差作用下，格外緩慢地進行,由無限接近平衡狀態的狀態組成的過程.它們的區分在于準平衡過程不排斥摩擦能量損耗現象的存在，可逆過程不會產生任何能量的損耗.一個可逆過程肯定是一個準平衡過程，沒有摩擦的準平衡過程就是可逆過程。2。1kg 氣體:pv=RrTmkg 氣體：pV=mRrT 1kmol 氣體：pVm=RTnkmol 氣體

19、:pV=nRTRr 是氣體常數與物性有關，R 是摩爾氣體常數與物性無關。3。干飽和蒸汽:x=1，p=pst=tsv=v，h=hs=s濕飽和蒸汽：0 x1，p=pst=tsvv， hhh， sss4。流速為當地音速（Ma=1)時的狀態稱為流體的臨界狀態。流體臨界狀態的壓力（臨界壓力）與其滯止壓力的比值,稱為臨界壓力比。抱負氣體的臨界壓力比只與氣體的物性有關（或比熱比k 有關）51kwh 功（1 度電）的新蒸汽耗量（汽耗量).1kwh 功（1 度電）的耗熱量.熱耗率與熱效率是直接關聯的，熱耗率越高,熱效率就越低；熱效率低.6.穩定態是指熱力系的狀態不隨時間而變化的狀態。平衡必定穩定,穩定未必平衡。

20、7。前者：閉口系、任意工質、任意過程后者：閉口系、抱負氣體、可逆過程8。輪胎內氣體壓力為P=為常數，當T 上升時P 隨之上升，簡潔引起爆破.9。可以選擇相同初、終狀態間可逆過程熵的變化來計算。在工程實際中，常引用“速度系數”和“能量損失系數”來表示因摩擦對噴管流淌的影響.三者之間的關系為:=12=1略熱力學第肯定律的實質是什么？并寫出熱力學第肯定律的兩個基本表達式.答：熱力學第肯定律的實質是能量轉換與守恒原理。熱力學第肯定律的兩個基本表達式為：q=u+w；q=h+wt熱力學其次定律的實質是什么?并寫出熵增原理的數學表達式.答:熱力學其次定律的實質是能量貶值原理.熵增原理的數學表達式為：dS0

21、。iso14。什么是可逆過程？實施可逆過程的條件是什么？答:可逆過程為系統與外界能夠同時恢復到原態的熱力過程。實施可逆過程的條件是推動過程進行的勢差為無窮小，而且無功的耗散。五、名詞解釋熱力系儲存能包括：熱力學能、宏觀動能和重力位能。2。對于 ct 圖上曲邊梯形面積，由微積分中值定理知，必定存在值使得曲邊梯形面積與一矩形面積相等,這個值在ct 圖上就是平均質量熱容的概念。3。不行逆過程中，不行逆因素引起的熵的變化稱為熵產。4,是指流體流經管道中任意點的熱力狀態參數及流速等均不隨時間而變化的流淌過程.5。濕空氣的焓值等于干空氣的焓值與水蒸氣的焓值之和。六、分析題1、解:（方法一）b、c分別作等溫

22、線,由于,故（方法二）考慮過程bc，2、解: 由于：1-3則有：所以邊壓縮邊放熱12:，則所以有 邊膨脹邊放熱1-4：邊膨脹邊吸熱15:邊膨脹邊吸熱邊降溫 3、請問一下幾種說法正確嗎?為什么？（1）熵增大的過程必為不行逆過程;0，0（2)熵產的過程必為不行逆過程。答:正確。熵產是由于熱力過程中的不行逆因素導致的，因此當熵產，則此過程必定為不行逆過程。4700K400K3(1)用克勞修斯積分不等式判別循環是熱機循環還是制冷循環,可逆還是不行逆?（2)用卡諾定理判別循環是熱機循環還是制冷循環,可逆還是不行逆? 解：1：設為熱機循環不行能設為制冷循環:符合克氏不等式，所以是不行逆制冷循環2：設為熱機循環設為制冷循環圖3，所以是不行逆制冷循環七、計算題1解:（1)（2)取汽輪機汽缸內壁和蒸汽進、出口為系統,則系統為穩定流淌系統,能量方程為進、出口的動能差和位能差忽視不計，則（kJ/kg) (kW）(4） 2解：代入數據解得：3、解：p-v Ts 圖先求各狀態參數=膨脹功=技術功所以，放熱4解:依據能量方程有（kJ)5解： （1）（2）6解7、解：缸內氣體為熱力系閉口系.突然取走 90kg熱，所以缸內的氣體在熱力變化過程中的溫度是不變的。12求活塞上升的高度： 過程中質量不變，且等于氣體在過程中作的功依據熱力學第肯定律 以及由于且T=T12由于不計摩擦氣體所做的功,分為兩部分:位克