工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題

1、 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題- 作者： 日期： 2 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途 中國石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院期末復(fù)習(xí)題 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué) 一. 選擇題 1. 孤立系統(tǒng)的熱力狀態(tài)不能發(fā)生變化；（ ） 2. 孤立系統(tǒng)就是絕熱閉口系統(tǒng)；（ ） 3. 氣體吸熱后熱力學(xué)能一定升高；（ ） 4. 只有加熱，才能使氣體的溫度升高；（ ） 5. 氣體被壓縮時(shí)一定消耗外功；（ ） 6. 封閉熱力系內(nèi)發(fā)生可逆定容過程，系統(tǒng)一定不對外作容積變化功；（ ） 7. 流動(dòng)功的改變量僅取決于系統(tǒng)進(jìn)出口狀態(tài)，而與工質(zhì)經(jīng)歷的過程無關(guān)；（ ） 8. 在閉口熱力系中，焓h是由熱力學(xué)能u和推動(dòng)功pv兩部分組成。（ ） 9.

2、理想氣體絕熱自由膨脹過程是等熱力學(xué)能的過程。（ ） 10. 對于確定的理想氣體，其定壓比熱容與定容比熱容之比cp/cv的大小與氣體的溫度無關(guān)。（ ） 11. 一切可逆熱機(jī)的熱效率均相同；（ ） 12. 不可逆熱機(jī)的熱效率一定小于可逆熱機(jī)的熱效率；（ ） 13. 如果從同一狀態(tài)到同一終態(tài)有兩條途徑：一為可逆過程，一為不可逆過程，則不可逆過程的熵變等于可逆過程的熵變；（ ） 14. 如果從同一狀態(tài)到同一終態(tài)有兩條途徑：一為可逆過程，一為不可逆過程，則不可逆過程的熵變大于可逆過程的熵變；（ ） 15. 不可逆過程的熵變無法計(jì)算；（ ） 16. 工質(zhì)被加熱熵一定增大，工質(zhì)放熱熵一定減??；（ ） 17.

3、 封閉熱力系統(tǒng)發(fā)生放熱過程，系統(tǒng)的熵必然減少。（ ） 18. 由理想氣體組成的封閉系統(tǒng)吸熱后其溫度必然增加；（ ） 19. 知道了溫度和壓力，就可確定水蒸氣的狀態(tài)；（ ） 20. 水蒸氣的定溫膨脹過程滿足Q=W；（ ） 21. 對未飽和濕空氣，露點(diǎn)溫度即是水蒸氣分壓力所對應(yīng)的水的飽和溫度。（ ） 二. 問答題 1. 說明什么是準(zhǔn)平衡過程？什么是可逆過程？指出準(zhǔn)平衡過程和可逆過程的關(guān)系。 頁12共 頁3第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途準(zhǔn)平衡過程：是假設(shè)過程中系統(tǒng)所經(jīng)歷的每一個(gè)狀態(tài)都無限接近平衡答：（1）可逆過程：是指如果系統(tǒng)完成了某一過程之后，再沿著原路逆行，態(tài)的過程

4、，（2準(zhǔn)平衡過程和可逆恢復(fù)到原來的狀態(tài)，外界也隨之回復(fù)到原來的狀態(tài)的過程。（3）可逆過程著眼于系統(tǒng)和外界的總平過程的關(guān)系：準(zhǔn)平衡過程著眼于系統(tǒng)內(nèi)的平衡，衡。一個(gè)準(zhǔn)平衡過程不一定是可逆過程，但一個(gè)可逆過程一定是一個(gè)準(zhǔn)平衡過程。 可逆過程是無耗散的準(zhǔn)平衡過程。試指出膨脹功，技術(shù)功，流動(dòng)功的區(qū)別和聯(lián)系？寫出流動(dòng)功的計(jì)算公式，說明流動(dòng)功2. 大小與過程特性有無關(guān)系？）膨脹功：是由于工質(zhì)體積的變化對外所做的功；技術(shù)功：是指工程技 答：（1 術(shù)上可以直接利用的功，包括宏觀動(dòng)能，宏觀位能，軸功；流動(dòng)功：推動(dòng)工質(zhì)流動(dòng)而：為聯(lián)系技術(shù)功，流動(dòng)功的。做的功稱為流動(dòng)功膨脹功，12 。)pv?g?z?v?w?(pv?p

5、)?w?c(wf2t1s212)(pv?pvpv?w?，其大小與過程的特性無關(guān)，（2）流動(dòng)功的計(jì)算公式：1212f 只與進(jìn)出口的狀態(tài)有關(guān)。試指出膨脹功，軸功，技術(shù)功，流動(dòng)功的區(qū)別和聯(lián)系，寫出可逆過程中膨脹功，技術(shù)3. 功的計(jì)算公式。）膨脹功：是由于工質(zhì)體積的變化對外所做的功；技術(shù)功：是指工程（1答：技術(shù)上可以直接利用的功，包括宏觀動(dòng)能，宏觀位能，軸功；流動(dòng)功：推動(dòng)工質(zhì)：為動(dòng)功的聯(lián)系。膨脹功，技術(shù)功，流流流動(dòng)而做的功稱為動(dòng)功12 。)(pvc?gz?ww?(pvpv)?w?f2t12s1222? （2；技術(shù)功的計(jì)算公式：。）可逆過程中膨脹功的計(jì)算公式： p?dw?vpdvw?t11 寫出開口系統(tǒng)

6、穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式的表達(dá)式，說明式中各量的含義。4. 12q?w?h?c?g?z?）開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動(dòng)的能量方程式為：2（）答：（。1sf212qh?c?為工質(zhì)進(jìn)出口焓的變化，式中各量含義：為工質(zhì)與外界交換的熱量，f2wzg?系統(tǒng)對外所作軸功。為工質(zhì)宏觀位能的變化，為工質(zhì)宏觀動(dòng)能的變化， s5. 試將滿足空氣下列要求的多變過程表示在p-v圖和T-s圖上 （1）理想氣體的定溫，定壓，定容和定熵過程； 頁12共 頁4第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途 （2）空氣升壓，升溫，又放熱的熱力過程。 答空氣升溫，壓，放熱過空氣升溫，T壓，放熱過psv 圖上圖和T-s6. 試將滿足空

7、氣下列要求的多變過程表示在p-v ）理想氣體的定溫，定壓，定容和定熵過程；（1 2（）空氣膨脹，升溫，又吸熱的熱力過程。 答工質(zhì)膨脹，溫，吸熱過工質(zhì)膨脹，升溫，吸熱過.sv 圖上試將滿足空氣下列要求的多變過程表示在7. p-v圖和T-s ）理想氣體的定溫，定壓，定容和定熵過程；（1 ）工質(zhì)又膨脹，又降溫，又放熱的多變過程。（2p 答T工質(zhì)膨脹，溫，放熱過程工質(zhì)膨脹，溫，放熱過程s 回答什么是熱力學(xué)第一定律？什么是熱力學(xué)第二定律？寫出兩個(gè)與熱力學(xué)第二定律 8. 相等價(jià)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。）熱力學(xué)第一定律：在熱能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換過程中，能的總量保持不 （答： 1）熱力學(xué)第二定律：克勞修斯表述：不可能將

8、熱從低溫物體傳至高溫物體而不變。（2 頁12共 頁5第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途普朗克表述：不可能從單一熱源取熱，使之全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ?引起其他變化。開爾文）克勞修斯積分式：1產(chǎn)生其他影響。（3）與熱力學(xué)第二定律等價(jià)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：?Q，用于判斷一個(gè)循環(huán)是否可能，是否可逆。式中等號(hào)用于可逆循環(huán)，不等?0?T0S?dS?d。孤立系統(tǒng)熵增原理指出孤用于不可逆循環(huán)。2）孤立系統(tǒng)熵增原理：giso立系統(tǒng)的熵只能增大，或者不變，絕不能減小。孤立系統(tǒng)的熵增完全由熵產(chǎn)組成，式?Q2，）過程熵變的計(jì)算式：中等號(hào)用于可逆過程，不等號(hào)用于不可逆過程。3?ST1（以上等等號(hào)為可逆過程，

9、不等號(hào)為不可逆過程。用于判斷過程能否進(jìn)行，是否可逆， 2個(gè)即可）價(jià)數(shù)學(xué)表達(dá)式寫出它們是否違反了熱力學(xué)第一 說明什么是第一類永動(dòng)機(jī)？什么是第二類永動(dòng)機(jī)的含義，9. 定律和熱力學(xué)第二定律。）第二類永（2（1）第一類永動(dòng)機(jī)：是指不花費(fèi)代價(jià)就能夠產(chǎn)生功的機(jī)器。 答： ）第一類永動(dòng)機(jī)違反（3動(dòng)機(jī)：是指能夠從單一熱源取熱并使之完全變?yōu)楣Φ臋C(jī)器。了熱力學(xué)第一定律。第二類永動(dòng)機(jī)不違反熱力學(xué)第一定律，但卻違反了熱力學(xué)第二 定律。什么是飽和濕空氣？什么是未飽和濕空氣？如何將未飽和濕空氣轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡蜐窨?10. 氣？）不飽21）飽和濕空氣：是由干空氣和干飽和水蒸氣組成的空氣。（答：（）將未飽和濕空氣轉(zhuǎn)變?yōu)?和濕空氣：

10、是由干空氣和過熱水蒸氣組成的空氣。（ 飽和濕空氣的方法有兩種：T , 一定時(shí)，增加水蒸氣分壓力方法1：濕空氣溫度 )(p?pTp?svmaxvp)p(T?T 不變，降低濕空氣溫度：保持水蒸氣含量方法2。vvs解釋相對濕度，含濕量的含義。寫出水蒸氣分壓力，相對濕度，含濕量之間的相互 11. 關(guān)系。與同溫度下濕空氣的最大絕對濕1）相對濕度：濕空氣的絕對濕度答：（v?。（2之比稱為濕空氣的相對濕度，即：）含濕量：在濕空氣中，與度v?s?s單位質(zhì)量干空氣共存的水蒸氣的質(zhì)量，稱為濕空氣的含濕量。（3）水蒸氣分壓力， 頁12共 頁6第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途?pp 相對濕

11、度，含濕量的關(guān)系為：sv622.6220.?d?0?p?pp?psvbb 說明朗肯循環(huán)的基本系統(tǒng)組成，指出在每個(gè)設(shè)備中完成的熱力過程。12. ）鍋2 答：（1）朗肯循環(huán)的基本系統(tǒng)組成：鍋爐，汽輪機(jī)，冷凝器，給水泵。（ 過熱水蒸汽在汽輪機(jī)中可汽輪機(jī)中：爐中：未飽和水定壓加熱成為過熱水蒸氣過程；濕蒸氣可逆定壓放熱冷凝為飽和水冷凝器中：逆絕熱膨脹對外作功至冷凝壓力過程； 過程；給水泵中：飽和水在凝結(jié)水泵中可逆絕熱被壓縮過程。 寫出朗肯循環(huán)熱效率的計(jì)算公式？分析提高朗肯循環(huán)熱效率的方法有哪些？13. h?h,Q?h?Q?h ）朗肯循環(huán)熱效率公式為：由：（1答：331122hh?(h?h)?QQ(h?h

12、)22312114）提高朗肯循環(huán)熱效率的2得：（?hQhh?h?31411Tpp）保持不變，提高蒸汽的初溫，終壓2方法有：1）保持蒸汽的初壓；121ppTp，）保持蒸汽的初壓蒸汽的初溫；，終壓3不變，提高蒸汽的初壓1121pT）在朗肯循環(huán)基礎(chǔ)上，改進(jìn)循環(huán)，如采用；不變，降低蒸汽的終壓初溫421 再熱循環(huán)，回?zé)嵫h(huán)等。 14. 分析采用再熱循環(huán)的目的是什么？以便在蒸氣初溫度限制下可以采用 答：再熱循環(huán)的目的主要在于增加蒸汽干度， 較高的初壓力，從而提高循環(huán)熱效率。 分析采用回?zé)嵫h(huán)的目的是什么？15. 答：回?zé)嵫h(huán)的目的主要是提高進(jìn)入鍋爐之前的給水，且減少冷源損失，從而 提高循環(huán)的熱效率。圖，指

13、出圖中與回?zé)嵯嚓P(guān)的熱力過程，并寫出T-s16. 如圖所示為蒸汽一次回?zé)嵫h(huán)的 一次回?zé)嵫h(huán)熱效率的計(jì)算公式T 答：（1）與回?zé)嵊嘘P(guān)的熱力過程為kg?kg ：過程7-8-9工質(zhì)在回?zé)峒訜崞髦卸▔悍艧徇^程1k4k1(kg(1? 工質(zhì)在回?zé)峒訜崞髦卸▔何鼰徇^程。 ：過程4-3 ）熱效率計(jì)算公式：（s圖T-s 頁12共 頁7第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途 由：?）h（1?Q?h?h,）（h?Q?3211021?)）(h?1(h?h)?QQ?（?（）(h?h)1?h 得：323110212?1?hh?h?Qh911101圖，指出與一次再熱相關(guān)的熱力過程及過程特T-s17.

14、如圖所示為蒸汽一次再熱循環(huán)的 點(diǎn)，并寫出一次再熱循環(huán)熱效率的計(jì)算公式。T （1）與再熱有關(guān)的熱力過程為：答6 過程7-1：工質(zhì)在再熱器中的定壓加熱過程。 4 2）熱效率計(jì)算公式：2 由：hh?Q?h?）?（hh),?Q?（s32714112圖s再熱循環(huán)T)h?)?(h?h)?(h?h?QQ(h 得：。37221141?)h?h(Qh?h)?71411 18. 寫出傅里葉定律表達(dá)式的一般形式，說明其適用條件及式中負(fù)號(hào)的含義。t?或1）熱流量為：傅里葉定律的表達(dá)形式用向量式表示： 答：（Q?nn?t?。2）適用條件：各向同性物體。式中負(fù)號(hào)含（用熱流密度表示為：q?n?義：負(fù)號(hào)說明導(dǎo)熱熱流量的方向與

15、溫度梯度的方向共線反向，溫度梯度的方向?yàn)檠刂葴孛娴姆ň€方向，并指向溫度升高的方向，熱流量的方向?yàn)闇囟冉德?的方向。寫出直角坐標(biāo)系下，非穩(wěn)態(tài)，常物性，有內(nèi)熱源的導(dǎo)熱微分方程形式，寫出導(dǎo)溫系數(shù) 19. 的定義式和物理意義。222tt?t?t?）導(dǎo)溫系數(shù)：（2 ； 答：（1）導(dǎo)熱微分方程形式：)?a(?222?z?y?x? ，其物理意義為：材料傳播溫度變化能力大小的指標(biāo)。?a?c 一個(gè)具體導(dǎo)熱問題的完整數(shù)學(xué)描述應(yīng)包括哪些方面？ 20. ）一個(gè)具體導(dǎo)熱問題的完整數(shù)學(xué)描述包括：導(dǎo)熱微分方程和相應(yīng)的單值性1 答：（ 個(gè)方面：幾何條件，物理?xiàng)l件，時(shí)間條件和邊界條件。條件（單值性條件包括4 什么是導(dǎo)熱問題的

16、單值性條件？它包含哪些內(nèi)容？21. ）單值性條件：說明了導(dǎo)熱過程的具體特點(diǎn)，是使導(dǎo)熱微分方程獲得唯1答： （ 個(gè)方面：幾何條件，物理?xiàng)l件，時(shí)間條件42）單值性條件一般包括一解的條件。（ 邊界條件又有第一類邊界條件，第二類邊界條件和第三類邊界條件之分。和邊界條件， 頁12共 頁8第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途說明影響對流換熱的因素有哪些？分析在相同的流動(dòng)和換熱壁面條件下，體積熱容 22. 大的流體，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是大還是?。縞p，流（1）影響對流換熱的因素有：流動(dòng)的起因（自然對流或強(qiáng)迫對流）答：?,c，動(dòng)的狀態(tài)（層流和湍流），流體有無相變，流體的物理性質(zhì)（如：等）?c

17、反映單位體積流體熱容量的大小，在相同的流動(dòng)）換熱表面的幾何因素。（2?c 通過對流轉(zhuǎn)移的熱量愈多，和換熱壁面條件下，對流換熱愈強(qiáng)烈。數(shù)值愈大， 說明影響對流換熱的因素有哪些？分析在相同的流動(dòng)和換熱壁面條件下，導(dǎo)熱系數(shù)23. 大的流體，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是大還是小。，流動(dòng)的1）影響對流換熱的因素有：流動(dòng)的起因（自然對流或強(qiáng)迫對流） 答：（ ?,c,，換熱等）狀態(tài)（層流和湍流），流體有無相變，流體的物理性質(zhì)（如： 愈大的流體，導(dǎo)熱熱阻愈小，對流換熱愈強(qiáng)烈。（2）導(dǎo)熱系數(shù)表面的幾何因素。 說明對流換熱微分方程組由哪幾個(gè)方程組成？它們各自導(dǎo)出的理論依據(jù)是什么？24. ）對流換熱的微分方程組包括：連續(xù)性方程，

18、動(dòng)量微分方程，能量微1答：（）2）導(dǎo)出的理論依據(jù)：1）連續(xù)性方程：根據(jù)微元體的質(zhì)量守恒導(dǎo)出；分方程。（2）能量微分方程，根據(jù)微元體的質(zhì)3動(dòng)量微分方程：根據(jù)微元體的動(dòng)量守恒導(dǎo)出； 量守恒導(dǎo)出。 25. 什么是流動(dòng)邊界層？什么是熱邊界層？說明邊界層的特點(diǎn)有哪些？）流動(dòng)邊界層：是流體流過固體表面時(shí)，存在著較大的速度梯度，粘性力答：（1 ）熱邊界層：是流體流過與之溫度不同的固體表面時(shí)，存（2起主要作用的流體薄層。）邊界層的）邊界層的特點(diǎn)：1在著較大的溫度梯度，發(fā)生熱量交換的流體薄層。（3）根據(jù)流）流場劃分為邊界層區(qū)和主流區(qū)；3厚度與壁面特征長度相比是很小的量；2動(dòng)狀態(tài)，邊界層分為層流邊界層和湍流邊界層

19、。湍流邊界層分為層流底層，緩沖層與）在層流邊界層與層流底層，垂直于壁面方向的熱量傳遞主要靠導(dǎo)4湍流核心三層。 熱，湍流邊界層的主要熱阻在層流底層。NuBi ，努謝爾特?cái)?shù)的定義式及物理意義。分別寫出畢渥數(shù)26. hl?/與邊界處的對流換（）物理意義為：1，物體內(nèi)部的導(dǎo)熱熱阻答：?Bi?hlh1/?Nu，物理意義為：表征流體在壁面外法線方向上的2熱熱阻）（ 之比。?平均無量綱溫度梯度，其大小反映對流換熱的強(qiáng)弱。 NuBi的表達(dá)式的形式完全相同，二者有何區(qū)別？和畢渥數(shù) 27. 努塞爾特?cái)?shù) 頁12共 頁9第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途BiNu的表達(dá)形式完全相同，但具有不同

20、的物理意答：努謝爾特?cái)?shù)與畢渥數(shù)Bi表示在第三類邊界條件下的固體導(dǎo)熱熱阻與邊界處的對流換熱義。（1）畢渥數(shù)熱阻之比，表達(dá)式中的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由第三類邊界條件確定，導(dǎo)熱系數(shù)是固體的Nu努謝爾特?cái)?shù)導(dǎo)熱系數(shù)，特征長度是反映固體導(dǎo)熱溫度場幾何特征的尺度。（2）反映了對流換熱的強(qiáng)弱，表達(dá)式中的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是待定參數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)是流體 的導(dǎo)熱系數(shù)，特征長度是反映對流換熱固體表面幾何特征的尺度。FoPr 分別寫出傅里葉數(shù)的定義式及物理意義。，普朗特?cái)?shù)28. ?a?時(shí)刻的時(shí)間，分子為從非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程開始到 答：（1，物理意義為：） ?Fo2?2?面積所需要的時(shí)間。是非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的無量綱時(shí)分母可理解為溫度變化涉及到

21、?Pr ）間。（2，物理意義為：流體的動(dòng)量擴(kuò)散能力與熱量擴(kuò)散能力之比。aReGr 和格拉曉夫數(shù)的定義式和物理意義。29. 分別寫出雷諾數(shù)ul?Re，物理意義為：表征流體粘性力與慣性力的相答： （1）雷諾數(shù)： ?ReRe）2數(shù)的大小可以判斷流態(tài)；對大小，（越大，慣性力的影響越大。根據(jù)3?tlg?，物理意義為：浮升力與粘性力的相對大小，反映自然對流的強(qiáng)?Gr2?Gr越大，浮升力的相對作用越大，自然對流越強(qiáng)。 弱。 30. 簡述相似原理的主要內(nèi)容。 答：相似原理包括相似三定理，（1）相似第一定理：彼此相似的現(xiàn)象，必定具有相同的同名準(zhǔn)數(shù)的數(shù)值；（2）相似第二定理：所有相似的物理現(xiàn)象的解必定可用同一個(gè)特

22、征數(shù)關(guān)系式描述；（3）相似第三定理：凡同類現(xiàn)象，若同名已定特征數(shù)相等，且單值性條件相似，那么這兩個(gè)現(xiàn)象一定相似。 31. 說明如何判斷兩個(gè)現(xiàn)象相似？ 答：利用相似第三定理判斷：凡同類現(xiàn)象，若同名已定特征數(shù)相等，且單值性條件相似，那么這兩個(gè)現(xiàn)象一定相似。 32. 指出組成輻射換熱網(wǎng)絡(luò)的熱阻有哪兩類？如何表示？當(dāng)輻射表面為黑體時(shí)，熱阻如何表示？ 答：（1）組成輻射換熱網(wǎng)絡(luò)的熱阻有表面輻射熱阻和空間輻射熱阻，表面輻 頁12共 頁10第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途?11?1?，其當(dāng)輻射表面為黑體時(shí)，。射熱阻為（2），空間輻射熱組為 ?AAX2,1?110?表面輻射熱阻。，

23、只有空間輻射熱阻 ?AAX21, 寫出角系數(shù)的相對性，完整性，可加性的表達(dá)式。33. XAX?A；完整性：（1）角系數(shù)的相對性：（2） 答1221，1，2n?XX?AA?AX?？杉有裕?；）（3X?XX?X.31，1211，1，(21?3)ni,1,ij，,i2i1?i如圖所示為一漫射灰體表面，試指出與此漫灰表面有關(guān)的輻射能量有哪些？寫出有效34. 輻射，表面凈輻射換熱量的表達(dá)式。，吸收輻射G答：（1）與此漫射灰體表面有關(guān)的輻射能量有：投入輻射G，灰體表面凈輻射換熱量：J=E+GE=E反射輻G， 輻射力，有效輻射bJ?Eb ?1? 什么是黑體？什么是灰體？35. 的物體稱為絕對黑體，簡稱=1答

24、：（1）黑體：吸收比 ）灰體：是指光譜輻射特性不隨波長而變化的假想物（2黑體； 體。有效輻射法 . 計(jì)算題三膨脹到C=9.807 bar p，t=300 o1. 2 kg空氣經(jīng)過定溫膨脹的可逆過程，從初態(tài)壓力為11）對外界所作的膨脹2（1）空氣的終態(tài)參數(shù)；（終態(tài)容積為初態(tài)容積的5倍。試計(jì)算：，c=1.004 kJ/(kgK)功和交換的熱量；（3）熱力學(xué)能，焓和熵的變化量。設(shè)空氣的p K=1.4。，R=0.287 kJ/(kgK)g，由參數(shù)間的相互關(guān)系）取空氣為熱力系統(tǒng)，對可逆定溫過程1-2解：（1v12.bar1.pp?961807?9.? 得：125v1 由理想氣體狀態(tài)方程式得； 頁12共

25、頁11第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途TR3)0.287?10300?(273?1g3m?0v?.167kg/715109.807p? 13kg/8385mvv?5?0.12KT?T573? 定溫過程：21 ）氣體對外所作的功及交換的熱量：（2V25kJ4?529.1677)?pW?Q?Vlnln5?9.807?10?(2?0. 1TT1V1 ）過程中熱力學(xué)能，焓，熵的變化為：（3V2K/8kJ?0.?U?0,?H0,?S?mRln923 g?211?2?21V1，用它們作高溫與T，AB，初溫各為T2. 兩質(zhì)量相同，比熱容相同（為常數(shù)）的物體BA 熱源和低溫?zé)嵩?，?/p>

26、可逆機(jī)在其間工作，直至兩物體溫度相等為止。 T；試求：（1）平衡時(shí)的溫度m ）可逆機(jī)的總功量；（2及兩物體的T（3）如果兩物體直接進(jìn)行熱交換至溫度相等，求此平衡溫度m 總熵變。 A，B物體及熱機(jī)為孤立系統(tǒng)，（解：1）取0?S?S?S?S? 則有：，EisoAB0?S? 其中：，ETdTdTTmm? 因此：0?mc?SS?S?mcBisoATTTTB1TT2Tmm 即： m0?0，ln?mcln?mclnTTTTBAAB2T ，所以或TTTm1?BAmTTBAQ物體為有限冷源，過程中要吸收熱，B（2）A物體為有限熱源，過程中放出熱量1Q)Tmc(T?QTQ?mc(?T),? ，量，并且：2B2m

27、A1m 熱機(jī)為可逆熱機(jī)時(shí)，由能量守恒：)2TT()T(?T?mcT?mc)T?(?Q?WQmcT? 。mmAmBB121 頁12共 頁12第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途 ）兩物體直接進(jìn)行能量交換直至溫度相等時(shí)，可列出能量守恒方程：（3)?T)?mc(TTmc(?T Amm1TT?BA?T 因此： m2倍。絕熱膨脹到原來體積的2的理想氣體，從初態(tài)p=0.5 MPa，T=340 K3. 1 Kmol11，試確定在下述情況K)K)，C= 25.12 kJ/(molC已知?dú)怏w的= 33.44 kJ/(molv,mp,m）氣體向真空2（下氣體的終溫，對外所作的功及熵的變化量

28、。（1）可逆絕熱過程； 自由膨脹。C44.33m,p 解：首先計(jì)算比熱容比：?33?1.?12C.25m,V 1）對可逆絕熱過程：（V11?1?11.33K?340K?()T?T()270? 終溫：。122V2)TT?(W?mc(T?T)?nC2V11V,2m 對外所作的功：3J758?)K1)?K?(340?27025?1?10mol?.12J/(mol0?S? 熵的變化量： 0Q?0W?，因此由閉口系能）氣體向真空自由膨脹，有，又過程絕熱，則（2U?Q?W0?U 量方程，得。K340T?T? 即終溫：12 熵的變化量：VVTV2222ln?nRln)ln?S?m(c?ln?RmRgVgVT

29、VV 11113K?5.77kJ/210Jmol?8.314/(mol?K)?ln?1303 K欲設(shè)計(jì)一熱機(jī)，使之能從溫度為973 K的高溫?zé)嵩次鼰? 000 kJ，并向溫度為4. ）若把此熱機(jī)當(dāng)作制冷機(jī)用，2。試確定（1）此循環(huán)能否實(shí)現(xiàn)？（的冷源放熱800 kJ ？此時(shí)，至少需耗多少功？，是否可能向熱源放熱2 000 kJ800 kJ從冷源吸熱 ：利用克勞修斯積分式來判斷循環(huán)是否可行，1 解：（）方法1 QQ?2000kJ?Q800kJ2? 0?/K585?0?.kJ973KTTT303K21 頁12共 頁13第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途 所以此循環(huán)能實(shí)現(xiàn)，且

30、為不可逆循環(huán)。：利用孤立系統(tǒng)熵增原理來判斷循環(huán)是否可行，孤立系統(tǒng)由高溫?zé)嵩矗?或方法 溫?zé)嵩?，熱機(jī)及功源組成，因此：QQkJ800?2000kJ210?/585kJK?0?0?0?S?S?S?S?S?.?WHRLisoK973TTK30321 孤立系統(tǒng)的熵是增加的，所以此循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)。）若將此熱機(jī)當(dāng)作制冷機(jī)使用，使其逆行，顯然不可能進(jìn)行。也可借助與上述方（2 法的任一種重新判斷。 ，根據(jù)孤立系統(tǒng)熵增原理，假設(shè)至少耗功W若使制冷機(jī)能從冷源吸熱800 kJminW?800QQkJkJ?800net120?0?0?S?S?S?S?S?WLHiisoRK973TTK30321 kJW1769? 。解

31、得：min的玻=0.04 W/(mK)5. 熱電廠有一外徑為100 mm的過熱蒸汽管道（鋼管），用熱導(dǎo)率，并且，要求保溫層外壁面溫度不超過50 璃棉保溫。已知鋼管外壁面溫度為400 160 W，試確定保溫層的厚度。每米長管道的散熱損失要小于tt?21ww?q 解：依題可寫出每米長管道的散熱損失為：，d12ln?d21 若要求每米長管道散熱損失小于160 W，代入已知數(shù)據(jù)：400?50， lW/?161ln10.m.314?0.04W/(?K)2?36.6mm。解之，得： 6. 某過熱蒸汽管道的內(nèi)，外直徑分別為150 mm和160 mm，管壁材料的熱導(dǎo)率為45 W/(mK)，管道外包兩層保溫材料

32、。第一層材料厚度為40 mm，熱導(dǎo)率為0.1 W/(mK).；第二層厚度為50 mm，熱導(dǎo)率為0.16 W/(mK)。蒸汽管道內(nèi)壁面溫度為400 ，保溫層外壁面溫度為50 。試計(jì)算：（1）各層材料導(dǎo)熱熱阻；（2）每米長蒸汽管道的散熱損失。 解（1）首先計(jì)算各層材料的導(dǎo)熱熱阻： 頁12共 頁14第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途d1601124WK28?R?10ln/m?ln?2. 管道層：1t?150?2d45211d240113W/m?Kln?R?ln0.?646? 第一保溫層：2t?160.221?d022d340114?ln?0.347m?K/WR?ln第二保溫

33、層： 3t?24016?2d02.33 ）單位長度熱流量：（2tt?50400?4ww1m/?7W?352. L4347.?28?100?R0.6462.t 、孤立系統(tǒng) D1. 如果熱力系統(tǒng)與外界之間沒有任何形式的能量交換，那么這個(gè)熱力系統(tǒng)一定是 A、溫度 2.（2.5分）理想氣體的熱力學(xué)能只與（ ）有關(guān)。 A、溫度（2.5分） 理想氣體的比熱容只與（ ）參數(shù)有關(guān)。3. C、一定是不可逆過程4.（2.5分） 以下哪個(gè)描述適合自發(fā)過程。 、熱力學(xué)第二定律第二類永動(dòng)機(jī)違反了以下哪個(gè)基本定律。5.（2.5分） C 、熱機(jī)循環(huán)分） 熱力循環(huán)可分為正向循環(huán)和逆向循環(huán)，以下循環(huán)中為正向循環(huán)的是（ ）。A6

34、.（2.5 1動(dòng)力循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性可用熱效率來表示，熱機(jī)的熱效率（ ）B、總是小于（7.2.5分） 制冷循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性可用制冷系數(shù)來表示，制冷機(jī)的制冷系數(shù)（ ）D、都有可能8.（2.5分） ）B、大于19.（2.5分） 熱泵循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性可用供熱系數(shù)來表示，熱泵的供熱系數(shù)（ ）卡諾循環(huán)的熱效率。 D、無法比較10.（2.5分） 任何可逆循環(huán)的熱效率都（ 、無法比較 D2.511.（分） 任何可逆循環(huán)的熱效率都（ ）不可逆循環(huán)的熱效率。工質(zhì)的壓力可以用絕對壓力，表壓力和真空度來表示，以下哪種壓力可以作為工質(zhì)的狀態(tài) 2.5分）12.（ A、絕對壓力參數(shù)）卡諾熱機(jī)的在相同的高溫恒溫?zé)嵩春偷蜏睾銣責(zé)嵩撮g工作的

35、任何可逆熱機(jī)的熱效率都（ 13.（2.5分） B、等于熱效率。）不可逆熱機(jī) 14.（2.5分） 在相同的高溫恒溫?zé)嵩春偷蜏睾銣責(zé)嵩撮g工作的任何可逆熱機(jī)的熱效率都（ 、大于的熱效率。 A，均從同一初始狀態(tài)出發(fā)，而兩過程中工質(zhì)從 若工質(zhì)分別經(jīng)歷可逆過程A和不可逆過程B分）15.（2.5SA=SB B、，則兩過程的如果從同一初態(tài)出發(fā)到達(dá)同一終態(tài)有兩個(gè)過程：可逆過程BA和不可逆過程16.（2.5分） SA=SBB、熵變關(guān)系是( ). 、兩種情況都有可能 （2.5分） 等熵過程一定是一個(gè)（）過程。C17.、沸水可用 C）。 公斤的河水和分）18.（2.5 當(dāng)mG公斤的沸水具有相同的熱能時(shí)，它們的可用能（

36、 能多若組成熱力系統(tǒng)的各部分之間沒有熱量傳遞，熱力系統(tǒng)將處于熱平衡狀態(tài)。此時(shí)熱力系統(tǒng) 2.519.（分） ）。 、溫度差A(yù)內(nèi)部一定不存在（ 頁12共 頁15第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途若組成熱力系統(tǒng)的各部分之間沒有相對位移，熱力系統(tǒng)將處于力平衡狀態(tài)。此時(shí)熱力系統(tǒng) （2.5分）20. 、壓力差 ）。B內(nèi)部一定不存在（到達(dá)相同的終B等量空氣從相同的初態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)過可逆絕熱過程A和不可逆絕熱過程21.（2.5分） UA=UB）。C、態(tài)，兩個(gè)過程中空氣熱力學(xué)能變化的關(guān)系為（ 、熱力A分） 熱力系統(tǒng)的總儲(chǔ)存能包括內(nèi)部儲(chǔ)存能和外部儲(chǔ)存能，下列哪種能量是內(nèi)部儲(chǔ)存能。22.（

37、2.5 學(xué)能 、熱力學(xué)第零定律 第一類永動(dòng)機(jī)違反了以下哪個(gè)基本定律。A23.（2.5分） 、體積變化功 ）。C（2.5分） 封閉熱力系內(nèi)發(fā)生可逆定容過程時(shí)，系統(tǒng)一定不對外作（24. 、流動(dòng)功 下面所列物理量中，哪一個(gè)不是系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)。D25.（2.5分）) 道題共12多選題 ( 收起） 工質(zhì)從同一初態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)歷可逆過程和不可逆過程達(dá)到相同的終態(tài)，則兩過程中（26.（2.5分） 、焓的變化、熱力學(xué)能的變化D相同。C 自發(fā)過程是指不需要任何外力作用，就能自動(dòng)進(jìn)行的過程，分析下列哪些過程是自發(fā)過程。分） 27.（2.5 ? 、自由膨脹過程、混合過程BA 自發(fā)過程是指不需要任何外力作用，就能自動(dòng)

38、進(jìn)行的過程，分析下列哪些過程是自發(fā)過程。分） 28.（2.5 ? A、熱由高溫物體傳到低溫物體B、摩擦生熱過程、不可能將熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起C 以下哪種表述是熱力學(xué)第二定律的表述。29.（2.5分） 其它影響。D其它變化。、不可能從單一熱源取熱，并使之全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生 B、等焓）熱力過程。 A、等熱力學(xué)能30.（2.5分） 理想氣體的等溫?zé)崃^程一定也是（ 自發(fā)過程是指不需要任何外力作用，就能自動(dòng)進(jìn)行的過程，分析下列哪些過程是自發(fā)過程。31.（2.5分） ? B、自由膨脹過程A、混合過程 以下哪種表述是熱力學(xué)第二定律的表述。（2.5分）33. ? 、不可能將熱從低溫物體傳至高溫

39、物體而不引起其它變化。C ? 其它影響。 D、不可能從單一熱源取熱，并使之全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生 系統(tǒng)與外界之間可以進(jìn)行熱量和功量交換，在熱力學(xué)中，通常規(guī)定，系統(tǒng)吸收熱量時(shí)，熱分） 34.（2.5 、負(fù)、正 B 量為（ ），系統(tǒng)放出熱量時(shí)，熱量為（ ）。A系統(tǒng)與外界之間可以進(jìn)行熱量和功量交換，在熱力學(xué)中，通常規(guī)定，系統(tǒng)對外作功時(shí)，功 （2.5分）35. 、負(fù)A、正B量為（ ），外界對系統(tǒng)作功時(shí)，功量為（ ）。） 分） 工質(zhì)從同一初態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)歷可逆過程和不可逆過程達(dá)到相同的終態(tài)，則兩過程中（36.（2.5 、焓的變化、熱力學(xué)能的變化DC相同。我的答案： 分此題得分：2.5CD 、等焓、等熱力學(xué)

40、能B 理想氣體的等溫?zé)崃^程一定也是（ ）熱力過程。A37.（2.5分）) 道題共3判斷題 ( 收起 正確 閉口系統(tǒng)具有恒定的質(zhì)量,但具有恒定質(zhì)量的系統(tǒng)不一定就是閉口系統(tǒng)。38.（2.5分） 反之則不然。正確分） 孤立系統(tǒng)一定是閉口的,39.（2.5 正確分） 孤立系統(tǒng)一定是絕熱系統(tǒng)，但絕熱系統(tǒng)不一定都是孤立的。40.（2.5 、過熱蒸汽干飽和蒸汽被定熵壓縮，將變?yōu)椋?D（1.2.5分） 、越強(qiáng) A一定時(shí)，溫度越高，其吸濕能力：2.5分） 濕空氣的d2.（ 、含濕量 A（2.5分） 濕空氣壓力一定時(shí)，其中水蒸氣的分壓力取決于：3. D、增加蒸汽干度2.5分） 再熱循環(huán)的目的是：（4. D、提高

41、進(jìn)入鍋爐的給水溫度分） 回?zé)嵫h(huán)的主要目的是：5.（2.5 、熱傳導(dǎo) 以下哪中傳熱方式是熱量傳遞的基本方式：A6.（2.5分） A對于同一種物質(zhì)來說，哪種狀態(tài)下的熱導(dǎo)率值最大。、固態(tài)7.（2.5分） ) 2道題多選題 (共 C、理想氣體公式適用于：分） pV=nRT B、濕空氣2.58.（ 頁12共 頁16第 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)題 個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途 C、熱輻射A、熱傳導(dǎo)B、熱對流9.（2.5分） 熱量傳遞的基本方式有： 未飽和濕空氣是由干空氣和濕蒸汽組成的濕空氣。錯(cuò)誤（2.5分） 10. x=1正確 飽和水的干度x=0，干飽和蒸汽的干度11.（2.5分） 錯(cuò)誤x 112.（2

42、.5分） 未飽和水的干度 濕空氣可以看作是理想氣體的混合物。正確2.5分） 13.（ 錯(cuò)誤分） 因?yàn)闈窨諝庵泻兴魵?，因此濕空氣不能被看作是理想氣體14.（2.5 相對濕度越小，濕空氣中水蒸氣偏離飽和狀態(tài)越遠(yuǎn)，空氣越干燥。正確2.5分） 15.（ 在蒸汽初壓和冷凝壓力不變的條件下，提高蒸汽初溫，可以提高朗肯循環(huán)的熱效率。正確2.5分） 16.（ 錯(cuò)誤分） 在蒸汽初壓和蒸汽初溫不變的條件下，提高冷凝壓力，可以提高朗肯循環(huán)的熱效率。17.（2.5 正確 2.5分）在蒸汽初溫和冷凝壓力不變的條件下，提高蒸汽初壓，可以提高朗肯循環(huán)的熱效率。18.（ 正確分） 無論固體，液體，還是氣體，只要有溫度差，

43、它們在接觸時(shí)就會(huì)發(fā)生導(dǎo)熱現(xiàn)象。19.（2.5 正確 臨界點(diǎn)時(shí)，飽和液體的焓等于干飽和蒸汽的焓。 20.（2.5分） 正確分） 單純的導(dǎo)熱只能發(fā)生在密實(shí)的固體中。21.（2.5 正確分） 溫度梯度是沿著等溫面的法線方向，并且指向溫度升高的方向。22.（2.5針對各向同性介質(zhì)，傅立葉定律中的負(fù)號(hào)說明溫度梯度的方向和熱量傳遞的方向共線反 （2.5分）23. 正確向。 正確分） 熱對流只能發(fā)生在流體之中，而且必然伴隨有微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的導(dǎo)熱。24.（2.5 錯(cuò)誤分） 對流換熱是熱量傳遞的基本方式。25.（2.5 正確 材料的熱導(dǎo)率數(shù)值大小反映了材料的導(dǎo)熱能力，是物體的物性量。（26.2.5分） 錯(cuò)

44、誤 對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大小反映了對流換熱的強(qiáng)弱，是物體的物性量。27.（2.5分） 正確0K的實(shí)際物體都具有發(fā)射熱輻射的能力。（2.5分） 所有溫度大于28. 正確 熱輻射過程中，不僅有能量的傳遞，而且還有能量形式的轉(zhuǎn)化。29.（2.5分） 溫度不同的兩個(gè)物體之間可以進(jìn)行輻射換熱，溫度相同的兩個(gè)物體之間不發(fā)生輻射換熱。分） 30.（2.5 錯(cuò)誤對應(yīng)的飽和壓力，則該液體一定處于未飽和液體狀態(tài)。T T，若其壓力大于2.5分） 某液體的溫度為31.（ 正確 正確 熱輻射可以不依靠中間介質(zhì)，在真空中傳播。32.（2.5分） 對于同一種物質(zhì)來說，固態(tài)的熱導(dǎo)率值最大，氣體的熱導(dǎo)率值最小。正確2.533.（分） 知道了溫度和壓力，就可以確定水蒸氣的狀態(tài)。錯(cuò)誤（2.5分） 34. 錯(cuò)誤 水蒸氣的定溫膨脹過程滿足 Q=W35.（2.5分） 正確相對濕度為=0時(shí)，說明空氣中完全沒有水蒸氣。36.（2.5分） 時(shí)，說明空氣中都是水蒸氣。錯(cuò)誤相對濕度為=137.（2.5分） 錯(cuò)誤分） 空氣的相對濕度越大，其含濕量越高。38.（2.5 對未飽和濕空氣，露點(diǎn)溫度即水蒸氣分壓力所對應(yīng)的水的飽和溫度。正確2.5分） 39.（ 正確分） 飽和濕空氣是由干空氣和干飽和水蒸氣組成的濕空氣。40.（2.5 錯(cuò)誤孤立系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)不能發(fā)生變化。