工程熱力學期末復習題

1、工程熱力學復習題一、單項選擇題1熱力系內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量若保持恒定，則該熱力系一定是 。A開口系 B.閉口系 C. 孤立系 D.不能確定（知識點：教材P9頁1-2：熱力系統(tǒng)。穩(wěn)定流開口系，當處于穩(wěn)定狀態(tài)時，工質(zhì)質(zhì)量也會保持恒定。如果熱力系與外界有熱量交換，則不是孤立系，所以答案C不正確。）D.不能確定2某壓力容器，其壓力表的讀數(shù)在重慶為與在拉薩時相比較 。A 相同 B. 增大 C . 減小 D. 無法確定（知識點：教材P13頁，壓力的概念，通常我們所使用的測壓計，測出的是工質(zhì)的真實壓力和環(huán)境壓力之差，當真實壓力不變，而環(huán)境壓力減小時，壓差會增大。）B. 增大3開口系的質(zhì)量是 。A不變的 B.變化的 C

2、. 變化的也可以是不變的 D.在理想過程中是不變的（知識點：教材P9頁1-2：熱力系統(tǒng)。穩(wěn)定流開口系質(zhì)量不變，但非穩(wěn)定流則會改變。）C. 變化的也可以是不變的4. 準平衡過程，工質(zhì)經(jīng)歷的所有狀態(tài)都接近于 。A.初狀態(tài)（可以不在初狀態(tài)） B.環(huán)境狀態(tài)C.終狀態(tài)（也可以不在初狀態(tài)） D.鄰近狀態(tài)（知識點：教材P18頁1-5，偏離平衡態(tài)無窮小，隨時恢復平衡的狀態(tài)變化過程就是準靜態(tài)過程，也叫準平衡過程。準平衡過程雖然偏離平衡態(tài)無窮小，但可以偏離初始態(tài)一個較大的變化，因此答案A不正確，A不正確，那么B也不正確，準平衡過程可能是在孤立系統(tǒng)中發(fā)生的，這時就不會與環(huán)境狀態(tài)相接近，因此答案為D）D.鄰近狀態(tài)5.

3、一定量理想氣體從相同的初態(tài)出發(fā)分別經(jīng)過不可逆過程A、可逆過程B到達相同的終狀態(tài)，則兩過程中氣體熱力學能變化 。 A B C D （知識點：教材P36頁2-2，熱力學能的變化，在不考慮化學能和原子核能的情況下，只是內(nèi)動能和內(nèi)位能的變化。在一個從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，可以有兩種方式，一種是可逆的，一種是不可逆的，但不管過程是否可逆，當初態(tài)相同，終態(tài)相同時，系統(tǒng)的熱力學能的改變就是相同的。）B6.氣體在管道中可逆流動時，任何截面上的滯止焓 。A. B. C. D.均相等（知識點：教材P240-241頁7-1，滯止焓是該截面上這一點工質(zhì)的焓與工質(zhì)的動能之和）D.均相等7.某一定量工質(zhì)將2000KJ的

4、熱量散失到周圍環(huán)境，若工質(zhì)散熱時熵變化-5，這過程 。A.可以發(fā)生且為可逆 （可逆過程的熵變?yōu)榱悖?B.可以發(fā)生且為不可逆 C.不可能發(fā)生（在外力作用下也可能實現(xiàn)，比如系統(tǒng)溫度高于環(huán)境溫度300K） D.違反熵增原理（如果這個過程是自發(fā)完成的，才違反熵增原理）（知識點：教材P36、162頁熱力學第一定律和第二定律。過程能否進行，主要看是否違反熱力學第一定律和第二定律，第一定律是能量守恒定律，第二定律判定過程的方向，給出了定量工質(zhì)向環(huán)境散失的熱量，題目未說明，但有可能在外界對系統(tǒng)做功的情況下能量守恒，同時系統(tǒng)的熵減小，所以答案為B。如果這個過程是自發(fā)過程則不可能發(fā)生。）B.可以發(fā)生且為不可逆8.

5、剛性容器中有某種理想氣體，參數(shù)p1、V1、T1，現(xiàn)定溫充入另一種x氣體，使容器中的壓力升到p2，充入的氣體質(zhì)量 。A. B. C. D. （知識點：教材P367頁12-1。這個問題屬于理想混合氣體的分壓定律，注意和的區(qū)別）充氣過程混合氣體體積不改變，但分壓會改變，此時混合氣體的總壓力變?yōu)閜2，分壓力對應于混合氣體中的分氣體物質(zhì)量。B. 9. 循環(huán)熱效率t=1-T2/T1 ，只適用于 。A卡諾循環(huán)（卡諾循環(huán)只是其中的一種） B兩個恒溫熱源間的可逆循環(huán) C兩個恒溫熱源間的一切循環(huán)（不可逆就不行） D多個熱源的可逆循環(huán)（多個熱源，取的是熱源溫度的平均值）（知識點：教材P150頁5-3，首先多熱源的可

6、逆循環(huán)，取的是熱源溫度的平均值，所以D不正確，循環(huán)熱效率t=1-T2/T1是最大熱效率，只能在可逆過程中發(fā)生，因此C不正確。卡諾循環(huán)只是其中的一種，因此A不正確）B兩個恒溫熱源間的可逆循環(huán)10氣體經(jīng)不可逆流動后，滯止焓相等，滯止狀態(tài) 。A也相同 B滯止壓力相等，滯止溫度不等。C無法確定 D不相同（知識點：教材P240-241頁7-1，滯止焓相等，但并不表明工質(zhì)的焓和動能是相同的，因此滯止狀態(tài)不相同）D不相同11由一種x氣體與一種Y氣體組成的混合氣體，參數(shù)為p、V、T，已知其中x氣體的分壓力px，分體積Vx，混合氣體中x氣體的狀態(tài)方程 。 A B C D （知識點：教材P367頁12-1。如果按

7、分體積算，應該是總壓，所以C不正確，如果按分壓算物質(zhì)量為分氣體的物質(zhì)量，所以B不正確，如果既按總體積又按總壓計算，那么物質(zhì)量是總物質(zhì)量，因此D不正確。）正確答案為A12工質(zhì)經(jīng)歷任一可逆循環(huán) 。 A0 B0 C0 D 逆向循環(huán)（知識點：教材P152頁5-4，經(jīng)過一個循環(huán)，系統(tǒng)恢復原狀，其熵增一定為零。）A013. 絕熱節(jié)流過程為 過程。A.定焓 B.定溫 C.可逆 D.不可逆（知識點：教材P257頁7-6，忽略氣體動能的變化，絕熱節(jié)流前后函值相等；但如果不忽略氣體動能的改變，則絕熱前后函值不相等，因此A不正確。絕熱節(jié)流過程溫度會改變，不是定溫過程，因此B不正確；絕熱節(jié)流是不可逆過程）D.不可逆1

8、4. 設工質(zhì)在0的恒溫冷源和100的恒溫熱源間按卡諾循環(huán)工作，若輸出功率10kW，每分鐘完成一次循環(huán)，每次循環(huán)工質(zhì)從高溫熱源吸收熱量 。A. 80.4kJ B . 219.6kJC. 373kJ D . 2238kJ（知識點：教材P145頁5-2，按公式計算。）D . 2238kJ15. 有一位發(fā)明家聲稱制造出一種機器，當這臺機器完成一個循環(huán)時，可以從單一熱源吸熱2000kJ，并輸出2200kJ的功，這臺熱機 。A.違反了熱力學第一定律B.違反了熱力學第二定律C.違反了熱力學第一定律和熱力學第二定律D.既不違反熱力學第一定律也不違反熱力學第二定律（知識點：教材P36、162頁熱力學第一定律和第

9、二定律。從單一熱源吸熱做功違反熱力學第二定律，系統(tǒng)吸收的能量小于輸出的能量，違反熱力學第一定律）C.違反了熱力學第一定律和熱力學第二定律16由某種x氣體與某種氣體組成的混合氣體，參數(shù)為p、V、T，已知其中x氣體的分壓力px，分體積Vx，混合氣體中x氣體的狀態(tài)方程 。 A. B. C. D. （知識點：教材P367頁12-1，答案D中，已知某氣體的體積和壓力，狀態(tài)方程為，其中為這種氣體的物質(zhì)量，用摩爾數(shù)表示，如用這種氣體的質(zhì)量表示，則由于，即所以即）。D. 17工質(zhì)經(jīng)歷可逆循環(huán) 。A. 0 B. 0 C. D.逆向循環(huán)（知識點：教材P152頁5-4熱力學第二定律的數(shù)學表達式，這里要注意熵的定義，

10、其中為熱源的溫度，為工質(zhì)的溫度，在微元換熱過程中，過程可逆，因此熱源溫度等于工質(zhì)的溫度。其中一個重要的不等式為克勞修斯不等式，但是對于一個循環(huán)，無論可逆與否，系統(tǒng)都將恢復到原來的狀態(tài)，因此熵增為零。）C. 18. 卡諾循環(huán)是 。A具有可逆等溫吸熱和可逆等溫放熱的循環(huán)B具有兩個恒溫熱源，且滿足的循環(huán)C熱效率等于的循環(huán)D循環(huán)中工質(zhì)除了與兩個恒溫熱源換熱外，無其它熱交換的可逆循環(huán)（知識點：教材P145頁5-4，卡諾循環(huán)的定義是由兩個絕熱壓縮、等溫吸熱、絕熱膨脹和等溫放熱所組成的一個循環(huán)，所以A不正確；卡諾循環(huán)熱源的溫度不一定是恒溫，如概括性卡諾循環(huán)，所以B也不正確；卡諾循環(huán)還有輸出功交換，因此D也不

11、正確，正確答案為C）C熱效率等于的循環(huán)19. 氣體在管道中可逆流動時，任何截面上的滯止狀態(tài) 。A.均相同 B.不相同 C.由各斷面的確定，不一定相同 D.無法比較（知識點：教材P239頁7-1，各截面上，由于溫度不一定相同，氣體分子運動的動能也不一定相同，因此和斷面上的滯止焓和動能之和也不一定相同，因此滯止狀態(tài)不一定相同）C.由各斷面的確定，不一定相同20. 工質(zhì)經(jīng)歷不可逆循環(huán) 。A. 0 B. 0 C. 0 D.逆向循環(huán) C. 021.由氧氣O2與氮氣N2組成的空氣,其中氧氣的質(zhì)量分數(shù) 。A. B. C. D. （知識點：教材P367頁12-1，混合理想氣體分壓和分體積定律，在相同的大氣壓下

12、，體積分數(shù)等于摩爾分數(shù)，而某種氣體的質(zhì)量分數(shù)應該是該種氣體的質(zhì)量與混合氣體的總質(zhì)量之比?；旌蠚怏w的總質(zhì)量是各種氣體的摩爾分數(shù)與摩爾質(zhì)量的乘積之和）B. 22. 初、終狀態(tài)相同的任何過程，其過程中傳遞的熱量 。A. 相等 B. C.均為 D. T -S圖面積均相等（知識點：教材P36頁熱力學第一定律，不管過程是如何的，狀態(tài)如何，必須尊守能量守恒。初終態(tài)相同，對于可逆過程和不可逆過程，其傳遞的熱量是不相同的，所以A不正確；同時也就否定了C和D）B. 23. 任何熱力過程中，理想氣體的熱力學能的變化量都可以表示為 。A . B. C. D. （知識點：教材P73頁3-3。在定容過程中，膨脹功為零，熱

13、力學能變化與過程熱量相等；在定壓過程中技術(shù)功為零，因此焓的變化量與過程熱量相等，因此B是計算的焓的變化量。答案C中包含有技術(shù)功，所以不正確，答案D也是焓變化，因此正確答案為A）A . 24. 系統(tǒng)完成一個不可逆循環(huán)時，系統(tǒng)的熵變 。A.小于0 B.大于0C.等于0 D.不確定（知識點：系統(tǒng)完成一個循環(huán)，熵變?yōu)榱悖〤.等于025下列熱力系統(tǒng)中與外界既無物質(zhì)交換又無能量交換的是 。A開口系統(tǒng) B絕熱系統(tǒng) C閉口系統(tǒng) D孤立系統(tǒng)D孤立系統(tǒng)26任何熱力過程中，理想氣體的焓變化量都可以表示為 。A BC D （知識點：教材P73頁3-3。參見23題）B27理想氣體在一個帶活塞的氣缸中膨脹，若容器與外界絕

14、熱，則氣體的溫度 。A降低 B升高C保持不變 D無法確定（知識點：熱力學第一定律，絕熱過程，系統(tǒng)熱力學能的減少等于對外所做的功，熱力學能的減少，表明系統(tǒng)溫度降低。）A降低28一定量氣體置于剛性氣缸內(nèi)，在某一過程中外界對熱力系統(tǒng)作功60kJ，熱力系統(tǒng)從外界吸熱20kJ，則熱力系統(tǒng)的熱力學能為 。A40kJ B60 kJ C40 kJ D80kJ（知識點：熱力學第一定律的第一表達式，但這里要注意做功的正負號，吸熱的正負號。系統(tǒng)對外做功是正功，外界對系統(tǒng)做功為負功；系統(tǒng)從外界吸收熱量，取正值，系統(tǒng)向外界放熱取負值。）D80kJ29設工質(zhì)在300K的恒溫冷源和1200K的恒溫熱源間按卡諾循環(huán)工作，每小

15、時吸收熱量20kJ，則放出熱量 。A2.5kJ B5kJC10kJ D15k（知識點：熱力學第二定律和卡諾定理。先計算卡諾循環(huán)的效率，再由得到）B5kJ30容器內(nèi)工質(zhì)的壓力將隨測壓時的地點不同而 。A增大 B減小C不變 D無法確定（知識點：教材P13頁，壓力的概念，通常我們所使用的測壓計，測出的是工質(zhì)的真實壓力和環(huán)境壓力之差，當真實壓力不變，而環(huán)境壓力減小時，壓差會增大，但容器內(nèi)工質(zhì)的絕對壓力不變。）C不變31邁耶公式，適用于 。A理想氣體，但要求定值比熱容 B理想氣體，是否定值比熱容不限C任何氣體，但要求定值比熱容 D任何氣體，是否定值比熱容不限（知識點：教材P66頁3-2。在公式的推導過程

16、中假定了理想氣體的分子間無作用力，不存在內(nèi)位能，熱力學能只包含取決于溫度的內(nèi)動能，因此邁耶公式適用于理想氣體，但比熱容是溫度的函數(shù)，可以隨溫度變化，因此答案是B）B理想氣體，是否定值比熱容不限32某設備管道中的工質(zhì)為60mmHg，設大氣壓力為80 kPa ，此壓力在其壓力測量表計上讀數(shù)為 。A. 72 kPa B. 86.67 kPa C. 130 kPa D. 30 kPa（知識點：教材P15頁1-3，注意壓力單位換算，表1-1）A. 72 kPa33平衡狀態(tài)就是 。A均勻狀態(tài)B穩(wěn)定狀態(tài)C與外界不存在任何勢差的狀態(tài) D不隨時間變化的狀態(tài)（知識點：教材P16頁1-4，一個熱力系統(tǒng)，如果在不受外

17、界影響的條件下系統(tǒng)的狀態(tài)始終保持不變，這種狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。）答案A，非均勻狀態(tài)同樣可達到平衡，如氣液兩相的平衡；答案B，穩(wěn)定狀態(tài)可能需要外界提供的能量維持，如兩個不同溫度熱源之間的金屬棒中的傳熱過程，此時經(jīng)過一個比較長的時間后，各點的溫度是穩(wěn)定不變的；答案D，穩(wěn)定開口系的狀態(tài)就不隨時間變化，因此正確答案為B，此時系統(tǒng)即不受外界影響。）C與外界不存在任何勢差的狀態(tài)34. 3kg理想氣體，從初態(tài)25，p11MPa，定壓膨脹至p20.1MPa，然后又經(jīng)定容加熱至t325，氣體經(jīng)123過程的熱力學能變化量 。 ABCD（知識點：教材P36頁2-2，熱力學能的變化，在不考慮化學能和原子核能的情況下，只

18、是內(nèi)動能和內(nèi)位能的變化，因此熱力學能只是溫度的函數(shù)，兩個狀態(tài)的溫度相同，因而熱力學能沒有改變。）D35可逆穩(wěn)定流動能量方程可表示為 。A B. C. D.（知識點：教材P47頁2-6，熱力學第一定律的第二表達式。）A36理想氣體在一個帶活塞的氣缸中被壓縮，若容器與外界絕熱，則氣體的溫度 。A降低 B升高C保持不變 D無法確定（知識點：熱力學第一定律，此時熱量為零，外界對系統(tǒng)做負功，系統(tǒng)的熱力學能增大，因此溫度升高）B升高37某理想氣體經(jīng)輸氣管向絕熱、真空的剛性容器充氣。若充氣時輸氣管中的氣體參數(shù)保持不變，cp、cV為定值，則氣體充入容器后其溫度將 。A升高 B降低C不變 D無法確定A升高38某

19、一定量工質(zhì)將2000KJ的熱量散失到周圍環(huán)境，環(huán)境溫度為300K，若工質(zhì)散熱時熵的變化為7，則該過程 。A可以發(fā)生且為可逆過程 B可以發(fā)生且為不可逆過程C不能發(fā)生 D無法確定能否實現(xiàn)（知識點：該過程不違反熱力學第一定律，因此可以發(fā)生，但此時，過程的熵減小，表明不可自發(fā)產(chǎn)生，同時不可逆。由于不知道另一個熱源的溫度，因此不能判過程能否進行。）D無法確定能否實現(xiàn)39一個熱力系統(tǒng)與外界既有物質(zhì)交換，又有能量交換，則該熱力系統(tǒng)可能是 。A閉口系 B開口系C絕熱系 D開口系或絕熱系（知識點：開口系可以成為絕熱系和非絕熱系。絕熱系也可以通過工質(zhì)的流動實現(xiàn)能量的交換）D開口系或絕熱系40可逆過程一定是 。 A

20、.工質(zhì)能回復到初態(tài)的過程 B.非平衡過程 C.準平衡過程 D.存在著損耗的準平衡過程（知識點：教材P21頁1-5，可逆過程首先應該是準平衡過程，應滿足熱的和力的平衡，同時過程中不應有任何形式的耗散效應。）C.準平衡過程41. 2kg理想氣體，從相同的初態(tài)出發(fā)分別經(jīng)過不可逆過程A、可逆過程B到達相同的終狀態(tài)，則兩個過程中理想氣體的焓變化量 。A. B .C . D .（知識點：教材P40頁2-4，此時熱力學能的變化是相同的，但可逆過程中，推動功最小，因此不可逆過程的焓變大于可逆過程焓變。）C .42適用于 。A. 任意氣體、閉口系統(tǒng)、任意過程B.實際氣體、開口系統(tǒng)、可逆過程C. 理想氣體、閉口系

21、統(tǒng)、可逆過程D.任意氣體、開口系統(tǒng)、任意過程（知識點：教材P42頁2-5。這是熱力學第一定律的第一表達式，在推導過程中沒有任何的假設條件，對閉口系普遍適用，可以是可逆過程也可以是不可逆過程）A. 任意氣體、閉口系統(tǒng)、任意過程二、選擇題三、填空題1. 摩爾常數(shù)R與氣體種類 有 關(guān)，與狀態(tài) 無 關(guān)。2. 熵產(chǎn) 就是由耗散熱產(chǎn)生的熵增量。3.臨界壓力比是流速達到當?shù)芈曀贂r，工質(zhì)的壓力與滯止壓力之比，它僅與工質(zhì) 有關(guān)。4. 1kg氧氣，初始狀態(tài)為、，經(jīng)定壓過程加熱到，按定值比熱容計算，其技術(shù)功wt 0 kJ/kg。5.氧氣和氮氣的混合物為2m3，壓力為0.1MPa，其中氧氣的分體積為0.6 m3，則氮

22、氣分壓力為 0.07MPa 。 6.只要有 2 個獨立的狀態(tài)參數(shù)即可確定簡單可壓縮系的 1 個平衡狀態(tài)。7.臨界壓力比是工質(zhì)的壓力與滯止壓力之比，它僅與工質(zhì)有關(guān)。8. 在熱力學中，人為劃定的一定范圍內(nèi)的研究對象稱為熱力系統(tǒng)。9. 狀態(tài)參數(shù)坐標圖上的一點表示熱力系統(tǒng)的一個確定的平衡狀態(tài)。不可能發(fā)生使孤立系統(tǒng)總熵減少的過程，理想可逆情況也只能使孤立系統(tǒng)總熵 等于零。10.某理想氣體在定壓下從初溫加熱到，并作了容積變化功，該氣體的為 0.272 kJ/(kg·K)。定壓過程技術(shù)功為零，焓變化量與過程熱量相等，即由熱力學第一定律，定壓過程，于是11 1kmol的各種氣體在同溫同壓下所占的體積

23、均 相同 。12能量從一個物體傳遞到另一個物體可有 做功 和 傳熱 兩種方式。13 等溫壓縮 是壓縮氣體最有利的方式。14相互接觸的物體，若它們處于熱平衡，則它們的 溫度 必相等。15氣體常數(shù)Rg與氣體種類 有 關(guān)，與狀態(tài) 無 關(guān)。16在熱力學中，熱力系統(tǒng)和外界之間完全沒有熱量交換的研究對象稱為 絕熱系統(tǒng) 。17N2和O2的混合物為2m3，壓力為0.5MPa，其中N2的分體積為1.4m3，則O2的分壓力 0.15 MPa。18在熱力學中，人為劃定的一定范圍內(nèi)的研究對象稱為 系統(tǒng) ，周圍的物體稱為 環(huán)境 。19聲速是狀態(tài)參數(shù)，與氣體的 性質(zhì) 及其 狀態(tài) 有關(guān)。201kg工質(zhì)流入熱力系統(tǒng)時，系統(tǒng)獲

24、得的總能量是 熱力學能 與推動功 之和。21. 在熱力學中，人為劃定的一定范圍內(nèi)的研究對象稱為 系統(tǒng) 。22. 卡諾循環(huán)在300K、1200K熱源間工作，每小時吸收熱量20kJ，向冷源排出熱量 5kJ 。23. 逆向卡諾循環(huán)過程中功和熱量的計算式與正向卡諾循環(huán) 相同 ，只是傳遞方向 相反 。24. 氣體的初態(tài)為 ， 在定值的條件下膨脹到，則氣體的技術(shù)功為 346.574 kJ。（技術(shù)功為）四、名詞解釋題五、判斷題1.平衡狀態(tài)就是與外界不存在任何勢差的狀態(tài)。T（在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)的狀態(tài)始終保持不變。）2.若實施等溫壓縮生產(chǎn)高壓氣體，可不必采用多級壓縮、級間冷卻的方法避免容積效率下降。F3. 工質(zhì)經(jīng)一個不可逆絕熱過程后，熵一定不變。F （熵一定大于零）4任何狀態(tài)都可以用熱力狀態(tài)坐表圖上的點來表示。T5. 熱力系與外界既有質(zhì)量交換，又有能量交換的一定是開口系。T6. 工質(zhì)經(jīng)歷一可逆循環(huán)，其，而工質(zhì)經(jīng)歷一不可逆循環(huán)，其。F7. 漸縮型噴管的流速只能小于、等于聲速。 T8. 不可逆過程可以自發(fā)進行。T9. 開口系統(tǒng)不可能是絕熱系統(tǒng)。F10. 絕熱過程中閉口系的熵通?？偸菧p小的，極限情況時不變。F11. 邁耶公式，適用于理想氣體，但要求定值比熱容。F 12. 理想氣體的比定容熱容僅僅是溫度的函數(shù)。 F(理想氣體的比定容熱容，符號是，不僅僅是溫度的函數(shù)，而且與其氣體分子運動