第二學期熱工基礎(chǔ)第次作業(yè)

1、本次作業(yè)是本門課程本學期的第1次作業(yè)，注釋如下：本次作業(yè)為1-4章的內(nèi)容。一、單項選擇題(只有一個選項正確，共21道小題)1. 開口系統(tǒng)是指 （ ）的熱力系統(tǒng) (A) 具有活動邊界(B) 與外界有功量交換(C) 與外界有熱量交換(D) 與外界有物質(zhì)交換你選擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：2. 絕熱系統(tǒng)是指（ ）的熱力系統(tǒng)(A) 狀態(tài)參數(shù)不變(B) 熱力學能不變(C) 與外界沒有熱量交換(D) 與外界沒有功量和熱量交換你選擇的答案： C 正確正確答案：C解答參考：3. 孤立系統(tǒng)是（ ）的熱力系統(tǒng)(A) 與外界無熱量交換(B) 與外界無功量交換(C) 與外界無質(zhì)量交換(D) 與外界無任何

2、相互作用你選擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：4. 下列說法中正確的是（ ）(A) 平衡狀態(tài)一定是穩(wěn)定狀態(tài)(B) 穩(wěn)定狀態(tài)一定是平衡狀態(tài)(C) 均勻狀態(tài)一定是平衡狀態(tài)(D) 平衡狀態(tài)是不存在內(nèi)部勢差的狀態(tài)你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：A解答參考：5. 系統(tǒng)中工質(zhì)的真實壓力是指（ ）(A) pg(B) pb(C) pv(D) pb+pg或pb-pv你選擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：6. 在pv圖上，（ ）所包圍的面積代表單位質(zhì)量的工質(zhì)完成一個循環(huán)時與外界交換的凈功量。(A) 任意循環(huán)(B) 可逆循環(huán)(C) 正向循環(huán)(D) 逆向循環(huán)你選擇的答案： B 正確

3、正確答案：B解答參考：7. 公式 q = cVT + w適用于閉口系中（ ）(A) 理想氣體的可逆過程 (B) 實際氣體的任意過程(C) 理想氣體的任意過程(D) 任何工質(zhì)的可逆過程你選擇的答案： C 正確正確答案：C解答參考：8. 氣體吸熱后熱力學能（ ）(A) 一定增加(B) 一定減少(C) 不變(D) 可能增加、減少或不變你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：D解答參考：9. 在相同的溫度變化區(qū)間內(nèi)，理想氣體定容過程焓的變化量與定壓過程相比（ ）(A) 較大(B) 大小相等(C) 較小(D) 大或小不確定你選擇的答案： B 正確正確答案：B解答參考：10. 對于閉口系，當過

4、程的始態(tài)與終態(tài)確定后，下列各項目中哪一個值無法確定（ ）(A) Q (B) QW (C) W（當Q=0時）(D) Q（當W=0時）你選擇的答案： A 正確正確答案：A解答參考：11. 理想氣體向真空膨脹，該過程所做的膨脹功（ ）(A) W0 (B) W=0 (C) W0 (D) 無法確定你選擇的答案： B 正確正確答案：B解答參考：12. 理想氣體向真空膨脹，當一部分氣體進入真空容器后，余下的氣體繼續(xù)膨脹。該過程所做的膨脹功（ ）(A) W0 (B) W=0(C) W0 (D) 無法確定你選擇的答案： A 正確正確答案：A解答參考：13. 理想氣體的（ ）是兩個相互獨立的狀態(tài)參數(shù)(A) 溫度與

5、熱力學能(B) 溫度與焓(C) 溫度與熵(D) 熱力學能與焓你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：C解答參考：14. 如圖理想氣體的ab和cb過程，下列關(guān)系成立的為（ ）(A) (B) (C) (D) 你選擇的答案： A 正確正確答案：A解答參考：15. 在相同的恒溫熱源間工作的其他可逆循環(huán)的熱效率（ ）卡諾循環(huán)的熱效率(A) 大于(B) 小于(C) 等于(D) 小于或等于你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：C解答參考：16. 在兩恒溫熱源之間工作的可逆熱機，其熱效率的高低取決于（ ）(A) 熱力循環(huán)包圍的面積大小(B) 高溫熱源溫度(C) 低溫熱源溫度(D) 高

6、溫熱源及低溫熱源溫度你選擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：17. 如果熱機從熱源吸熱100 kJ，對外做功100 kJ，則（ ）(A) 違反熱力學第一定律(B) 違反熱力學第二定律(C) 不違反第一、第二定律(D) A和B你選擇的答案： B 正確正確答案：B解答參考：18. 下列說法正確的是（ ）(A) 系統(tǒng)吸熱后總是溫度升高(B) 熱量絕不能從低溫傳向高溫(C) 只要過程的初終態(tài)相同，狀態(tài)參數(shù)的變化就相同(D) 只要過程的初終態(tài)相同，過程中交換的功量就相同你選擇的答案： C 正確正確答案：C解答參考：19. 熱熵流的計算式dS f =QT適用于（ ）(A) 理想氣體任意過程(B) 理

7、想氣體可逆過程(C) 任何工質(zhì)任意過程(D) 任何工質(zhì)可逆過程你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：C解答參考：20. 系統(tǒng)經(jīng)歷一個不可逆過程后，其熵變化（ ）(A) 必定增加(B) 必定減少(C) 保持不變(D) 可能增加、減少或不變你選擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：21. 系統(tǒng)經(jīng)歷一個不可逆絕熱過程后，其熵變化（ ）(A) 必定增加(B) 必定減少(C) 保持不變(D) 可能增加、減少或不變你選擇的答案： A 正確正確答案：A解答參考：二、判斷題(判斷正誤，共32道小題)22. 表壓力和真空度都不能作為狀態(tài)參數(shù)你選擇的答案： 說法正確 正確正確答案：說法正確解答參

8、考：23. 熱力學中，壓力、溫度和比容稱為基本狀態(tài)參數(shù)你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：24. 容器中氣體的壓力不變，則壓力表的讀數(shù)也絕對不會改變你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：25. 可逆過程必定是準靜態(tài)過程，而準靜態(tài)過程并不一定是可逆過程你選擇的答案： 說法正確 正確正確答案：說法正確解答參考：26. 只有可逆過程 p-v圖上過程線下的面積表示該過程與外界交換的容積功你選擇的答案： 說法正確 正確正確答案：說法正確解答參考：27. 若工質(zhì)吸熱，其熱力學能一定增加你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法

9、錯誤解答參考：28. 工質(zhì)膨脹時必須對工質(zhì)加熱你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：29. 系統(tǒng)經(jīng)歷一個可逆定溫過程，由于溫度沒有變化，故與外界沒有熱量交換你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：30. 對可逆與不可逆絕熱過程，都有w =u和wt =h，說明可逆和不可逆絕熱過程的功量相等。你選擇的答案： 說法錯誤 正確正確答案：說法錯誤解答參考：31. 不管過程是否可逆，開口絕熱穩(wěn)流系統(tǒng)的技術(shù)功總是等于初、終態(tài)的焓差你選擇的答案： 說法正確 正確正確答案：說法正確解答參考：32. 沒有容積變化的系統(tǒng)一定與外界沒有功量交換你選擇的答案

10、： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：33. 理想氣體的比熱容一定是常數(shù)你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：34. 氣體常數(shù)與氣體的種類及所處的狀態(tài)無關(guān)你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：35. 理想氣體的熱力學能、焓、熵都是溫度的單值函數(shù)你選擇的答案： 說法錯誤 正確正確答案：說法錯誤解答參考：36. 功量可以轉(zhuǎn)換為熱量，但熱量不可以轉(zhuǎn)換為功量你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：37. 機械能可以全部轉(zhuǎn)換為熱能，而熱能絕不可能全部轉(zhuǎn)換為機械能你選擇的答案： 說法正確 正確

11、正確答案：說法正確解答參考：38. 熱效率較高的發(fā)動機，循環(huán)凈功也一定較大你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：39. 在相同的初終態(tài)之間進行可逆與不可逆過程，則不可逆過程中工質(zhì)熵的變化大于可逆過程中工質(zhì)熵的變化。你選擇的答案： 說法錯誤 正確正確答案：說法錯誤解答參考：40. 工質(zhì)完成一個不可逆循環(huán)后，其熵的變化大于零你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：41. 熵減小的過程是不可能實現(xiàn)的你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：42. 系統(tǒng)熵增大的過程必為吸熱過程你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確

12、 正確正確答案：說法錯誤解答參考：43. 理想氣體多變過程的技術(shù)功是膨脹功的n倍你選擇的答案： 說法正確 正確正確答案：說法正確解答參考：44. 理想氣體在定熵膨脹過程中，其技術(shù)功為膨脹功的倍你選擇的答案： 說法正確 正確正確答案：說法正確解答參考：45. 絕熱過程熵變?yōu)榱隳氵x擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：46. 可逆絕熱過程熵變?yōu)榱隳氵x擇的答案： 說法正確 正確正確答案：說法正確解答參考：47. 單獨能量品質(zhì)升高的過程是不可能發(fā)生的你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：48. 等量的高溫熱量與低溫熱量具有相同的品質(zhì)你選擇的答

13、案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：49. 自發(fā)過程是不可逆過程，但非自發(fā)過程是可逆過程你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：50. 熵產(chǎn)是否為零是判斷過程是否可逆的判據(jù)你選擇的答案： 說法正確 正確正確答案：說法正確解答參考：51. 因為熵是狀態(tài)參數(shù)，所以熵流和熵產(chǎn)也都是狀態(tài)參數(shù)你選擇的答案： 說法錯誤 正確正確答案：說法錯誤解答參考：52. 熵產(chǎn)是由不可逆因素引起的熵增你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：53. 孤立系統(tǒng)熵增原理表明：孤立系統(tǒng)內(nèi)各部分的熵都是增加的你選擇的答案： 說法錯誤 正確正確答案

14、：說法錯誤解答參考：（注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質(zhì)上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)三、主觀題(共9道小題)54. 某定量工質(zhì)經(jīng)歷了1-2-3-4-1循環(huán)，試填充下表所缺的數(shù)據(jù) 過程Q/kJW/kJU/kJ1-2013902-303953-40-10004-10參考答案： 過程Q/kJW/kJU/kJ1-21390013902-30395-3953-4-10000-10004-10-5555. 如圖所示，b、c兩狀態(tài)點在同一條等溫線上，試判斷：uab與uac誰大？sab與sac誰大？ 參考答案：答：uab=uac ； sabsac56. 有一循環(huán)發(fā)動機工

15、作于熱源T1=1000K和冷源T2=400K之間，若該熱機從熱源吸熱1360 kJ，對外作功833 kJ。問該熱機循環(huán)是可逆的？不可逆的？還是根本不能實現(xiàn)的？ 參考答案： ttc 違背了卡諾定理結(jié)論：該循環(huán)根本不可能實現(xiàn)。（也可用克勞修斯積分不等式或孤立系熵增原理求解）57. 氣球直徑為0.4 m，球內(nèi)充有壓力為150 kPa的空氣，由于太陽輻射加熱，氣球直徑增大到0.45 m，若球內(nèi)氣體壓力正比于氣球的直徑，試求過程中氣體對外的做功量W。參考答案： 解：已知D1 = 0.4 m時，p1 =150 kPa，且氣球內(nèi)壓力正比于氣球直徑，即p = kD，可求得：k =375 kPa/m 答：過程中

16、氣體對外作功量為2.27 kJ58. 水在絕熱混合器中與水蒸汽混合而被加熱，水流入的壓力為200 kPa，溫度為20，比焓為84 kJ/kg，質(zhì)量流量為100 kg/min；水蒸汽流入的壓力為200 kPa，溫度為300，比焓為3072 kJ/kg，混合物流出的壓力為200 kPa，溫度為100，比焓為419 kJ/kg。問每分鐘需要多少水蒸汽。 參考答案： 解：此絕熱混合器所圍空間為一穩(wěn)流系，根據(jù)能量方程：59. 有5g氬氣，經(jīng)歷一熱力學能不變的狀態(tài)變化過程，初始狀態(tài)p1=6.0×105 Pa，T1=600K，膨脹終了的容積V2=3V1，氬氣可作為理想氣體。已知氬氣的Rg=0.20

17、8 kJ/(kg·K)，cp=0.523 kJ/(kg·K)，求：（1）終了狀態(tài)的溫度T2、壓力p2；（2）過程中系統(tǒng)熱力學能、焓和熵的變化量。 參考答案： 解：由題意：U = 0 T2 = T1 = 600 K 由理想氣體氣體狀態(tài)方程， 有：60. 試求在定壓過程中加給理想氣體的熱量中有多少用來作功？有多少用來改變工質(zhì)的熱力學能（比熱容取定值）？ 參考答案： 解： 定壓過程總加熱量為： q =cpT 其中用來改變熱力學能的部分為：u= cVT而 cp = cV+Rg 定壓過程用來作功的部分為：w =RgT 61. 2kg某種理想氣體按n=1.2可逆多變過程膨脹到原有體積的

18、3倍，穩(wěn)定地從300降低到 60，膨脹過程中作功418.68 kJ，吸熱83.736 kJ，求：氣體的cp和cV。參考答案： 解： 由閉口系能量方程：62. 3 kg溫度為80的熱水在絕熱容器中與5 kg溫度為20的冷水等壓混合，水的比熱為4.187 kJ/(kg·K)，求此混合過程的熵變，并根據(jù)熵變的計算結(jié)果說明為什么混合過程是不可逆過程？（提示：先由熱力學第一定律求混合后水的狀態(tài)） 參考答案： 解：思路：利用孤立（絕熱）系熵增原理進行判斷。 取該絕熱容器為閉口系，設(shè)熱水用角標H表示，冷水用角標C表示，并注意液體 cp = cV = c 由閉口系能量方程：三、主觀題(共9道小題)(

19、主觀題請按照題目，離線完成，完成后紙質(zhì)上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)54. 某定量工質(zhì)經(jīng)歷了1-2-3-4-1循環(huán)，試填充下表所缺的數(shù)據(jù) 過程Q/kJW/kJU/kJ1-2013902-303953-40-10004-1055. 如圖所示，b、c兩狀態(tài)點在同一條等溫線上，試判斷：uab與uac誰大？sab與sac誰大？ 56. 有一循環(huán)發(fā)動機工作于熱源T1=1000K和冷源T2=400K之間，若該熱機從熱源吸熱1360 kJ，對外作功833 kJ。問該熱機循環(huán)是可逆的？不可逆的？還是根本不能實現(xiàn)的？ 57. 氣球直徑為0.4 m，球內(nèi)充有壓力為150 kPa的空氣，由于太陽輻射加熱，氣球直徑增大到0.45 m，若