熱工學原理期末復習

熱工學原理期末復習熱工學原理期末復習熱工學原理期末復習熱工學原理期末復習編制僅供參考審核批準生效日期地址：電話：傳真:郵編:2013~2014學年度第二學期期末復習熱工學原理第一章：基本概念一、名詞解釋1、熱力系統(tǒng)（P9~10）（1）閉口系統(tǒng)（控制質(zhì)量系統(tǒng)）：與外界無物質(zhì)交換的系統(tǒng)。（2）開口系統(tǒng)（控制容積系統(tǒng)）：與外界有物質(zhì)交換的系統(tǒng)。（3）絕熱系統(tǒng)：與外界無熱量交換的系統(tǒng)。（4）孤立系統(tǒng)：與外界既無能量（功、熱）交換又無物質(zhì)交換的系統(tǒng)。2、狀態(tài)參數(shù)（P10~12）（1）狀態(tài)參數(shù)：用于描述工質(zhì)所處狀態(tài)的宏觀物理量。（2）壓力：單位面積上所受到的垂直作用力（即壓強），。（3）溫度：宏觀上，溫度是用來標志物體冷熱程度的物理量；微觀上，氣體的溫度是組成氣體的大量分子平均移動動能的量度。t=T﹣273.15K。（4）比體積：單位質(zhì)量的工質(zhì)所占有的體積，，單位：m3/kg。（5）密度：單位體積工質(zhì)的質(zhì)量，，，單位：kg/m3。3、熱力過程（P13）系統(tǒng)由一個狀態(tài)到達另一個狀態(tài)的變化過程稱為熱力過程，簡稱過程。4、可逆過程（P14）如果系統(tǒng)完成了某一過程之后，再沿著原路徑逆行而回到原來的狀態(tài)，外界也隨之回復到原來的狀態(tài)而不留下任何變化，則這一過程稱為可逆過程。二、問答題1、（1﹣2）表壓力或真空度能否作為狀態(tài)參數(shù)進行熱力計算若工質(zhì)的壓力不變，問測量其壓力的壓力表或真空計的讀數(shù)是否可能變化

答：不能，因為表壓力或真空度只是一個相對壓力。若工質(zhì)的壓力不變，測量其壓力的壓力表或真空計的讀數(shù)可能變化，因為測量所處的環(huán)境壓力可能發(fā)生變化。2、（1﹣3）當真空表指示數(shù)值愈大時，表明被測對象的實際壓力愈大還是愈小？

答：真空表指示數(shù)值愈大時，表明被測對象的實際壓力愈小。3、（1﹣4）準平衡過程與可逆過程有何區(qū)別？

答：無耗散的準平衡過程才是可逆過程，所以可逆過程一定是準平衡過程，而準平衡過程不一定是可逆過程。第二章：熱力學第一定律一、名詞解釋 熱力學第一定律的實質(zhì)（P21）（1）熱力學第一定律的實質(zhì)就是熱力過程中的能量守恒和轉(zhuǎn)換定律。（2）熱力學第一定律的表述①在熱能與其他形式能的互相轉(zhuǎn)換過程中，能的總量始終不變。②不花費能量就可以產(chǎn)生功的第一類永動機是不可能造成功的。二、計算題（2﹣8）空氣在某壓氣機中被壓縮，壓縮前空氣的參數(shù)為p1=0.1MPa，v1=0.845m3/kg；壓縮后為p2=0.8MPa，v2=0.175m3/kg。若在壓縮過程中每千克空氣的熱力學能增加為146.5J，同時向外界放熱50kJ，壓氣機每分鐘生產(chǎn)壓縮氣體10kg。試求：（1）壓縮過程中對每千克空氣所作的壓縮功；（2）生產(chǎn)1kg壓縮空氣所需的軸功；（3）帶動此壓氣機所需功率至少為多少（kW）解：（1）。（2）忽略氣體進出口宏觀動能和勢能的變化，則有軸功等于技術(shù)功。。（3）。第三章：理想氣體的性質(zhì)與熱力過程一、名詞解釋1、理想氣體狀態(tài)方程式（P33），R=8.314J/(mol·K)。2、熱容（P35~37）（1）熱容：物體溫度升高1K（或1℃）所需要的熱量稱為該物體的熱容量，簡稱熱容。。（2）比熱容：單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容量稱為該物質(zhì)的比熱容（質(zhì)量熱容），單位為J/(kg·K)或kJ/(kg·K)，。（3）比定容熱容。比定容熱容是在體積不變的情況下比熱力學能對溫度的偏導數(shù)，其數(shù)值等于在體積不變的情況下物質(zhì)溫度變化1K時比熱力學能的變化量。（4）比定壓熱容。比定容熱容是在壓力不變的情況下比晗對溫度的偏導數(shù)，其數(shù)值等于在壓力不變的情況下物質(zhì)溫度變化1K時比晗的變化量。（5）邁耶公式：，（、分別為摩爾定壓熱容、摩爾定容熱容）（6）比熱容比，，。3、混合氣體的成分（P45）（1）質(zhì)量分數(shù)：如果混合氣體由k種組元氣體組成，其中第i種組元的質(zhì)量mi與混合氣體總質(zhì)量m的比值稱為該組元的質(zhì)量分數(shù)，，，。（2）摩爾分數(shù)：如果混合氣體由k種組元氣體組成，其中第i種組元的物質(zhì)的量ni與混合氣體的物質(zhì)的量n的比值稱為該組元的摩爾分數(shù)，，，。（3）體積分數(shù)：如果混合氣體由k種組元氣體組成，其中第i種組元的分體積Vi與混合氣體總體積V的比值稱為該組元的體積分數(shù)，，，。4、理想氣體的基本熱力過程（P50~61）（1）定容過程：氣體比體積保持不變的過程稱為定容過程。（2）定壓過程：氣體壓力保持不變的過程稱為定壓過程。（3）定溫過程：氣體溫度保持不變的過程稱為定溫過程。（4）絕熱過程：氣體與外界沒有熱量交換的狀態(tài)變化過程稱為絕熱過程?？赡娼^熱過程稱為定熵過程。各種熱力過程的計算公式過程過程方程式初、終狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系交換的功量交換的熱量q/(J/kg)w/(J/kg)wt/(J/kg)定容v=定數(shù)；0定壓p=定數(shù)；或0定溫pv=定數(shù)；定熵pvκ=定數(shù)或0二、問答題1、（3﹣1）理想氣體的和之差及和之比是否在任何溫度下都等于一個常數(shù)？

答：理想氣體的和之差在任何溫度下都等于一個常數(shù)，而和之比不是。2、（3﹣2）如果比熱容是溫度t的單調(diào)增函數(shù)，當時，平均比熱容、、中哪一個最大哪一個最小

答：由、、的定義可知：，其中；，其中；，其中。因為比熱容是溫度t的單調(diào)增函數(shù)，所以可知>，又因為，故可知最大。又因為，所以最小。3、（3﹣3）如果某種工質(zhì)的狀態(tài)方程式遵循，這種物質(zhì)的比熱容一定是常數(shù)嗎這種物質(zhì)的比熱容僅是溫度的函數(shù)嗎

答：不一定，比如理想氣體遵循此方程，但是比熱容不是常數(shù)，是溫度的單值函數(shù)。這種物質(zhì)的比熱容不一定僅是溫度的函數(shù)。由比熱容的定義，并考慮到工質(zhì)的物態(tài)方程可得到：，由此可以看出，如果工質(zhì)的內(nèi)能不僅僅是溫度的函數(shù)時，則此工質(zhì)的比熱容也就不僅僅是溫度的函數(shù)了。4、（3﹣4）在圖上畫出定比熱容理想氣體的可逆定容加熱過程、可逆定壓加熱過程、可逆定溫加熱過程和可逆絕熱膨脹過程。答：圖中曲線1為可逆定容加熱過程；2為可逆定壓加熱過程；3為可逆定溫加熱過程；4為可逆絕熱膨脹過程。因為可逆定容加熱過程容積v不變，過程中系統(tǒng)內(nèi)能增加，所以為曲線1，從下向上。理想氣體的可逆定壓加熱過程有：，，所以此過程為過原點的射線2，且向上。理想氣體的可逆定溫加熱過程有：，氣體對外做功，體積增加，所以為曲線3，從左到右。理想氣體的可逆絕熱膨脹過程有：（c1、c2為常數(shù)）所以為圖中的雙曲線4，且方向朝右（膨脹過程）。三、計算題1、（3﹣2）體積為0.027m3的剛性儲氣筒，裝有壓力為7×105Pa、溫度為20℃的空氣。筒上裝有一排氣閥，壓力達到8.75×105Pa時就開啟，壓力將為8.4×105Pa時才關(guān)閉。若由于外界加熱的原因，造成閥門開啟。問：（1）當閥門開啟時，筒內(nèi)溫度為多少？

（2）因加熱而失掉多少空氣？設(shè)筒內(nèi)空氣溫度在排氣過程中保持不變。解：設(shè)氣體的初態(tài)參數(shù)為，閥門開啟時氣體的參數(shù)為，閥門重新關(guān)閉時氣體的參數(shù)為，考慮到剛性容器有：，且。（1）當閥門開啟時，貯氣筒內(nèi)壓力達到8.75×105Pa，所以此時筒內(nèi)溫度和氣體質(zhì)量分別為：，。（2）閥門重新關(guān)閉時，筒內(nèi)氣體壓力降為8.4×105Pa，且筒內(nèi)空氣溫度在排氣過程中保持不變，所以此時筒內(nèi)氣體質(zhì)量為。所以，因加熱失掉的空氣質(zhì)量為。2、（3﹣3）一絕熱剛體氣缸，被一導熱的無摩擦的活塞分成兩部分。最初活塞被固定在某一位置，氣缸的一側(cè)儲有0.4MPa、30℃的理想氣體0.5kg，而另一側(cè)儲有0.12MPa、30℃、0.5kg的同樣氣體。然后松開活塞任其自由移動，最后兩側(cè)達到平衡。設(shè)比熱容為定值試求：（1）平衡時的溫度（℃）；（2）平衡時的壓力（MPa）。解：（1）氣體可以看作是理想氣體，理想氣體的內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)，選取絕熱氣缸內(nèi)的兩部分氣體共同作為熱力學系統(tǒng)，在過程中，由于氣缸絕熱，系統(tǒng)和外界沒有熱量交換，同時氣缸是剛性的，系統(tǒng)對外作功為零，故過程中系統(tǒng)的內(nèi)能不變，而系統(tǒng)的初溫為30℃，所以平衡時系統(tǒng)的溫度仍為30℃。（2）設(shè)氣缸一側(cè)氣體的初始參數(shù)為，終態(tài)參數(shù)為，另一側(cè)氣體的初始參數(shù)為，終態(tài)參數(shù)為，重新平衡時整個系統(tǒng)的總體積不變，所以先要求出氣缸的總體積。，，。終態(tài)時，兩側(cè)的壓力相同，即，對兩側(cè)分別寫出狀態(tài)方程，終態(tài)時的壓力。3、（3﹣4）5kg的Ar氣體經(jīng)歷了一熱力學能不變的過程，初態(tài)為p1=6.0×105Pa、T1=600K，膨脹終了的體積V2=3V1。Ar氣體可作為理想氣體，設(shè)比熱容為定值，Rg=0.208kJ/(kg·K)，求終溫、終壓及總熵變量。解：由于Ar可看作理想氣體，理想氣體的內(nèi)能時溫度的單值函數(shù)，過程中內(nèi)能不變，故終溫，由狀態(tài)方程可求出終壓為?？傡刈兞?。4、（3﹣7）6kg的空氣，由初態(tài)p1=0.3MPa、t1=30℃經(jīng)下列不同過程膨脹到同一終壓p2=0.1MPa；（1）定溫；（2）定熵；（3）n=1.2。試比較不同過程中空氣對外作的膨脹功、交換的熱量和終溫。解：（1）定溫：。由理想氣體的狀態(tài)方程可得到初終態(tài)的體積：，。所以氣體對外所作的功和吸收的熱量分別為：，。（2）定熵：相當于可逆絕熱過程，氣體對外所作的功和熱量分別為：Q=0，終溫。（3）n=1.2：為多變過程，根據(jù)過程方程可得到氣體的終溫。氣體對外所作的功和熱量分別為：，。5、（3﹣8）一氧氣瓶的體積為0.04m3，內(nèi)盛p1=147.1×105Pa的氧氣，其溫度與室溫相同，即t1=t0=20℃。（1）如開啟閥門，使壓力迅速下降到p2=73.55×105Pa，求此時氧氣的溫度t2和所放出的氧氣的質(zhì)量；（2）閥門關(guān)閉后，瓶內(nèi)氧氣的溫度與壓力將怎樣變化；（3）如放氣極為緩慢，以致瓶內(nèi)氣體與外界隨時處于熱平衡，當壓力自147.1×105Pa降到73.55×105Pa時，所放出的氧氣較第一種情況是多還是少？

解：（1）如果放氣過程很快，瓶內(nèi)氣體來不及和外界交換熱量，同時假設(shè)容器內(nèi)的氣體在放氣過程中，時時處于準平衡態(tài)，過程可看作可逆絕熱過程。所以氣體終溫。瓶內(nèi)原來的氣體質(zhì)量。放氣后瓶內(nèi)氣體的質(zhì)量所以放出的氧氣質(zhì)量為。（2）閥門關(guān)閉后，瓶內(nèi)氣體將升溫，直到和環(huán)境溫度相同，即T3=T1=20+273.15(K)=293.15K，壓力將升高，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得到，最終平衡時的壓力為。（3）如果放氣極為緩慢，以至瓶內(nèi)氣體與外界隨時處于熱平衡，即放氣過程為定溫過程，所以放氣后瓶內(nèi)的氣體質(zhì)量為，，故所放的氧氣比的一種情況多。第四章：熱力學第二定律一、名詞解釋熱力循環(huán)（P84~85）（1）熱力循環(huán)：工質(zhì)經(jīng)過一系列的狀態(tài)變化，重新回復到原來狀態(tài)的全部過程。（2）正向循環(huán)（動力循環(huán)、熱機循環(huán)）：將熱能轉(zhuǎn)換為機械能的循環(huán)。循環(huán)熱效率。（3）逆向循環(huán)：消耗外界提供的功量，將熱量從低溫熱源傳遞到高溫熱源的循環(huán)。（4）制冷裝置的制冷系數(shù)。（5）熱泵的供熱系數(shù)。第九章：導熱一、名詞解釋1、等溫線與等勢面（P175）在同一時刻，溫度場中溫度相同的點所連成的線或面。2、溫度梯度（P175）溫度梯度表示等溫面法線方向的溫度變化，。溫度梯度是矢量，其方向沿等溫面的法線指向溫度增進的方向。3、熱導率（P177）熱導率是物質(zhì)的重要熱物性參數(shù)，表示該物質(zhì)導熱能力的大小。，熱導率的值等于溫度梯度的絕對值為1K/m時的熱流密度值。4、邊界條件（P185~186）因為物體內(nèi)部的導熱現(xiàn)象總是在外部環(huán)境的作用下發(fā)生的，所以需要說明導熱物體邊界上的熱狀態(tài)以及與周圍環(huán)境之間的相互作用。（1）第一類邊界條件給出物體邊界上的溫度分布及其隨時間的變化規(guī)律。穩(wěn)態(tài)導熱，=常數(shù)；非穩(wěn)態(tài)導熱，。（2）第二類邊界條件給處物體邊界上的熱流密度分布及其隨時間的變化規(guī)律。穩(wěn)態(tài)導熱，=常數(shù)；非穩(wěn)態(tài)導熱，。（3）第三類邊界條件給出了與物體表面進行對流換熱的流體溫度及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h：。二、問答題1、（9﹣3）為什么導電性能好的金屬導熱性能也好？

答：導電快的金屬電子運動更頻繁和自由，因此對于運動狀態(tài)的傳遞也就快，也就是導熱快。因此，導電性能好的金屬導熱性能也好。2、（9﹣4）一個具體導熱問題的完整數(shù)學描述應包括哪些方面？

答：導熱微分方程及定解條件構(gòu)成了一個具體導熱問題的完整數(shù)學描述。為了獲得某一具體導熱問題的溫度分布，還必須給出用以表征該特定問題的一些附加條件，稱為定解條件。對于非穩(wěn)態(tài)導熱問題，定解條件有兩個方面，即給出初始時刻溫度分布的初始條件，以及給出導熱物體邊界上溫度或換熱情況的邊界條件。3、（9﹣5）何謂導熱問題的單值性條件它包含哪些內(nèi)容

答：（1）導熱問題的單值性條件就是使導熱微分方程式具有唯一解的補充條件。（2）單值性條件一般包括：幾何條件、物理條件、時間條件、邊界條件。4、（9﹣6）試說明在什么條件下平板和圓筒壁的導熱可以按一維導熱處理。答：（1）當平壁的兩表面分別維持均勻恒定的溫度時，平壁的導熱為一維穩(wěn)態(tài)導熱。（2）由于圓筒壁內(nèi)的溫度只沿徑向變化，故若采用圓柱坐標系，則圓筒壁內(nèi)的導熱為一維穩(wěn)態(tài)導熱。5、（9﹣7）試用傳熱學觀點說明為什么冰箱要定期除霜。答：冰箱結(jié)了霜后，阻礙了冰箱里的空氣與制冷管周圍冷空氣的熱量交換，使制冷效率降低，冰箱的熱量交換通過冰箱壁傳導，冰箱結(jié)霜后相當于增加了熱阻；而冰箱除霜就是為了減小熱阻，使冰箱降低功率損耗，節(jié)約電能，且制冷快。第十章：對流換熱一、名詞解釋1、相似分析（P258）（1）由描述物理現(xiàn)象的方程式導出相似特征數(shù)的方法叫做相似分析。（2）A、B兩個常物性、不可壓縮牛頓流體外掠等壁溫平板的對流換熱現(xiàn)象相似，努塞爾數(shù)Nu、雷諾數(shù)Re、普朗特數(shù)Pr分別相等。（3）彼此相似的物理現(xiàn)象，同名的相似特征數(shù)相等。2、相似特征數(shù)（P258~259、P282）（1）努塞爾數(shù)，表征流體在壁面外法線方向上的平均無量綱溫度梯度，其大小反映對流換熱的強弱。（2）雷諾數(shù)，表征流體慣性力與粘性力的相對大小。低雷諾數(shù)狀態(tài)下對流換熱強度小于高雷諾數(shù)狀態(tài)。（3）普朗特數(shù)，是流體的物性特征數(shù)，表征流體動量擴散能力與熱量擴散能力的相對大小，反映流體物理性質(zhì)的無因次準則數(shù)。（4）格拉曉夫數(shù)，表征浮升力與粘性力的相對大小，反映自然對流的強弱。Gr越大，浮升力的相對作用越大，自然對流越強。二、問答題1、（10﹣12）分別寫出努塞爾數(shù)Nu、雷諾數(shù)Re、普朗特數(shù)Pr、格拉曉夫數(shù)Gr的表達式，并說明它們的物理意義。2、（10﹣14）何謂管內(nèi)流動充分發(fā)展段和熱充分發(fā)展段有何特點

答：（1）流動充分發(fā)展段①當流動邊界層的邊緣在圓管的中心線匯合之后，圓管橫截面上的速度分布沿軸向不再變化，這時稱流體進入了流動充分發(fā)展階段。②特點：a)沿軸向的速度不變，即，其他方向的速度為零。b)圓管橫截面上的速度分布為拋物線形分布，可表達為。c)沿流動方向的壓力梯度不變，即=常數(shù)，阻尼系數(shù)f為常數(shù)：。3、（10﹣15）試說明在運用特征數(shù)關(guān)聯(lián)式計算對流換熱問題時應該注意哪些問題？

答：（1）注意流體的流動狀態(tài)，是湍流、層流還是過渡段；（2）注意各個關(guān)聯(lián)式的Re或Pr數(shù)的適用范圍。三、計算題1、（10﹣11）有一外徑為25mm、長為200mm的水平圓管橫置在風洞之中進行空氣橫掠的對流換熱實驗，管內(nèi)用電加熱器加熱。已測得圓管外壁面的平均溫度為100℃，來流空氣溫度為20℃、流速為5m/s，試計算圓管外壁面對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和電加熱器的功率。解：設(shè)出口溫度，空氣平均溫度。由空氣的物性表得：，，，，。由管束平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的關(guān)聯(lián)式（茹卡烏思卡斯公式）得：。，。校核計算換熱量，校核計算獲得熱量。2、（10﹣12）在一鍋爐煙道中有一6排管順排構(gòu)成的換熱器。已知管外徑d=60mm，管間距s1/d=s2/d=2，管壁平均溫度tw=100℃，煙氣平均溫度tf=500℃，管間最窄通道處的煙氣流速u=8m/s。試求管束外壁面和煙氣間對流換熱的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。解：tf=500℃，由空氣的物性表得：，，，，。由管束換熱關(guān)系式（茹卡烏思卡斯公式）得：，所以，。第十二章：傳熱過程與換熱器一、名詞解釋1、對于n層不同材料組成的無內(nèi)熱源的多層圓管的穩(wěn)態(tài)傳熱過程，熱流量。（P339）2、換熱器（P344）（1）定義：用來實現(xiàn)熱量從熱流體傳遞到冷流體的裝置稱為換熱器。（2）分類：按照其工作原理，可分為混合式、蓄熱式及間壁式三大類。①混合式換熱器的工作特點：冷、熱流體通過直接接觸、互相混合來實現(xiàn)熱量交換。②蓄熱式換熱器的工作特點：冷、熱兩種流體依次交替地流過換熱器的同一換熱面（蓄熱體）實現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)的熱量交換。③間壁式換熱器的工作特點：換熱器內(nèi)冷、熱流體由壁面隔開，熱量由熱流體到冷流體傳遞過程是由熱流體與壁面間的對流換熱、壁的導熱、壁面與冷流體間的對流換熱三個環(huán)節(jié)組成的傳熱過程。3、間壁式換熱器的分類（P344~347）（1）管殼式換熱器：管殼式換熱器是由管子和外殼構(gòu)成的換熱裝置。最簡單的管殼式換熱器，也稱為套管式換熱器。根據(jù)冷、熱流體的相對流動方向不同又有順流及逆流之別，逆流換熱效率高。（2）肋片管式換熱器（翅片管是換熱器）：由帶肋片的管束構(gòu)成的換熱裝置，適用于管內(nèi)液體和管外氣體之間的換熱，且兩側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相差較大的場合。（3）板式換熱器：由若干片壓制成型的波紋狀金屬傳熱板片疊加而成，板四角開有角孔，相鄰板片之間用特制的密封墊片隔開，使冷、熱流體分別由一個角孔流入，間隔地在板間沿著由墊片和波紋所設(shè)定的流道流動，然后在另一對角線角孔流出。（4）板翅式換熱器：板翅式換熱器是由金屬板和波紋狀板形翅片層疊、交錯焊接而成，使冷、熱流體的流向交叉。（5）螺旋板式換熱器：螺旋板式換熱器的換熱面是由兩塊平行金屬板卷制而成，構(gòu)成兩個螺旋通道，分別供冷、熱流體在其中流動。二、計算題1、（12﹣2）一內(nèi)徑為0.16m的蒸汽管道，壁厚為8mm，管外包有厚度為200mm的保溫層。已知管材的熱導率λ1=45W/(m·K)，保溫材料的熱導率λ2=0.1W/(m·K)。管內(nèi)蒸汽溫度tf1=300℃，蒸汽與管壁間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1=150W/(m2·K)。周圍空氣溫度tf2=20℃，空氣與保溫層外表面對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2=10W/(m2·K)。試求單位管長的散熱損失和保溫層外表面的溫度。解：，，。（1）單位管長的散熱損失（2）保溫層外表面溫度2、（12﹣3）平均溫度為80℃的熱水以5m/s的速度流過一內(nèi)徑為80mm、壁厚為10mm的水平鋼管。管壁材料的熱導率為45W/(m·K)，管子周圍空氣溫度為20℃。如果不考慮管壁與周圍環(huán)境間的輻射換熱，試計算單位管長的散熱損失和外壁面溫度。解：，。（1）計算管內(nèi)壁與水流之間的換熱系數(shù)由水的物性表得：，，，。由紊流換熱關(guān)系式（茹卡烏思卡斯公式）得：?！鄵Q熱系數(shù)。（2）計算管外壁溫度假設(shè)管內(nèi)壁溫度為，。由得。（3）計算管外壁與空氣之間的自然換熱系數(shù)特征溫度。由空氣的物性表得：，，。 ∴換熱系數(shù)∴水平換熱量。

2013~2014學年度第二學期期末復習熱工學原理第一章：基本概念一、名詞解釋1、熱力系統(tǒng) 閉口系統(tǒng)、開口系統(tǒng)、絕熱系統(tǒng)、孤立系統(tǒng)2、狀態(tài)參數(shù) 狀態(tài)參數(shù)、壓力、溫度、比體積、密度3、熱力過程4、可逆過程二、問答題1、（1﹣2）表壓力或真空度能否作為狀態(tài)參數(shù)進行熱力計算若工質(zhì)的壓力不變，問測量其壓力的壓力表或真空計的讀數(shù)是否可能變化

2、（1﹣3）當真空表指示數(shù)值愈大時，表明被測對象的實際壓力愈大還是愈小？

3、（1﹣4）準平衡過程與可逆過程有何區(qū)別？

第二章：熱力學第一定律一、名詞解釋 熱力學第一定律的實質(zhì)二、計算題（2﹣8）空氣在某壓氣機中被壓縮，壓縮前空氣的參數(shù)為p1=0.1MPa，v1=0.845m3/kg；壓縮后為p2=0.8MPa，v2=0.175m3/kg。若在壓縮過程中每千克空氣的熱力學能增加為146.5J，同時向外界放熱50kJ，壓氣機每分鐘生產(chǎn)壓縮氣體10kg。試求：（1）壓縮過程中對每千克空氣所作的壓縮功；（2）生產(chǎn)1kg壓縮空氣所需的軸功；（3）帶動此壓氣機所需功率至少為多少（kW）第三章：理想氣體的性質(zhì)與熱力過程一、名詞解釋1、理想氣體狀態(tài)方程式2、熱容熱容、比熱容、比定容熱容、比定壓熱容、邁耶公式、比熱容比3、混合氣體的成分 質(zhì)量分數(shù)、摩爾分數(shù)、體積分數(shù)4、理想氣體的基本熱力過程定容過程、定壓過程、定溫過程、絕熱過程各種熱力過程的計算公式過程過程方程式初、終狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系交換的功量交換的熱量q/(J/kg)w/(J/kg)wt/(J/kg)定容定壓定溫定熵二、問答題1、（3﹣1）理想氣體的和之差及和之比是否在任何溫度下都等于一個常數(shù)？

2、（3﹣2）如果比熱容是溫度t的單調(diào)增函數(shù)，當時，平均比熱容、、中哪一個最大哪一個最小

3、（3﹣3）如果某種工質(zhì)的狀態(tài)方程式遵循，這種物質(zhì)的比熱容一定是常數(shù)嗎這種物質(zhì)的比熱容僅是溫度的函數(shù)嗎

4、（3﹣4）在圖上畫出定比熱容理想氣體的可逆定容加熱過程、可逆定壓加熱過程、可逆定溫加熱過程和可逆絕熱膨脹過程。三、計算題1、（3﹣2）體積為0.027m3的剛性儲氣筒，裝有壓力為7×105Pa、溫度為20℃的空氣。筒上裝有一排氣閥，壓力達到8.75×105Pa時就開啟，壓力將為8.4×105Pa時才關(guān)閉。若由于外界加熱的原因，造成閥門開啟。問：（1）當閥門開啟時，筒內(nèi)溫度為多少？

（2）因加熱而失掉多少空氣？設(shè)筒內(nèi)空氣溫度在排氣過程中保持不變。2、（3﹣3）一絕熱剛體氣缸，被一導熱的無摩擦的活塞分成兩部分。最初活塞被固定在某一位置，氣缸的一側(cè)儲有0.4MPa、30℃的理想氣體0.5kg，而另一側(cè)儲有0.12MPa、30℃、0.5kg的同樣氣體。然后松開活塞任其自由移動，最后兩側(cè)達到平衡。設(shè)比熱容為定值試求：（1）平衡時的溫度（℃）；（2）平衡時的壓力（MPa）。3、（3﹣4）5kg的Ar氣體經(jīng)歷了一熱力學能不變的過程，初態(tài)為p1=6.0×105Pa、T1=600K，膨脹終了的體積V2=3V1。Ar氣體可作為理想氣體，設(shè)比熱容為定值，Rg=0.208kJ/(kg·K)，求終溫、終壓及總熵變量。4、（3﹣7）6kg的空氣，由初態(tài)p1=0.3MPa、t1=30℃經(jīng)下列不同過程膨脹到同一終壓p2=0.1MPa；（1）定溫；（2）定熵；（3）n=1.2。試比較不同過程中空氣對外作的膨脹功、交換的熱量和終溫。5、（3﹣8）一氧氣瓶的體積為0.04m3，內(nèi)盛p1=147.1×105Pa的氧氣，其溫度與室溫相同，即t1=t0=20℃。（1）如開啟閥門，使壓力迅速下降到p2=73.55×105Pa，求此時氧氣的溫度t2和所放出的氧氣的質(zhì)量；（2）閥門關(guān)閉后，瓶內(nèi)氧氣的溫度與壓力將怎樣變化；（3）如放氣極為緩慢，以致瓶內(nèi)氣體與外界隨時處于熱平衡，當壓力自147.1×105Pa降到73.55×105Pa時，所放出的氧氣較第一種情況是多還是少？

第四章：熱力學第二定律一、名詞解釋熱力循環(huán)熱力循環(huán)、正向循環(huán)、逆向循環(huán)、制冷裝置的制冷系數(shù)、熱泵的供熱系數(shù)第九章：導熱