工程熱力學(xué)期末考試試題

一、1.若已知工質(zhì)的絕對壓力P=0.18MPa環(huán)境壓力Pa=0.1MPa則測得白壓差為（B）A.真空pv=0.08MpaB.表壓力pg=0.08MPaC.真空pv=0.28MpaD.表壓力pg=0.28MPa.簡單可壓縮熱力系的準(zhǔn)平衡過程中工質(zhì)壓力降低，則 （A）A.技術(shù)功為正 B.技術(shù)功為負C.體積功為正 D.體積功為負.理想氣體可逆定溫過程的特點是（B）A.q=0B.Wt=WC.Wt>WD.Wt<W.若從某一初態(tài)經(jīng)可逆與不可逆兩條途徑到達同一終態(tài)，則不可逆途徑的4 $必（B）可逆過程^SoA.大于B.等于C.小于 D.大于等于.飽和蒸汽經(jīng)歷絕熱節(jié)流過程后（C）A.變?yōu)轱柡退瓸.變?yōu)闈裾羝鸆.作功能力減小D.溫度不變.絕熱節(jié)流過程中節(jié)流前、后穩(wěn)定截面處的流體 （C）A.始值增加B.始值減少C.嫡增加D.嫡減少.空氣在漸縮噴管內(nèi)可逆絕熱穩(wěn)定流動，具滯止壓力為 0.8MPa,噴管后白壓力為0.2MPa,若噴管因出口磨損截去一段，則噴管出口空氣的參數(shù)變化為 （C）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.把同樣數(shù)量的氣體由同一初態(tài)壓縮到相同的終壓，經(jīng) （A） 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.過程是可逆過程。（C）A.可以從終態(tài)回復(fù)到初態(tài)的B.沒有摩擦的C.沒有摩擦的準(zhǔn)平衡D.沒有溫差的.絕對壓力p,真空pv,環(huán)境壓力Pa間的關(guān)系為（D）A.p+pv+pa=0B.p+pa—pv=0C.p—pa—pv=0D.pa—pv—p=0Q.閉口系能量方程為（D）A.+△U+W=0B.Q+U-W=0C.Q-△U+W=0DGAU-W=0.氣體常量Rr（A）A.與氣體種類有關(guān)，與狀態(tài)無關(guān)B.與狀態(tài)有關(guān)，與氣體種類無關(guān)C.與氣體種類和狀態(tài)均有關(guān)D.與氣體種類和狀態(tài)均無關(guān).理想氣體的 是兩個相互獨立的狀態(tài)參數(shù)。（C）A.溫度與熱力學(xué)能B.溫度與始C.溫度與嫡D.熱力學(xué)能與始.已知一理想氣體可逆過程中，wt=w,此過程的特性為（B）A.定壓B.定溫C.定體D.絕熱.在壓力為p時，飽和水的嫡為s'.干飽和蒸汽的嫡為s〃。當(dāng)濕蒸汽的干度0<x<1時，其嫡為s,則（A）A.s">s>s'B.s>s">s'C.s<s'<s"D.s'>s>s".可逆絕熱穩(wěn)定流動過程中，氣流始的變化與壓力變化的關(guān)系為（B）A.dh=-vdpB.dh=vdpC.dh=-pdvD.dh=pdv17、飽和濕空氣的相對濕度（B）A.>1B.?=1C.?<1D.0<?<118.濕空氣的始h為（D）A.1kg濕空氣的始B.1m3濕空氣的始C.1kg干空氣與1kg水蒸汽始之和D.1kg干空氣的始與1kg干空氣中所含水蒸汽的始之和二、多項選擇題.單位物量的理想氣體的熱容與:有關(guān)。（ACDE）A.溫度B.壓力C.氣體種類D.物量單位E.過程性質(zhì).卡諾循環(huán)是__AD__的循環(huán)。A.理想化B.兩個定壓、兩個絕熱過程組成C.效率最高D.可逆.水蒸汽h-s圖上的定壓線(AD)A.在濕蒸汽區(qū)為直線B.在過熱蒸汽區(qū)為直線C.在濕蒸汽區(qū)為曲線D.在過熱蒸汽區(qū)為曲線E.在濕蒸汽區(qū)和過熱蒸汽區(qū)是斜率不同的直線.理想氣體經(jīng)絕熱節(jié)流后，前后穩(wěn)定截面上的 BD相等。.A.壓力B.溫度C.比體積D.始E.嫡.閉口系內(nèi)的理想氣體經(jīng)歷一個不可逆過程，吸熱5KJ,對外作功10KJ,則(ABC)A.該過程的嫡產(chǎn)大于零B.該過程的嫡流大于零C.理想氣體的嫡增加 D.理想氣體的熱力學(xué)能增加E.理想氣體的溫度升高T2Rr也.公式△S=CplnT1 lnp1,適用于(BCE)A.任意工質(zhì)的可逆過程 B.理想氣體的任意過程C.理想氣體的可逆過程 D.任意氣體的可逆過程E.理想氣體的準(zhǔn)平衡過程.不同狀態(tài)的濕空氣的濕球溫度tw、干球溫度t和露點溫度tDP之間的關(guān)系可以是(BC)A.tDP>tw>tB.tDP<tw<tC.tDP=tw=tD.t>tDP>twE.tw>tDP>t.濕蒸汽經(jīng)定溫膨脹過程后其內(nèi)能變化(A)AU=0 (B)△U>0(C)AU<0(D)AU<0或△U>0.多級(共Z級)壓氣機壓力比的分配原則應(yīng)是(A)0i=(PZ+1+P1)/Z(B)0i=(PZ+1/P1)1/Z(C)0i=PZ+1/P1 (D)0i=(PZ+1/P1)/Z.工質(zhì)嫡減少的過程(A) 不能進行 (B) 可以進行(C)必須伴隨自發(fā)過程才能進行.閉口系統(tǒng)功的計算式W=U1-U2 適用于可逆與不可逆的絕熱過程。只適用于絕熱自由膨脹過程。只適用于理想氣體的絕熱過程。只適用于可逆絕熱過程。 1、B2、C3、B4、B5、ATOC\o"1-5"\h\z.如果熱機從熱源吸熱100kJ,對外作功100kJ,則( )。(A)違反熱力學(xué)第一定律； (B) 違反熱力學(xué)第二定律；(C)不違反第一、第二定律；(D)A和B。.壓力為10bar的氣體通過漸縮噴管流入1bar的環(huán)境中，現(xiàn)將噴管尾部截去一小段，其流速、流量變化為( )。流速減小，流量不變 (B)流速不變，流量增加流速不變，流量不變 (D)流速減小，流量增大.系統(tǒng)在可逆過程中與外界傳遞的熱量，其數(shù)值大小取決于( )。(A) 系統(tǒng)的初、終態(tài)； (B) 系統(tǒng)所經(jīng)歷的過程；(C) (A)和(B); ( D)系統(tǒng)的嫡變。.不斷對密閉剛性容器中的汽水混合物加熱之后，其結(jié)果只能是( )。(A)全部水變成水蒸汽 (B)部分水變成水蒸汽(C)部分或全部水變成水蒸汽 (D)不能確定.( )過程是可逆過程。(A).可以從終態(tài)回復(fù)到初態(tài)的 (B).沒有摩擦的(C).沒有摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程 (D).沒有溫差的1、B2、A3、A4、A5、C三、填空題(每空1分，共10分).當(dāng)熱力系與外界既沒有能量交換也沒有物質(zhì)交換時，該熱力系為 _孤立系。.在國際單位制中溫度的單位是開爾文(K)。

.根據(jù)穩(wěn)定流動能量方程，風(fēng)機、水泵的能量方程可簡化為-ws=h2-hl或-wt=h2—hl o.同作石、的容器內(nèi)分別儲存了同樣溫度的氫氣和氧氣，若二個容器內(nèi)氣體的壓力相等，則二種氣體質(zhì)量的大小為mH2則二種氣體質(zhì)量的大小為mH2小于mO2oTOC\o"1-5"\h\zt2 t2C與C5.已知理想氣體的比熱C隨溫度的升高而增大，當(dāng)t2>t1時，5.已知理想氣體的比熱C隨溫度的升高而增大，當(dāng)t2 t2CCt1 0 o.已知混合氣體中各組元氣體的質(zhì)量分數(shù)⑴i和摩爾質(zhì)量Mi,則各組元氣體的摩爾分數(shù)xii/Mini/Mi為―i1 。.由熱力系與外界發(fā)生熱量■交換而引起的嫡變化稱為嫡流。.設(shè)有一^H若熱機工作于600c和30c熱源之間，則卡諾熱機的效率為65.29%.在蒸汽動力循環(huán)中,汽輪機排汽壓力的降低受環(huán)境—溫度的限制。.與外界既無能量交換也無物質(zhì)交換的熱力系稱為—■孤立—熱力系。.熱力系的儲存能包括—熱力學(xué)能、宏觀動能、重力位能—。.已知某雙原子氣體的氣體常數(shù)Rg=260J/(kg?k),則其定值比熱容cv=__650 J/(kg'k)。.而1kTil想氣體定壓過程初、終態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù)和其比熱容，其熱力學(xué)能的變化量可求出為Au=__cp(T2-T1)—。.定值比熱容為cn的多變過程，初溫為T1,終溫為T2,其嫡變量As=。.水蒸汽的臨界壓力為__22.12―MPa.流體流經(jīng)管道某處的流速與—當(dāng)?shù)匾羲佟谋戎捣Q為該處流體的馬赫數(shù)。.汽輪機的排汽壓力越低，循環(huán)熱效率越高，但排汽壓力的降低受到了 —環(huán)境溫度—的限制。.未飽和濕空氣的相對濕度值在__0與1之間。.理想氣體多變指數(shù)n=1,系統(tǒng)與外界傳熱量q=;多變指數(shù)n=±oo,系統(tǒng)與外界傳熱量q=o.卡諾循環(huán)包括兩個過程和兩個 過程.水蒸汽的汽化潛熱在低溫時較,在高溫時較,在臨界溫度為O.在T-S圖上，定壓線的斜率是;定容線白^斜率是.理想氣體音速的計算式：,馬赫數(shù)的定義式為：1、功W;內(nèi)能U2、定溫變化過程， 定嫡變化3、小，大，0 Mc4、對數(shù)曲線，對數(shù)曲線5、a鬧鬧〒， a.理想氣體多變過程中，工質(zhì)放熱壓縮升溫的多變指數(shù)的范圍.蒸汽的干度定義為。,在臨界溫度為.水蒸汽的汽化潛熱在低溫時較,在高溫時較,在臨界溫度為.理想氣體的多變比熱公式為.采用Z級冷卻的壓氣機，其最佳壓力比公式為1、大于0,小于；2 、濕蒸汽中含干蒸汽的質(zhì)量/濕蒸汽的總質(zhì)量3、小，大，04、ncn -cvn15、Bi= （PZ+1/P1）1/Z四、1、理想氣體：理想氣體滿足克拉貝龍狀態(tài)方程的氣體；或者是指由相互間沒有作用力的分子構(gòu)成的氣體，且分子本身是不占據(jù)體積的彈性質(zhì)點.2、水蒸汽的臨界狀態(tài)：當(dāng)壓力高于確定的臨界壓力時，定壓下的蒸氣發(fā)生過程不再經(jīng)歷預(yù)熱、氣化和過熱三個階段，而是在溫度為臨界溫度時連續(xù)地從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，這種由臨界壓力和臨界溫度確定的狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。過熱度：過熱蒸氣的溫度與同壓下的飽和溫度之差稱為過熱度，單位為開爾文或攝氏度3、濕空氣的絕對濕度：濕空氣中水蒸氣的密度，符號 pV4濕空氣的相對濕度：濕空氣中水蒸氣的密度pV與其相應(yīng)溫度下的最大密度pS之比5.嫡產(chǎn)：不可逆過程中，不可逆因素引起的嫡的變化稱為嫡產(chǎn)。6.穩(wěn)定流動：是指流體流經(jīng)管道中任意點的熱力狀態(tài)參數(shù)及流速等均不隨時間而變化的流動過程。7.濕空氣的始：濕空氣的始值等于干空氣的始值與水蒸氣的始值之和。8.控制質(zhì)量：閉口系內(nèi)包含的物質(zhì)量是恒定的，這種作為研究對象的恒量物質(zhì)稱為控制質(zhì)量。9.熱量的無效能：熱源提供的熱量，在環(huán)境為冷源的卡諾循環(huán)中，不能轉(zhuǎn)換為功的部分。10.水蒸汽的飽和狀態(tài)：汽化和液化速率相等，成為一種汽液相變的動態(tài)平衡的狀態(tài)。11.濕空氣的含濕量：一定體積的濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量與其中所含干空氣質(zhì)量的比值?；驖窨諝庵?，每1kg干空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量。孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換的系統(tǒng)。始：為簡化計算，將流動工質(zhì)傳遞的總能量中，取決于工質(zhì)的熱力狀態(tài)的那部分能量，寫在一起，引入一新的物理量，稱為始。熱力學(xué)第二定律：克勞修斯（Clausius）說法：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。開爾文一浦朗克（Kelvin—Plank）說法：不可能制造只從一個熱源取熱使之完全變成機械能而不引起其他變化的循環(huán)發(fā)動機。相對濕度：濕空氣的絕對濕度v與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度 s的比值，稱為相對濕度?？ㄖZ定理：1.所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相等，與采用哪種工質(zhì)無關(guān)。2.在同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切不可逆循環(huán)，其熱效率必小于可逆循環(huán)。理想氣體：氣體分子本身所具有的體積與其所活動的空間相比非常小，分子本身的體積可以忽略，而分子間平均距離很大，分子間相互吸引力小到可以忽略不計時，這種狀態(tài)的氣體便基本符合理想氣體模型。水蒸氣的汽化潛熱：將1kg飽和液體轉(zhuǎn)變成同溫度的干飽和蒸汽所需的熱量。五、簡答題（本大題共5小題，每小題5分，共25分）.何謂水蒸汽參數(shù)座標(biāo)圖中的一個點、兩條線、三個區(qū)域和五種狀態(tài)？一點：臨界狀態(tài)點，其在水蒸汽參數(shù)座標(biāo)圖中的位置隨工質(zhì)而異；二線：飽和蒸氣線（上界線）：不同壓力下飽和蒸氣狀態(tài)的連線.飽和液線（下界線）：不同壓力下飽和液狀態(tài)的連線。上、下界線合在一起又稱為飽和線。三區(qū)：未飽和液區(qū)（過冷液區(qū)），濕蒸氣區(qū)，過熱蒸氣區(qū)五態(tài)：未飽和液（過冷液），飽和液，濕飽和蒸汽，（干）飽和蒸汽，過熱蒸汽.卡諾循環(huán)熱效率表達式說明了哪三個重要問題？

a.提高熱源溫度TH和降低冷源溫度TL是提高兩恒溫?zé)嵩撮g可逆循環(huán)熱效率的根本途徑與方法;b.TL=0和THHoo是不可能的，故熱機熱效率恒小于100%;c.當(dāng)TH=TL時，4C=0,說明單一熱源熱機是造不成的..平衡狀態(tài)與穩(wěn)定態(tài)有什么聯(lián)系與區(qū)別？平衡態(tài)是指熱力系的宏觀性質(zhì)不隨時間變化的狀態(tài)。穩(wěn)定態(tài)是指熱力系的狀態(tài)不隨時間而變化的狀態(tài)。平衡必然穩(wěn)定，穩(wěn)定未必平衡。 4.2能量方程q=Au+w和q=CvAT+1Pdv的適用條件有何不同？前者：閉口系、任意工質(zhì)、任意過程；后者：閉口系、理想氣體、可逆過程。5.夏天，自行車在被太陽曬得很熱的馬路上行駛時，為什么容易引起輪胎爆破 ？輪胎內(nèi)氣MRrMRrrT,-體壓力為P=VV為常數(shù)，當(dāng)T升高時P隨之升高，容易引起爆破。6.不可逆過程嫡的變化如何計算？可以選擇相同初、終狀態(tài)間可逆過程嫡的變化來計算。 7.準(zhǔn)平衡過程與可逆過程有何共同處？有何區(qū)別？有何聯(lián)系？它們共同處都是在無限小勢差作用下，非常緩慢地進行，由無限接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)組成的過程。它們的區(qū)別在于準(zhǔn)平衡過程不排斥摩擦能量損耗現(xiàn)象的存在，可逆過程不會產(chǎn)生任何能量的損耗。一個可逆過程一定是一個準(zhǔn)平衡過程，沒有摩擦的準(zhǔn)平衡過程就是可逆過程。.理想氣體狀態(tài)方程有哪些常見形式？方程中的常數(shù)項與物性是否有關(guān)？1kg氣體:pv=RrTmkg氣體:pV=mRrT1mol氣體：pVm=RTnmol氣體：pV=nRTRr是氣體常數(shù)與物性有關(guān)，R是摩爾氣體常數(shù)與物性無關(guān)。.干飽和蒸汽與濕飽和蒸汽的狀態(tài)參數(shù)各有何特點 ？干飽和蒸汽：x=1,p=pst=tsv=v",h=h"s=s"濕飽和蒸汽：0<x<1,p=pst=tsv'<v<v〃,h'<h<h〃,s'<s<s〃.何謂汽流在噴管中的臨界狀態(tài)？何謂臨界壓力比？理想氣體的臨界壓力比與哪些因素有關(guān)？流速為當(dāng)?shù)匾羲伲∕a=1）時的狀態(tài)稱為流體的臨界狀態(tài)。流體臨界狀態(tài)的壓力（臨界壓力）與其滯止壓力的比值，稱為臨界壓力比。理想氣體的臨界壓力比只與氣體的物性有關(guān)（或比熱比k有關(guān)）.何謂汽耗率？何謂熱耗率？它們與熱效率有什么關(guān)系？汽耗率是每作1kw?h功（每發(fā)1度電）的新蒸汽耗量（汽耗量）。熱耗率是每作1kw-h功（每發(fā)1度電）的耗熱量。熱耗率與熱效率是直接關(guān)聯(lián)的，熱耗率越高，熱效率就越低；而汽耗率與熱效率就沒有這種對應(yīng)關(guān)系，汽耗率低不一定熱效率高，汽耗率高也不一定熱效率低。1.閉口系統(tǒng)從溫度為300K的熱源中取熱500kJ,系統(tǒng)嫡增加20kJ/K,問這一過程能否實現(xiàn)，為什么？ds-q1、答：能實現(xiàn) 對于可逆過程的嫡有： T,則系統(tǒng)從熱源取熱時的可能達到的最小嫡增為:500kJ

ds B1.67kJ/k300K嫡增為:500kJ

ds B