哈工程工程热力学期末复习题

工程热力学 期末复习题

哈工程工程热力学期末复习题

一、判断题1. 平衡状态一定稳定状态。

2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律。3.公式d u = cv d t适用理想气体的任何过程。 4.容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5.在T—S图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6.膨胀功与流动功都是过程的函数。

7.当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8.可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复 到初始状态的过程。

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9. 根据比热容的定义式c=dq/dT,可知理想气体的Cp为一过程 量. 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程.

11.在管道内作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。12.孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13.闭口绝热系的熵不可能减少。 14.闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界 吸收了热量。

15.理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决于温度。16.实际气体绝热节流后温度一定下降。 17.任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质 的熵总是不变的。

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18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19.混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20.热力学恒等式du=Tds-pdv与过程可逆与否无关。

21.当热源和冷源温度一定，热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22.从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度 未变，所以焓的变化量Δh=cpΔT=0。 23.定压过程的换热量Q=∫cpdT仅适用于理想气体，不能用于

实际气体。24.在p-v图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温

过程的斜率。25. 压缩过程耗功是体积膨胀功，压气机耗功是技术功；

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26.供热量一定，用电炉取暖与用热泵式空气取暖耗电量一样多。 27.渐缩喷管出口截面参数不变，背压提高，则喷管流量下降。 28.工质在变截面管道内流动，管道的最小截面即为临界截面。 29.对于渐放型喷管，当进口流速为亚音速时，可是气流压力 升高。 30. 对于未饱和空气，干球温度≥湿球温度≥露点温度。 31.湿空气的相对湿度愈大，则其水蒸气分压力愈大。

32. 相对湿度越大则空气的含湿量越高；33.已知湿蒸汽的压力与温度就可以确定湿蒸汽的状态。 34.滞止参数是工质经定熵滞止后得到的状态参数。 35.露点温度等于空气中水蒸气分压力对应的饱和温度。

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二、图示题1、试在T-S图上定性的表示出n=1.2的理想气体的压缩过程，

并在图上用面积表示所耗过程功w或技术功wt。2、试将满足以下

要求的多变过程表示在p-V图和T-s图上(先 标出四个典型过程): (1)工质膨胀、放热； (2)工质压缩、放热且升温。

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3、将满足下列要求的理想气体的多变过程表示在p—v图、 T—s图上。

1)工质升温、升压、放热；2)工质膨胀、降温、放热。

4、在p-v图及T-s图上画出空气的n=1.2的膨胀过程1-2和n=1.6的压缩过程1-3,并确定过程1-2和1-3中功和热量的 正负号及初终态热力学能的大小。 5、在T-s图上画出下面两各热力过程： 1)k=1.4的空气，多变压缩过程n=1.325; 2)n= 0.92的吸热过程。

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6、画出单级活塞式压缩机将空气由相同初态，分别经定温 压缩、定熵压缩和多变压缩过程达到相同的终态压力的p-v, T-s图，并说明其耗功量的大小关系。 7、定性画出内燃机三种理想循环的p-v,T-s图。 8、在T-s图上画出采用再热的郎肯循环循环图，并定性说明 再热循环对循环热效率的影响。 9、画出蒸汽压缩制冷系统的T-s 图，并说明各个过程是在哪 个设备中完成的。

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三、简答题

1.绝热刚性容器用隔板分成A、B相同的两部分， A侧充满空气，B侧为真空，分析突然抽掉隔板后 气体的状态参数(热力学能、焓、熵)如何变化？

1

2

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2.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状 态与均匀状态有何区别和联系? 3.绝热过程是定熵过程吗？多变过程是任意过程 吗？ 4.如下图所示的电加热装置，容器中盛有空气， 并设有电阻丝，试问取什么为系统，系统与外界 c 交换的是热量；取什么为系统 ,系统与外界交换的 是电功；取什么为系统，系统与外界没有任何能 量交换。

C

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5.热量与功有什么相同的特征，两者的区别是什 么？ 6.为什么T-S图上过同一点的气体的定容线要比 定压线陡一些？ 7.工质在压力p1下被吸入气缸，可逆压缩至p2(p1 <p2),然后排出气缸，试在p-v图上表示出此工 作过程的膨胀功和技术功，并说明技术功和膨胀 功之间的关系。 8.对于闭口系统，引起系统熵变的因素有哪些？ 开口系统呢？

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9.是否一切熵增过程都是自发过程？可逆过程的 熵增必须为零？ 10.简述制冷循环和热泵循环的异同点。 11.气体在喷管中流动，欲使超音速气流加速， 应采用什么形式的喷管？为什么？ 12.在内燃机混合加热理想循环、定容加热理想 循环及定压加热理想循环中，提高压缩比都可使 循环热效率提高，试从第二定律分析其原因。 13.蒸汽动力装置采用再热的根本目的是提高循 环的热效率吗？

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14.画图分析新蒸汽参数对基本朗肯循环的热效率有 和影响？ 15. 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀代替

膨胀机，压缩 空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？ 16. 当湿空气的相对湿度 固定不变时，湿空气的温 度增高，湿空气的含湿量d、露点温度、湿球温度如 何变化？ 17.简述干球温度、湿球温度、露点之间的区别。 18.如果选取燃气轮机装置理想循环的最佳增压比， 是否意味着可获得最高的循环热效率，为什么？

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四、计算题

1. 1kg N2在一热力过程中从初态0.2MPa、 157℃变化到0.1 MPa 、27℃,过程的技 术功为34.94kJ/kg,周围环境温度 T0 = 300K;试问过程是否为可逆过程？过程 有无不可逆损失？若有不可逆损失，不可 逆损失为多少？(视N2为定比热理想气 体，定压比热容Cp=1.038kJ/kg.k,气体常 数 Rg =0.297kJ/kg.k)。

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2. 将一根即 m 0.36 kg的金属投入 mw 9 kg 的水中，初始时金属棒的温度 Tm,i 1060 K, 水的温度 Tw 295K,比热容分别为 cm 0.42kJ/ kg K 和 cw 0.4187kJ/ kg K , 设容器绝热，试求终温和金属棒、水以及 它们组成的孤立系的熵变。

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3.在两个恒温热源间工作的某动力循环系 统，其高温热源温度 =1000K低温热源温 度 =300K。循环中工质吸热过程的熵变 Δs1=1.0kJ/(kg· K) ,吸热量 =980kJ/kg; 工质放热过程的熵变Δs2= –1.02kJ/(kg· K), 放 热量 =600kJ/kg。环境温度 =300K,试 求：(1)循环的热效率(2)吸热过程和放热过 程的熵流和熵产；(3)判断该过程能否实现。