1、工 程 热 力 学 复 习 思 考 题 一 ：判断题 1 没有容积变化的过程，就一定不能对外作功。（ ） 2 当压力超过临界压力，温度低于临界温度时， H2O 处于液态。（ ） 3 容积比热就是容积保持不变时的比热。（ ） 4 公式 p1v1/T1=p2v2/T2 不适合于理想气体的不可逆过程。（ ） 5. 提高蒸发温度，降低冷凝温度可提高制冷系数。（ ） 6. 系统经历一可逆定温过程，由于温度没有变化，故不能与外界交换热量。（ ） 7. 采用热电循环的主要目的在于提高其热效率。（ ） 8. 提高初压和降低终压，均可提高郎肯循环热效率。（ ） 9. 饱和空气的干球温度。露点温度，湿球温度均相等
2、。（ ） 10. 准静态过程不一定是可逆过程。（ ） 11. 不论过程可逆与否，传热量均可用 Tds 表示。（ ） 12. 使系统熵减小的过程可以实现。（ ） 13 绝热节流过程即是等焓过程。（ ） 14在冷却塔中，能够将水温降低到大气温度以下。（ ） 15采用热电循环后，其循环热效率提高。（ ） 16对于未饱和空气，干球温度 湿球温度露点温度。（ ） 17闭口 系统水蒸汽的定温过程，水蒸汽的吸热量等于膨胀功。（ ） 18系统吸热温度必然升高。（ ） 19可逆过程一定是准静态过程。（ ） 20. 气体的比热可以从 - 变化到 + 的任何值。（ ） 21 流动功的大小仅于工质的状态有关，而于过程
3、无关。（ ） 22临界温度以上，工质始终处于气态。（ ） 23工质经不可逆循环后 ds=0.( ) 24 .系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。（ ） 25绝热前后的焓相等，因此温度一定相等。（ ） 26由于绝热的原因，绝热压缩耗功 较定温压缩少。（ ） 27气体膨胀则压力一定降低，吸热则温度一定升高。（ ） 28 流动工质向绝热真空刚性容器充气，充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。（ ） 29 流动工质向绝热真空弹性容器充气，充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。（ ） 30容积效率的大小仅与余隙容积有关。（ ） 31渐缩喷管中，当背压小于临界压力时，气流不能在管内达到充分膨
4、胀。（ ） 32定压反应热效应总是大于定容反应热效应。（ ） 33热能可以全部转变成机械能。（ ） 34系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。 35均匀则一定平衡。反之平衡也一定均匀。 36只有当比热为定值时，理想气体才存在 Rcc vp 。 37刚形容器内湿空气保持温度不变，若充入少量干空气，则容器内湿空气的含湿量和相对湿度都减小。 38、 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。 39、 闭口绝热系统的熵不可能减少。 40、孤立系统的 火用 只能减小，不能增加。 41、理想气体可逆定温过程，工质的膨胀功等于技术功。 二 ：选择题 1 Pvk=常数（ k=c
5、p/cv）适用于： A）一切绝热过程 。 B）理想气体绝热过程。 C）任何气体可逆绝热过程 D）理想气体可逆绝热过程 2工质的熵增加，意味着工质的： A） Q 0。 B） Q 0 C） Q=0。 D） Q 不确定。 3 Q= H+m C2/2+mg z+wS适用于： A）开口系统任何过程。 B）稳定流动过程。 C）可逆稳定流动过程 。 C）理想气体稳定流动过程。 4.湿空气处在一定温度及压力下，湿空气的密度越大，则： A）含湿量越大。 B）含湿量越小。 C）含湿量多少不一定。 5 Q= U+ PdV 适用于： A）闭口系统任何过程。 B）闭口系统理想气体可逆过程。 C）闭口系统任何工质可逆过程
6、。 6混合气体中容积较大的组分，其摩尔成分： A）较大。 B）较小。 C）不确定。 7已知空气 V=900 升，压力表读数为 3bar，温度为 70 则其质量为： m=Pv/RT=(3 105 0.9)/(8314 40)（ kg），式中错误有： A）一处。 B）两处。 C）三处。 8 s=cvlnT2/T1+Rln（ v2/v1）适用于： A）理想气体可逆过程。 B）理想气体任何过程。 C）任何工质任何过程。 9 u=cvm T , h=cpm T 适用于： A）一切工质的定压过程。 B）一切工质的定容过程。 C）理想气体任何过程。 10 t=1-T2/T1适用于： A）理想气体卡诺循环。
7、B）任何工质卡诺循环。 C）理想气体可逆热机循环。 11系统的总储存能为： A） U . B） U+PV . C） U+ mc2/2+mgz. D) U+PV+mc2/2+mgz. 12一流体流，在一稳流装置内经历一不可逆过程，加给装置的功是 5KJ，从装置带走的热量是 10KJ，该流体的熵变： A）为正。 B）为负。 C）可正可负 13 Q= U+W 适用于： A） 闭口系统任何工质任何过程。 B）闭口系统理想气体任 何过程。 B） 闭口系统任何工质可逆过程。 14一热机按某种循环工作，自温度 T1=2000K 的热源吸热 1000KJ，向温度为 T2=300K的冷源放热 100KJ，则该热
8、机为： A）可逆。 B）不可逆。 C）不可能。 15理想气体经历一不可逆绝热过程，该过程中工质的技术功为： A） wt=- vdp B) wt=u1-u2 . C)wt=h1-h2. 16湿空气压力一定时，其水蒸汽的分压力取决于： A）含湿量。 B）相对湿度。 C）干球温 度。 17判断后，选出正确答案。 A） 无约束的自由膨胀为一可逆过程。 B） 混合过程是一不可逆过程。 C） 准静态过程就是可逆过程。 18 t=1-q2/q1适用于： A）理想气体卡诺循环。 B）任何工质热机循环。 D） 理想气体可逆热机循环。 19采用热电循环的主要目的是： A）提高热效率。 B）降低单位功率燃料的消耗量
9、。 C） 提高热能利用系数。 20滞止压力为 4bar 的亚音速气流，流入 1bar 的环境中，为使其在喷管中 充分膨胀，宜采用： A）渐缩喷管。 B）渐扩喷 管。 C）缩放型喷管。 21有一渐缩型喷管和缩放型喷管。如渐缩型喷管出口截面积与缩放型喷管的喉部截面积相等，进口滞止参数也相等，出口背压 pbpc,则这两个喷管出口处： A）流速相等，流量不相等。 B）流速，流量都相等。 C）流量相等，流速不相等。 三 ：填充题 1可逆过程膨胀功的计算式 = ，可逆过程技术功的计算式 t = ，并将其表示在 p v图上。 （ 6分） p v 2氧气的平均定压比热 ,./9 3 3.0,./9 1 4.0
10、 1950800 kkgkjckkgkjc pp 则： 19580pc19580vc 。 （ 4分） 3.在给出的水蒸汽 h-s图上，标示下列水蒸汽状态点。 h (1) 焓为 h1的未饱和水 (2)焓为 h2的饱和水 (3)焓为 h2， t1的湿蒸汽 S (4) 压力为 p1的饱和蒸汽 (5) 汽液性质相同的状态点 （ 5分） 4在给出的湿空气 h-d 图上，标示出下列热力过程。 h (1) ：加热过程 (2) ：干燥冷却过程 (3) ：绝热加湿过程 (4) ：等温加湿过程 (4 分 ) d 5.在给出的图及 lnP-h图上示意性地画出一般蒸气压缩式制冷循环，并写出制冷系数（ 1），制冷剂流量
11、（ m） ,压缩机功率 (N)的表示式。 (制冷量为 Q0)。 lnp S h 1= m= N= (12 分 ) 6在湿空气的焓湿图上表示出 A点所对应的露点温度（ tdew）湿球温度（ tw） , 含湿量（ d），并将的绝热加湿过程示意性地表示出来。 h (共 5 分 ) 7在水蒸汽的图，图及 h-S图上表示出朗肯蒸汽动力循环 （不忽略泵功），并写出其热效率表示式。 T P h S v s （共 9分） 8写出卡诺循环的热效率 ；逆卡诺循环的制冷系 数 c= ;供热系数 c= （共 6 分） 9理想气体经历一不可逆绝热过程，由初态 1 变化至终态 2 则有： S= u= ; h= ; w=
12、; Wt= . (共 10分 ) 10如下图所示，为定容过程，为定压过程，为绝热过程 p T v S 试求：（）在图上表示相应热力过程。 （）判断下列各量的大小： u1-2 u2-3; h1-3 h2-3; s1-3 s2-3; q1-3 q2-3; w1-3 w2-3. 11定质量理想气体经历由四个可逆过程组成的循环， 1-2 为可逆绝热过程； 2-3 为多变过程； 3-4为可逆绝热过程； 4-1为定容过程。试求： （ 1）填充表内所缺数据。 （ 2）将该循环表示在 p-v 图及 T-s图上。 （ 3）判断是热机还是制冷机，并求出 t或 。 （共 10分） 过程 Q kj U kj W KJ
13、 1-2 0 470.7 2-3 547.3 164.2 3-4 0 4-1 -209.6 0 A d 12下图所示为一蒸气压缩式制冷循环，试求：（ 1）将其表示在 lgp-h图上。 （ 2）指出进行各热力过程相应设备的名称。（ 3）写出制冷量，耗功量和制冷系数的计算式。 (共 6 分 ) 13绝热容器中间用隔板分开，两侧分别有 1kg N2 和 O2，其 p1， T1 相同，若将隔板抽出，则混合前后的温度和熵有 T2 T1， S2 S1。 （ 5 分） 14如图所示，已知工质从状态 A 沿路径 A-C-B 变化到状态 B 时，吸热 84kj，对外作功 32kj。问 （ 1）系统从 A 经 D
14、 到 B，若对外作功 10kj，则吸收热量 QADB= 。 （ 2）系统从 B 经任意过程返回 A，若外界对系统作功 20kj，则 QBA= ，其方向为 。 （ 3）设 UA=0， UD=42kj，则 QAD= ， QDB= 。 p C B A D V 15稳定流动能量方程为： ； 若用于气轮机可简化为： ；若用于压气机可简化为： ；若用于换热器可简化为： 。 3 如下图所示。 vp 图上 OA， OB为理想气体多变过程，在给出的下表中填写上这 2 个过程中 T， W， Q 的“ +”，“ -”号；并在 vp 图上表示 出 OC 过程。 P V 5稳定流动能量方程可写成 ，它应用于绝热节流的简
15、化形式为 ，应用于换热器时可简化为： （ 5 分） 6某工厂锅炉压力表的读数为 1.25Mpa，水泵吸入口真空表的读数为 90kpa。若大气压力 B=101.325kpa,试求锅炉及水泵入口处的绝对压力 (kpa). 过程 T W Q OA 0B 0C - + - S T lgp h O2 N2 四 ：计算题。 1某一刚性绝热容器中有一隔板将容器分为容积相等的两部分，每一部分的容积均为 0.1m3.如容器一边是温度为，压力为 bar 的空气，另一边是温度为，压力为 bar 的空气。当抽掉隔板后，两部分空气均 匀混合达到平衡，求混合后空气的温度，压力及混合过程中空气熵的变化。 （ 13 分） 2
16、下图所示为一测量液体比热（ c）的装置。该装置为一绝热刚性容器，测出输入轴功 s和液体温升即可求得比热 c。为了估算该装置的测量误差，用 10mol 苯做实验。已知苯的摩尔比热 Mc=133.1j/mol. K，测得 Ws=6256j 的温升 T=4K，试计算该装置的测 量误差，并定性分析产生误差的原因。 3.两质量相等，比热相同，温度不同的物体和。物体的温度为，物体的温度为。利用，物体做为热源和冷 源，使可逆热机在其间工作，直至，两物体温度相等时为止。试求： （） 平衡时的温度 m及两物体总熵的变化。 （） 若两物体直接进行热交换直到温度相等，求平衡时的温度并写出其总熵变化的表示式。 （共
17、10 分） 4.下图所示为一蒸汽加热的热水器。其中加热蒸汽为 p1 =2bar,x1=0.9 的湿蒸汽，冷水温度 t2=15。若每小时需温度 t3=60的热水 m3=600kg,试求： （） 每小时所需的蒸汽量（ m1） （） 每小时所需的冷水量（ m2） 注： p=2bar 时， h=504.7kj/kg,h=2706.9kj/kg (共 13分 ) t2 2 1 t1,x1 3,t3,m3 5.如图所示。空调回水送入蒸发器进行减压蒸发，产生的湿蒸汽由容器上部引出，未蒸发的水由下部引出。进口参数如图中所示，试求： (1) 空调回水流量 m1=? Kg/min. (2) 蒸汽流量 m3=? K
18、g/min 6下图所示为用于生产冷空气的设计方案，热 /冷源及空气参数如图中所示。试求生产 1 冷空气至少要加给装置多少热量 Qhmax。空气定压比热： cp=1.01kj/。 （共 8 分） 7两质量相等，比热相同，温度不同的物体和。物体的温度为，物体的温度为。利用，物体 做为热源和冷源，使可逆热机在其间工作，直至，两物体温度相等时为止。试求： (1)平衡时的温度 m及两物体总熵的变化。 (2)若两物体直接进行热交换直到温度相等，求平衡时的温度并写出其总熵变化的表示式。 （共 10 分） 8.有一压气机将压力为 1bar,温度为 27的 10kg空气压缩到压力为 6bar，试按t P kpa
19、 h Kj/kg h Kj/kg 7 1.002 29.42 2513.62 15 1.71 62.97 2528.26 多变指数 n=1.2 的多变过程求出下列各值。 （） 所需理论压缩功。 （） 压缩过程中交换的热量。 （） 将上述功和热量表示在 p-V图及 T-S 图上。 P T V S (共 15 分 ) 9.有两个比热为常数的同样物体，初始温度均为 TI,若有一台制冷机在这两个物体之间工作，直到其中一个物体的温度降为 T2，若这两个物体的压力不变，也未发生相变，试证所需功的极小值为： Wmin=mcp(TI2/TI+T2-2TI) （共 10 分） 10在下图所示的绝热容器 A， B
20、 中，装有相同的理想气体。已知： TA， pA， VA和 TB， PB， VB，比热容 CV可看作常量，比热力学能与温度的关系为 u=cvT。若管路，阀门均绝热，求打开阀门后， A， B 容器中气体的终温与终压。 A B A 11一水冷式的油冷却器，已知油进入冷却器的温度为 88，流量为 43 /min，流出冷却器的温度为 38；冷却水进入和离开冷却器的温度各为 15和 26.5 ,此冷却器在绝热的同时 ,可忽略动能的变化。油和水两者的焓可用 h=c t 计算，c=4.19kj/kg c=1.89kj/kg，求冷却水的质量流量。 12开水房烧开水，用 p=95kpa， x1=0.9 的蒸汽与
21、t2=20 ,p=95kpa 的水混合。试问欲得 2 103kg开水，需要多少蒸汽和水？ 13一制冷装置 ,进入蒸发器内的氨为 -15的湿蒸汽 ,其干度 x1=0.15，出口为干饱和蒸汽。若冷藏室内温度为 -10 ,环境 温度为 27 ,试求 (1)每千克氨在蒸发器中的吸热量 ;(2)冷藏室内不等温传热引起的能量损失。 14有一冷却塔如图所示，进水流量 mw1=216t/h，进口水温为 t1=38，被冷却至t2=21；进入冷却塔的空气温度为 t3=20，相对湿度 3=50%，并在 t4=30 ,4=100%时排出冷却塔。设大气压力为，试求： （ 1） 列出冷却过程的质量和能量守恒方程； （ 2
22、） 求每小时需供给的干空气量； （ 3） 求每小时水的蒸发量。 15为了检查船舶制冷装置是否漏气，在充入制冷剂前，先进行压力实验，即将氮气充入该装置中，然后关闭所有 通大气的阀门，使装置相当于一个密封的容器。充气结束时，装置内氮气的表压力为 1Mpa，温度为 27。 24h 后，环境温度下降为 17（装置中氮气温度也下降为 17），氮气的表压力为 934.5Kpa。设大气压力为 0.1Mpa,试问该装置是否漏气 ? 16湿空气的温度为 30，压力为 0.9807 105，相对湿度为 70，试求： （ 1）含湿量； （ 2）水蒸气分压力： （ 3）湿空气焓值； （ 4）如果将其冷却到 10，在这
23、个过程中会析出多少水分？放出多少热量？ 17将温度 1t 20， 1 =60的湿空气 200kg，加热到温度 2t 25，然后送入干燥器，空气在干燥器中在于外界绝热的情况下吸收物料中的水分，离开干燥器时相对湿度增至 3 =90 。设当地的大气压力为 B=0.1013Mpa。试求： （ 1）湿空气在加热器中的吸热量； （ 2）湿空气在干燥器中吸收的水分。 18用电炉加热 2kg 空气，使其温度从 20定压升高到 90，试求电炉提供的能量和加热过程引起的作功能力的损失（不可逆损失或有效能损失），并分别表示在 T S图上。空气的定压比热 cp=1.004kj/kg.k，环境大气温度 t0=15，设电
24、炉保持 1100K 的温度。（ 10 分） 19某热泵机组用 R22 作制冷剂。压缩机进口为蒸发温度下的干饱和蒸气，出口为2.2Mpa,105的过热蒸气，冷凝器出口为饱和液体，蒸发温度为 -10。当夏季室外温度为 35时给房间制冷，当冬季室外温度为 0时供暖，均要求室温能维持 20 。若室内外温差每 1时，通过墙壁等的传热量为 1100kj/h。求： （ 1）将该循环示意图表示在 lnp-h图上； （ 2）求制冷系数； （ 3）室外温度为 35时，制冷所需的制冷剂流量； （ 4）供暖系数 ; （ 5）室外温度为 0时，供暖所需制冷剂流量。 已知 R22 的物性参数如下： t=-10 时：饱和液
25、 h=188.7kj/kg，饱和气 h=398.7kj/kg； p=2.2Mpa 时：饱和液 h=270.5kj/kg，饱和气 h=414.1kj/kg； p=2.2Mpa,t=105时： h=485.7kj/kg 20某换热器用蒸汽加热流体。已知蒸汽进入换热器时 h1=2870kj/kg，流出换热器时干度 x=0.85,h=504.78kj/kg, h=2706.6kj/kg，求： （ 1）若加热量为 3600000kj/h，求所需供蒸汽量； （ 2）若被加热流体为水，却水吸热后温度升高 15，求被加热水流量； （ 3）若环境温度为 15，求该过程引起的熵增和作功能力损失。 工程热力学试题（
26、一） 一 ：判断题（共 10 分） 1 p1v1/T1=p2v2/T2 也适合于理想气体不可逆过程。 （ ） 2 提高初压和降低终压，均可提高郎肯循环热效率。 （ ） 3饱和空气的干球温度，露点温度，湿球温度都相等。 （ ） 4在冷却塔中，理论上能够将水温降低到大气温度以下 。 （ ） 5工质经不可逆循环后，其熵变为零。 （ ） 6等熵过程一定是可逆绝热过程。 （ ） 7闭口系统水 蒸汽的定温过程，水蒸汽的吸热量等于膨胀功。 （ ） 8气体的比热可以是从 - 变化到 + 的任何值。 （ ） 9气体膨胀则压力一定降低，吸热则温度一定升高。 （ ） 10容积效率只于余隙容积有关。 （ ） 二 ：选
27、择题（共 10 分） （任选 10 题） 1 Pvk=常数（ k=cp/cv）适用于： A）一切绝热过程 。 B）理想气体绝热过程。 C）任何气体可逆绝热过程 D）理想气体可逆绝热过程 2 Q= H+m C2/2+mg z+wS适用于： A）开口系统任何过程。 B）稳定流动过程。 C）可逆稳定流动过程。 D）理想气体稳定流动过程。 3 .湿空气处在一定温度及压力下，湿空气的密度越大，则： A）含湿量越大。 B）含湿量越小。 C）含湿量多少不一定。 4 q=cvm T+ pdv适合于： A）闭口系统任何过程。 B）闭口系统理想气体可逆过程。 C）闭口系统任何工质可逆过程。 5 s=cvlnT2/
28、T1+Rln（ v2/v1）适用于： A）理想气体可逆过程。 B）理想气体任何过程。 C）任何工质任何过程。 6 h=cpm T对于理想气体适用于 ；对于实际气体适用于 。 A）定压过程。 B）定容过程。 C）任何过程。 7 t=1-T2/T1适用于： A）理想气体卡诺循环。 B）任何工质卡诺循环。 C）理想气体可逆热机循环。 8一流体流，在一稳流装置内经历一不可逆过程，加给装置 的功是 10KJ，向装置放热 15KJ，该流体的熵变： A）为正。 B）为负。 C）可正可负 9经不等温传热后： A） 热量的可用能和废热均减少。 B）热量的可用能减小，废热增大。 C）热量的可用能不变，废热增大。
29、10判断后，选出正确答案。 A）无约束的自由膨胀为一可逆过程。 B）混合过程为一不可逆过程。 C）绝热过程一定是等熵过程。 11 滞止压力为 4 bar 的亚音速气流，流入 1bar 的环境中，为使其在喷管中 充分膨胀，宜采用： A）渐缩喷管。 B）渐扩喷管。 C）缩放型喷管。 三 ：填充题 （共 48 分） 1写出卡诺循环的热效率 ；逆卡诺循环的制冷系 数 c= ;供热系数 c= (6 分 ) 2理想气体经历一不可逆绝热过程，由初态 1 变化至终态 2 则有： (利用状态参数p， v。 T 表示 ) S= u= ; h= ; w= ; Wt= . (共 8分 ) .3.在给出的图及 lgP-
30、h 图上示意性地画出一般蒸气压缩式制冷循 环，并写出制冷系数（ 1），制冷剂流量（ m） ,压缩机功率 (N)，冷凝器放热量（ Q1 ）的表示式。 (制冷量为 Q0)。 T P S h (14分 ) 1= m= N= Q1 = 4在水蒸汽的图，图及 h-S图上表示出朗肯蒸汽动力循环 （不忽略泵功），并写出其热效率表示式。 T P h S v s （共 8分） t 5在给出的湿空气 h-d 图上，标示出下列热力过程。 h (1) ：加热过程 。 (2) ：干燥冷却过程 (3) ：绝热加湿过程 (4) ：等温加湿过程 d (5)干燥冷却过程中湿空气的放热量（ Q）和除湿量（ D）的表示式 (6分 ) Q= D= 5 写出理想气体可逆多变过程理论压缩功的计算式： wt= 并将其表示在 p v 图上。 （ 6 分） p v 四 、计算题（共 32 分） A
