武汉大学工程热力学复习题2.docx

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武汉大学工程热力学复习题2

工程热力学复习题

第一部分选择题

001.绝对压力为P，表压力为Pg真空为Pv，大气压力为Pb，根据定义应有

A．P＝Pb-PvB．P＝Pb-Pg

C．P＝Pv-PbD．P＝Pg-Pb

002.若过程中工质的状态随时都无限接近平衡状态，则此过程可属于

A．平衡过程B．静态过程C．可逆过程D．准平衡过程

003.有一过程，如使热力系从其终态沿原路径反向进行恢复至其初态，且消除了正向过程给外界留下全部影响，则此过程可以是

A．平衡过程B．准静态过程C．可逆过程D．不可逆过程

004.物理量属于过程量。

A．压力B．温度C．内能D．膨胀功

005.状态参数等同于

A．表征物理性质的物理量B．循环积分为零的物理量

C．只与工质状态有关的物理量D．变化量只与初终态有关的物理量

006.热能转变为功的根本途径是依靠

A．工质的吸热B．工质的膨胀

C．工质的放热D．工质的压缩

007.热力系储存能包括有

A．内能B．宏观动能C．重力位能D．推动功

008.只与温度有关的物质内部的微观能量是

A．热力学能B．内热量

C．内位能D．内动能

009.构成技术功的三项能量是宏观动能增量，重力位能增量和

A．内部功B．推动功C．膨胀功D．压缩功

010.技术功Wt与膨胀功W的关系为

A．wt＝w+p1v1-p2v2.B．wt＝w+p2v2-p1v1-

C．wt＝w+p1v1D．wt＝w+p2v2

011.当比热不能当作定值时，理想气体的定压比热

A．Cp＝

B．Cp＝

C．Cp＝

D．Cp＝

012..理想气体的定容比热Cv与比热比κ，气体常量R的关系为Cv等于

A．

B．

C．

D．

013.利用平均比热表计算理想气体焓变的公式为

A．

（t2-t1）B．

C．（

-

）（t2-t1）D．

t2-

t1

014.理想气体任何过程的内能变化量，如比热不能当作定值，应该是

A．Δu=

B．Δu=

C．Δu=Cv（T2-T1）D．Δu=Cp（T2-T1）

015.理想气体不可逆过程中熵变化量

A．无法定量计算B．大于相同初终态可逆过程的熵变量

C．小于相同初终态可逆过程的熵变量D．等于相同初终态可逆过程的熵变量

016.理想气体可逆定温过程的热量q等于

A．cnΔTB．wtC．TΔsD．w

017.理想气体可逆绝热过程中，焓变化Δh等于

A．

（T2－T1）B．cv（T2－T1）C．－

D．

018.对于可逆循环，

A．>0B．=0C．<0D．＝

019.不可逆循环的

A．>0B．=0C．<0D．≤0

020.理想气体经可逆定容过程从T1升高到T2，其平均吸热温度

＝

A．（T2-T1）/ln

B．Cv（T2-T1）/ln

C．（T2-T1）/Cvln

D．

021.1～A～2为不可逆过程，1～B～2为可逆过程，则

A．

>

B．

=

C．

<

D．

＝

022.热力学第二定律揭示了

A．实现热功转换的条件B．自发过程的方向性

C．能量总量的守恒性D．能量自发地贬质性

023.能量质变规律指出

A．自发过程都使能量的品质降低

B．凡是能质升级的过程都不能自发地进行

C．非自发过程的补偿过程一定是能质降低的过程

D．孤立系统的熵如有变化，一定使能质降低

024.对卡诺循环的分析可得到的结论有:

A．提高高温热源温度降低低温热源温度可提高热效率

B．单热源热机是不可能实现的

C．在相同温限间，一切不可逆循环的热效率都低于可逆循环

D．在相同温限间，一切可逆循环的热效率均相同

025.卡诺循环是

A．由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环

B．相同温限间热效率最高的循环

C.热源与冷源熵变之和为零的循环

D．输出功最大的循环

026.A是可逆机，B是不可逆机。

热效率ηA、ηB的可能存在的关系有

A．ηA<ηBB．ηA>ηBC．ηA≤ηBD．ηA=ηB

027.工质的最高温度和最低温度均相同的所有循环中，热效率达到极限值的循环有

A．可逆循环B．卡诺循环C．概括性卡诺循环D．回热循环

028.热量的做功能力损失与

A．热源温度有关B．环境温度有关

C．孤系的熵变有关D.系统的熵产有关

029.若使超音速气流加速，应选用

A．渐缩管。

B．渐扩管。

C．缩放管。

D．拉伐尔管。

030.工质在渐缩喷管出口已达临界状态。

若入口参数不变，再降低背压，其出口

A．比容增加，流量增加B．比容减少，流量减少

C．比容不变，流量不变D．比容不变，流量增加

031.其它条件不变的情况下在渐缩喷管出口端截去一段后，

A．流速增加、流量增加。

B．流速减少、流量增加。

C．流速不变、流量增加。

D．流速增加、流量减少。

032.水的湿蒸汽经绝热节流后，

A．干度增加，温度下降。

B．干度增加，压力下降。

C．干度减少，温度下降。

D．干度减少，压力下降。

033.喷管流速计算公式C2=1.414

能用于

A．理想气体B．水蒸气C．可逆过程D．不可逆过程

034.渐缩喷管的背压pb低于临界压力pc时，

A．出口压力p2>pcB．出口压力p2=pc

C．出口气流马赫数Ma=1D．出口气流马赫数Ma<1

035.缩放喷管背压pb

A．出口气流流速为超音速B．喉部截面气流为声速

C．喉部气流压力为pcD．出口气流压力为pb

036.理想气体在喷管中作稳定可逆绝热流动时，

A．流速增大B．压力减少C．温度升高D．比容增大

037.气体在喷管中因流动有摩擦阻力，会使喷管出口气体的

A．焓值减少B．熵减少C．焓值增加D．熵增加

038.气体经绝热节流后

A．熵增加，做功能力下降B．焓值不变，压力下降

C．熵减少，压力下降D．熵不变，压力下降

039.燃气轮机装置，采用回热后其循环热效率显著升高的主要原因是

A．循环做功量增大B．循环吸热量增加

C．吸热平均温度升高D．放热平均温度降低

040.无回热等压加热燃气轮机装置循环的压气机，采用带中冷器的分级压缩将使循环的

A．热效率提高B．循环功提高

C．吸热量提高D．放热量提高

041.无回热定压加热燃气轮机装置循环，采用分级膨胀中间再热措施后，将使

A．循环热效率提高B．向冷源排热量增加

C．循环功增加D．放热平均温度降低

042.燃气轮机装置采用回热加分级膨胀中间再热的方法将

A．降低放热平均温度B．升高压气机的排气温度

C．提高吸热平均温度D．提高放热的平均温度

043.电厂蒸汽动力循环采用再热的直接目的是为了

A．提高循环初参数B．降低循环终参数

C．提高乏汽的干度D．提高锅炉效率

044.朗肯循环采用回热后

A．汽耗率和热耗率都上升B．汽耗率和热耗率都下降

C．汽耗率上升但热耗率下降D．汽耗率下降但热耗率上升

045.回热循环中混合式加热器出口水温度

A．随抽汽量增加而增加B．由加热器的抽汽压力确定

C．随加热水的增加而减少D．随加热器进口水温增加而增加

046.欲使回热加热器的出口水温度提高，应该

A．增加抽汽量B．提高抽汽压力

C．减少给水量D．减少抽汽压力

047.其它蒸汽参数不变，提高初温度可使

A．平均吸热温度提高B．平均放热温度降低

C．热耗率降低D．排汽干度提高

048.其它蒸汽参数不变，提高初压可使

A．平均吸热温度提高B．平均放热温度降低

C．热耗率降低D．排汽干度提高

049.初参数和背压相同的汽轮机，有摩阻的绝热膨胀与理想的绝热膨胀相比，其损失体现在

A．排汽焓上升B．排汽熵增大

C．排汽焓降低D．排汽熵减小

050.再热循环中，蒸汽通过再热器后其

A．温度和压力增加B．焓和温度增加

C．比体积和熵增加D．熵和焓增加

第二部分填空题

051.封闭系统进行某一过程，系统作功30kJ同时放出10kJ的热，然后借助于对它作功6kJ、加热kJ能使系统回复到初态。

052.初态为0.4Pa的空气盛于活塞-汽缸装置中。

活塞无摩擦，并被弹簧和周围的大气挡住。

气体由0.01m3开始膨胀，如果弹簧的作用力正比于系统的体积，大气压力为0.1MPa。

活塞停时气体已经作功为kJ

053.活塞-汽缸装置盛有1.4kg的气体，压力保持为0.5MPa。

当过程进行时传出热量为50KJ，体积由0.15m3变化到0.09m3，则内能的变化为kJ/kg。

054.0.15MPa、27℃的空气（R=0.2897kJ/kgK）盛于容积为0.1m3的活塞-汽缸装置中。

首先在定容下对其加热直至压力升高一倍。

然后定压膨胀到体积增加为三倍。

加入的总热量为KJ。

055.一刚性容器最初盛有0.15MPa、295K的空气0.8g，容器中有一电阻器，用120V的电源使0.6A的电流通过30s使气体获得能量，同时容器散热126J。

终压力为MPa

056.0.1kg理想气体封闭于一刚性容器中。

容器中的搅拌轮耗功1.33kJ，气体温度升高25℃。

气体的定容比热cv＝kJ/kgK。

057.0.5kg氦气盛于活塞-气缸装置中，通过气缸中的搅拌轮旋转加给气体9.5kJ的能量。

气缸壁绝热，过程中保持压力不变，则温度变化量为℃。

058.1kg空气盛于用绝热壁制成的刚性容器中。

容器中的搅拌轮由外部马达带动。

空气温度从27℃升高到127℃，焓的变化为kJ。

059.1kg氦气盛于刚性容器中，在27℃时加入kJ热量后压力升高一倍。

060.R=0.26kJ/（kgK）、温度为T＝500K的1kg理想气体在定容下吸热3349kJ，其熵变Δs＝。

061.绝热指数k=1.4的理想气体在绝热过程中输出技术功4500kJ，其内能变化ΔU＝。

062.R=4.16kJ/（kgK）、绝热指数k=1.4的理想气体在定容下吸热10000kJ，做技术功Wt＝。

063.R=4.16kJ/（kgK）、绝热指数k=1.4的2kg理想气体在n=1.2的多变过程中温度由

500K变到1000K,其吸热量Q＝。

064.在不变的温度600K下，可逆地把理想气体的体积由初态减少一半需要一定数量的功。

那么在温度T＝K下，消耗同量的功能把气体容积定温压缩到体积为初容积的四分之一。

065.0.2kg空气由初态为0.3MPa、325K定温地膨胀到体积增加一倍。

过程中外界传给空气kJ热量。

066.一可逆热机，在537℃和27℃的温度之间运行。

则从热源吸收的热与作出的功之比为。

067.一卡诺机在7℃下排热1000KJ/min，输出功率为50Kw。

则高温热源的温度为℃。

068.一卡诺机在37℃和717℃之间运行。

为了提高热机效率，一种方法是将高温热源的温度提高到1027℃；另一种方法是降低冷源温度。

冷源温度降低到（℃）就能获得与热源温度提高到1027℃时相同的热效率。

069.某项专利申请书要求热机在160℃接受热量，在5℃排热给冷源，热机每接受1000KJ的热就能发出0.12kwh的功，这一要求实现。

070.一给定的动力循环，工作流体在440℃的平均温度下接受3150KJ/Kg的热，而排给20℃的冷源1950KJ/Kg热量。

这一循环克劳修斯不等式。

071.一可逆热机从377℃的贮热器获得热量1000KJ，而排热给27℃的另一个贮热器。

两贮热器的熵的变化分别是KJ/K和KJ/K。

072.两台卡诺机A和B串联运行。

第一台机（A）在627℃的温度接受热量而排给温度为t℃的中间热源。

第二台机（B）接受第一台机所排出的热量，而又将热排给27℃的热源。

两台热机效率相同时中间热源的温度应为℃。

073.卡诺机在927℃和33℃的温度之间工作，吸热30KJ。

热机输出的功驱动一台卡诺制冷机从冷库吸取热量270KJ，并向33℃的环境排热。

冷库的温度应该是℃。

074.如果卡诺机的热效率为1/6，在相同温限间工作的卡诺热泵的泵热系数为。

075.一部内部可逆的热机从1200K的热源接受1000KJ的热量，生产690KJ的功并且可逆地排热给27℃的冷源。

由热源、热机、冷源组成的系统的总熵变为（KJ/K）。

076.在刚性绝热容器内的空气（R=0.2897kJ/kgK），其初态为0.1MPa、27℃。

系统内的搅拌轮搅动空气，使压力升到0.2MPa。

气体熵的变化了（KJ/Kg

K）。

077.0.5kg空气从初态0.1MPa、370K内部可逆地等温压缩到终态，压缩时外界对空气做了100KJ的功，空气向270K的环境放热。

该过程造成做功能力损失了（KJ）。

078.50kg0.1MPa、20℃的水与20kg0.1MPa、90℃的水混合.如混合过程是绝热的且压力不变，70kg水的总熵变为（KJ/K）

079.进入透平的空气（R=0.2897kJ/kgK）为0.6MPa、597℃，绝热的膨胀到0.1MPa、297℃。

如果动能和势能差为零，可判断该过程属于的过程。

080.某制冷循环，工质从温度为－73℃的冷源吸取热量100KJ，并将热量220KJ传给温度为27℃的热源，此循环克劳修斯不等式。

081.若封闭系统经历一过程，熵增为25kJ/K，从300K的恒温热源吸热8000kJ。

此过程属于的过程。

082.压力为180kPa的1kg空气，从450K定容冷却到300K，空气放出的热量全部被大气环境所吸收。

若环境温度为27℃，有效能损失为kJ。

083.温度为1427℃的恒温热源，向维持温度为500K的工质传热100kJ。

环境温度为300K。

传热过程引起的有效能损失为kJ。

084.300K、3Mpa的空气（R＝0.2897）经绝热节流压力降为1.5Mpa,由于节流而引起的熵增为。

085.压力为1bar、温度为15℃的空气以400m/s的速度流动。

当空气绝热地完全滞止时，温度变为。

086.压力为0.17MPa、温度为80℃的空气，以0.8kg/s的流率稳定流过面积为100cm2的横截面。

在下游的某一横截面积为cm2位置上，空气的压力为0.34MPa，温度为80℃，速度为1.5m/s。

087.空气进入扩压器时温度为30℃，速度为150m/s，出口温度为40℃。

如果热损失为0.4KJ/Kg，出口速度为（m/s）（空气）

088.水蒸气进入喷管时压力为30bar，温度为320℃。

离开喷管时压力为15bar，速度为350m/s。

质量流率为8000kg/h。

忽略进口速度，流动是绝热的，喷管需要cm2的出口面积（cm

）。

089.空气绝热的流过一只渐缩喷管，入口的压力为1.8bar，温度为67℃，速度为40m/s。

出口的压力为1bar，速度为入口速度的六倍。

如果进口面积为100cm2，那么喷管的出口面积为（cm2）。

090.空气进入透平时的状态为：

6bar、740K，速度为120m/s。

出口状态压力为1bar，温度为450k，速度为220m/s。

当空气流过透平时散热量为15KJ/Kg，进口截面为4.91cm2。

该透平输出kw的功率。

091.空气进入压缩机的压力为1bar，温度为7℃，速度为70m/s，流率为0.8kg/s。

离开压缩机时空气的压力为2bar，温度为77℃，速度为120m/s。

空气传给外界的热量为15KJ/Kg。

该压缩机需要输入kw的功率。

092.空气以11bar、57℃的状态进入喷管。

如喷管内是无摩阻的绝热过程，喷管出口压力为4bar。

进口流速可以忽略，出口流速可达m/s。

093.0.7bar、7℃的空气以300m/s的速度进入扩压器。

如果过程是绝热的而且无摩的，且出口速度为70m/s，则出口温度为℃。

094.活塞式内燃机定容加热循环的进气参数为100kPa和15℃。

若每千克进气加热2600KJ，当压缩比为5时，理论循环热效率可达％。

095.活塞式内燃机定容加热循环的进气参数为100kPa和15℃。

若每千克进气加热3000KJ，当压缩比为8时，理论循环的最高压力可达。

096.朗肯循环的新汽焓h1＝3400KJ/kJ，排汽压力下对应得饱和水焓

＝138KJ/kg,水泵耗功wp＝17KJ/kg。

该循环的热效率等于%。

097.朗肯循环中工质在锅炉吸热3245KJ/kg㎏，汽轮机排汽焓为1980KJ/kg，排汽压力下对应得饱和水焓

＝138KJ/kg,水泵耗功为wp＝17KJ/kg。

该循环的新汽焓等于KJ/kg。

098.已知朗肯循环的新汽焓h1＝3400KJ/kg，排汽焓为h2＝1980KJ/kg，排汽在凝汽器中放热1842KJ/kg,循环热效率达到0.4324。

该循环中水泵耗功KJ/kg。

099.已知朗肯循环的新汽焓h1＝3400KJ/kg，工质在锅炉吸热3245KJ/kg，汽轮机排汽焓1980KJ/kg，水泵耗功wp＝17KJ/kg，该循环工质在凝汽器出口的焓为KJ/kg。

100.再热循环锅炉出口蒸汽焓h1＝3290KJ/kg，汽轮机在高压缸做功396KJ/kg，再热器出口焓

＝3570KJ/kg，汽轮机排汽压力下的饱和水焓

＝174KJ/kg，排汽在凝汽器放热q2=2148KJ/kg，水泵耗功16KJ/kg。

其循环热效率等于%。

101.已知一级回热循环（无再热，混和式加热器）的参数如下：

新汽焓h1＝3436KJ/kg,抽汽焓2922KJ/kg，抽汽压力下饱和水焓719KJ/kg，汽轮机排汽焓2132KJ/kg，排汽在凝汽器放热1994KJ/kg。

如果不考虑泵功，该循环的热效率为%。

第三部分简述题

102.表压力Pg和真空Pv是不是状态参数？

为什么？

103.比体积v，密度ρ，重度γ，压力p可以组成几对能确立简单可压缩系统状态的参数对？

为什么？

104.热力学第一定律怎样表述？

该定律包含哪两个重要内容？

105.为什么称方程q=Δu+w而不是方程q＝Δh+wt为基本能量方程？

106.试述公式Δh＝

的适用范围，并解释其原因。

107.怎样计算理想气体不可逆过程的熵变？

为什么？

108.试解释理想气体比热比k＝cp/cv与温度的关系？

109.理想气体的内能和焓有什么特点？

如何确定任意热力过程理想气体内能和焓的变化？

110．在T---s图上如何用面积表示理想气体定熵过程的技术功？

111．在p--v图上如何用面积表示理想气体定压过程的热量？

112．理想气体在可逆绝热过程中，技术功是容积变化功的k倍，这是否说明将热能转变成功时，开口系统比闭口系统好？

为什么？

113．当需要精确分析可逆绝热过程时，如何根据已知的p1、T1、p2求T2和容积变化功w？

114.自发过程的逆过程是否不可能进行？

为什么？

举例解释。

115.热能与机械能，高温热能与低温热能的品质有何不同？

为什么说热力学第二定律指出了能量在质上的变化规律？

116.从卡诺循环可以得到什么重要启示？

117.熵的定义式ds＝

是否适合不可逆过程？

在相同的初态和终态间不可逆过程与可逆过程的熵变量是否相同？

为什么？

118.气体流经渐扩管道后，流速必减少吗？

119.气流流过渐缩管时，其流速为什么不可能超过当地音速？

120.渐缩喷管出口气流的压力是否与背压相同？

为什么？

121.工质在既定的缩放喷管中作定熵流动，当入口参数不变时若降低背压，问其流量、出口速度是否会增加？

为什么？

122.用温度计插入流动中的液体所指些示的温度介于哪两个温度之间？

为什么？

123.实际简单燃气轮机装置循环的热效率与哪些因素有关？

124.提高燃气轮机装置循环的热效率的措施有哪些？

125.回热是怎样使燃气轮机装置的热效率提高的？

126.在燃气轮机循环中采取分级压缩中间冷却后减少了压气机耗功，为什么效率不升反降？

127.蒸汽参数对循环热效率有何影响？

改变蒸汽参数以提高循环热效率受到什么限制？

128.分析电厂蒸汽动力循环为何要采用再热？

129.分析蒸汽动力装置采用回热后对锅炉，汽轮机，凝汽器产生的影响？

第四部分计算题

130.一个刚性的绝热气缸被一导热的、无摩擦的活塞分为两部分，最初活塞被固定在某一位置。

气缸的一边盛有0.4MPa、30℃的理想气体0.5Kg，而另一部分盛有0.12MPa、30℃的同样气体0.5Kg。

然后放开活塞，两个部分从新建立平衡。

（a）最后的平衡温度为多少℃?

（b）最终的平衡压力为多少bar?

假定比热C

和C

为常数。

166.有5g氩气，经历一内能不变的过程，初态为p1=6.0×105Pa、t1=600K,膨胀终了的容积V2=3V1，氩气可视为理想气体，且假定比热容为定值，求终温、终压及总熵变量，已知Ar的R＝0.208kJ/（kg·K）

131.2kg某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的三倍，温度从300℃降到60℃，膨胀期间作膨胀功418.68kJ,吸热83.736kJ，求cp和cv。

132.在一个具有可移动活塞的圆筒中储有1kg氧气，温度t1＝4.5℃，压力p1＝102.6kPa。

在定压下对氧气加热，再在定容下冷却到初温45℃。

假定在定容冷却终了时氧气的压力p3＝60kPa，试求这两个过程的热量、焓的变化和所作的功，并在p-v和T-s图上定性画出这两个过程。

133.一绝热气缸——活塞装置，活塞移动时无摩擦。

初态时，活塞将气缸分成均为20m3的相等两部分，各贮由温度为25℃、压力为1bar的空气。

在气缸的左边装有电热丝，通电后，使左边的空气压力增为2bar。

试求：

（1）右边空气被压缩后的终温；

（2）右边空气得到的压缩功；

（3）左边空气的终温；

（4）电热丝加给空气的热量；

134.设有一个处在温度t0=0℃环境中能同时生产冷空气和热空气的装置，参数如下图所示。

判断此装置是否有可能？

为什么？

135.刚性绝热容器内贮有2.3kg，98kPa，60℃的空气，并且容器内装有一搅拌器。

搅拌器由容器外的电动机带动，对空气进行搅拌，直至空气升温到170℃为止。

求此不可逆过程中做功能力的损失。

已知环境温度为18℃。

136.A、B两卡诺机串联工作，A热机在627℃下吸热，向温度为T的热源放热；B热机从温度为T的热源吸入A热机排出的热量，并向27℃的冷源放热。

试按下列条件计算中间热源的温度T：

（1）两热机输出功相等；

（2）两热机的热效率相等。

137.已知A、B、C三个热源的温度分别为500K、400K、300K，有可逆机在这三个热源间工作。

若可逆机从A热源净吸入3000kJ热量，输出净功400kJ，求可逆机与B、C两热源的换热量，并指明其方向。

138.一热机