湖南大学2009年秋季工程热力学期末复习题

一、判断题（正确的画+， 错误的画—）

(1) 实际蒸汽动力装置与燃气轮装置，采用回热后平均加热温度与热效率均提高。（ ） (2) 封闭系统中发生吸热过程系统熵必增加。（ ） (3) 通用气体常数与气体种类无关。（ ）

(4) 热力系统没有通过外界交换能量，系统的热力状态也可能发生变化。（ ）

(5) 当已知封闭系统发生某个过程前后熵差的数值，就可以求出在过程中系统与外界交换热量。（ ） (6) 热力学第二定律可以表述为：机械能可以完全转化为热能，热能不能全部转化为机械能.( ) (7) 在 p-v 图上定温线的斜率比定熵线的斜率大。（ ） (8) 热力学恒等式 du=Tds—pdv 与过程可逆与否无关。（ ） (9) 理想气体的定摩尔比热与压力无关。（ ）

(10) 气体从相同的初态压缩到相同的终压力，等温压缩过程功大于绝热压缩过程功，因此，压力机应注意保温，减少冷却，以减少压气机消耗的功.( )

(11) 对于确定的理想气体，在任意指定温度下，其（Cp—Cv）总等于同一定值。（ ） (12) 循环净功愈大，则循环的热效率愈高。（ ）

(13) 汽轮机对外输出的功在过程为可逆时等于流过汽轮机的气体的膨胀功。（ ） (14) 绝热节流后，流体的温度不是升高，就是降低。（ ）

(15) 在热泵循环中，室外低温环境中的热能被送至室内高温环境中， 因此，可用能增加了。（ ） (16) 实际气体绝热自由膨胀后，其热力学内能不变。（ ） (17) 公式dh=cpdT的任何可逆过程。（ ）

(18) 稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。（ ）

(19) 当多变过程的指数 n 满足 1< n < k 比热容为负值。（ ） (20) 热源和冷源的温差愈大，热效率愈高，制冷系数也愈大。（ ） (21) 绝热过程一定是定熵过程。（ ）

(22) 水在大气中喷淋冷却时温度能降低到低于空气的温度。( ) (23) 提高初温和降低终态压力均可提高朗肯循环的热效率。( ) (24) 理想气体的绝热等温膨胀是可行的过程。( )

(25) 因为不可逆过程不可能在图上表示，所以不能计算过程的熵变量。( ) (26) 因可逆的绝热过程为定熵过程，因此定熵过程必然是绝热过程。（ ）

(27) 对任意循环，它的热效率可表示为?t?1?q1q2，q1其中是工质从高温热源吸收的热量， q2是工质对低温热源放出的热量。（ ）

(28) 对于任意热力循环，其热效率?t?1?T1T2，式中T1是低温热源温度，T2是高温热源温度。( )

(29) 用压力表可以直接读出绝对压力值。( ) (30) 工质膨胀的过程是对外做功的过程。( ) (31) 工质经历一个不可逆过程，它的熵不一定增大。( ) (32) 工质的温度升高必须吸热。( )

(33) 相同的终点和始点的两条途径，一为不可逆，一为可逆，那么不可逆的熵必大于可逆的( )

1

(34) 绝热闭口系就是孤立系。( )

(35) 平衡状态是宏观性质不随时间变化的状态。( ) (36) 状态方程就是状态参数之间的关系。( ) (37) 迈耶公式仅仅对定比热容的理想气体适用。( ) (38) 熵增加过程必定是不可逆过程。( ) (39) 不可逆循环的熵产总是大于零。( ) (40) 循环的净功总等于循环的净热量。( ) (41) 实际气体的压缩因子总不等于1.( ) (42) 供热系数总大于1。（ ）

(43) 孤立系熵增加，也就意味着做功能力损失。（ ） (44) 开口系能量方程，适用于任意过程。（ ）

(45) 理想气体任意两个状态参数确定之后，气体的状态就确定了。（ ） (46) 孤立系的热力状态不能发生变化。（ ） (47) 热力系统放热后，系统的熵一定减少。( )

(48) 设一系统的任一状态参数为X,则对任意的可逆或不可逆循环均满足dx?0。（ ） (49) 若工质的状态维持不变，测量工质压力的压力表指示值不能改变。

(50) 某容器中气体的压力估计在30bar左右，现只有最大刻度为20bar的压力表面积，能测定容器中的压力。

(51) 容器内盛有一定状态的理想气体，如果将气体放出一部分后恢复了新的平衡状态，问放气前后两个平衡状态之间参数能否按状态方程式表示为下列形式： 1）

?p1v1p2v2pVpV； 2） 11?22 ?T1T2T1T2(52) 热力学第二定律的下列说法能否成立？ 1） 功量可以转换成热量，但热量不能转换成功量。 2） 自发过程是不可逆的，但非自发过程是可逆的。

3） 从任何具有一定温度的热源取热，都能进行热变功的循环。

(53) 两种气体在闭口系统中进行绝热混合，问混合后气体的U、H、S与混合前两种气体的U、H、S之和是否相等。两股气流在开口系统中进行绝热稳定流动下混合呢？ (54) 下列说法是否正确？

1） 系统熵增大的过程必然是不可逆过程。 2） 系统熵减小的过程无法进行。 3） 系统熵不变的过程必然是绝热过程。

4） 系统熵增大的过程必然是吸热过程，而可能是放热过程吗？ 5） 系统熵减小的过程必然是放热过程，可以是吸热过程吗？ 6） 不可逆循环的过程，工质的熵ds?0。 (55) 任何没有体积变化的过程就一定不对外做功。 (56) 气体吸热后一定膨胀，内能一定增加。 (57) 气体膨胀时一定对外作功。 (58) 气体压缩时一定消耗外功。

(59) 理想气体的C p 和C v 都随温度而变化，那么它的差值（C p — C v）是否也随温度变化而变化，

? 2

而比热比K= C p / C v 则又如何？ (60) 有没有400℃的水？

(61) 有没有0℃或温度为负摄氏度的水蒸汽？

(62) 若压力为250bar，水蒸汽的汽化过程他是否还存在？

二、填空题

(1) ?h?Cp?t对理想气体适用于 热力过程；对实际气体适用于 热力过程。 (2) 混合气体由N 2 和 CO 2 组成，已知N 2 的质量成分为0.72，

则混合气体的气体常数 R g =_____________________，平均摩尔质量 。 (3) 可逆过程膨胀功计算式 W = ，可逆过程技术功计算式为 W t = ， (4) 一定量范德瓦尔气体在初态时的压强为p 1 ，比容为v 1 ，定温膨胀至终态压强为p 2 ，比容为v 2 ， 该过程气体所做的膨胀功和吸收的热量之比为 。

(5) 一千克的气体按绝热过程膨胀到原来容积的2倍，温度从37℃下降到 —40℃，膨胀过程中膨 胀功为60KJ，该气体C po = ，C vo = 。

(6) 一根材料比热为c的均匀杆的温度一端为T1，另一端为 T2，计算在到达均匀温度（T1?T2)/2 时熵的增加值为__________________。

(7) 从温度为T1的热源直接向温度为T2的热源传热，其中T1>T2，如果传热量为Q， 此过程总熵变为_______________________。

(8) 用热效率为 ? t =30%的热机驱动制冷系数为?=4的制冷机。当制冷剂从冷介质转移1kJ热量时， 热机从热源吸取的热量为 。

(9) 两个质量相等、比热相同且为定值的物体。A物体的初温为Ta，B物体的初温为Tb，用它们作 可逆热机的有限热源和有限冷源，热机工作到两物体温度相等时为止，则平衡时的温度 为 ；热机作出的最大功量为 。 (10) 氧气的平均比压热容cp 则Cp195?C80?C80?C0?C?0.914kJ/(kg.K)，Cp195?C80?C195?C0?C?0.933kJ/（kg.K），

?________________，Cv?_____________________.。

(11) 热力学第二定律的数学表达式为：(1) ，(2) 。 (12) 空气流过拉阀尔喷管喉部时的速度是cc=350m/s，试求喉部截面的温度Tc= 。 如果在喉部截面上插入温度计，则此时温度计的可能最大读数Tc= 。 (13) 稳定流动能量方程可写成 ，它应用于绝热节流可写成是 ， 应用于换热器时可写成 。

(14) 1kmol空气（比热容取定值）温度下降20℃，则其内能变化?U= ，焓变化?H= 。 (15) 卡诺机A工作在927℃和T的两个热源间。卡诺机B工作在T和27℃的两个热源当此两个 热机的热效率相等时，T热源的温度T= K。

(16) 用压缩因子z表示的实际气体状态方程式为 ，表达式 z = v ' / v 中 v ' 表示 ， 比容v表示 比体积。压缩因子可以大于、小于或等于 。

' 3

（17） 实际气体在不计 和 时变成理想气体，其Cp、Cv和R关系是 。

3（18） 一氨压缩机的吸入参数为P1?236kPkPa，v1?0.507mkg；排汽参数为P2?1169a，

v2?0.165m3kg。每kg氨的流动功为 。

（19） 内能包括 、原子能和化学能。

（20） 范德瓦尔气体的状态方程式为 。 （21） 温度的三种温标分别叫 温度、 温度、 温度。 （22） 混合气体的总压力等于 之和。

（23） 温度为t℃的1kg理想气体从（P1，v1）等温变化到（P2，v2），该过程的体积膨胀功为 ，吸热量为 。

三、读图填空

1 图中曲线为某气体的定温线，其温度为T(K)，试完成下列填空： 1) 温度T一定低于该气体的 温度； 2) p B 为该气体在温度T时的 压力； 3) A是 状态； 4) B是 状态； 5) C是 状态； 6) D是 状态； 7) E是 状态； 8) F是 状态； 9) G是 状态；

10) 状态 和状态 是不稳态。

2 将满足下列要求的多变过程表示在p—v图和T—s图上（工质为空气） 1） 工质又升压、又升温、又放热； 2） 工质又膨胀，又降温、又放热；

3） n=1.6的膨胀过程，并判别热量、功量和内能变化的符号？ 4） n=1.3的压缩过程，并判别热量、功量和内能变化的符号？

3 今有任意两过程a—b、a—c，b、c两点在同一条定熵线上，试问：?Uab和?Uac哪个大？ 再设b、c两点在同一条定温线上，结果又如何？

4 下列三种状态的空气，哪一种状态的熵最大？哪一种状态的熵最小？ 1） 200℃ 10bar 2) 100℃ 20bar 3） 100℃ 10bar

pB B C G v D E F A p

四、选择题

(1) 工质进行了一个吸热，升温，压力下降的多变过程，则多变指数n：( )

4