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（3）两物体直接进行能量交换直至温度相等时，可列出能量守恒方程： mc(T1?T'm)?mc(T'm?TA) 因此： Tm?'TA?TB2
3. 1 Kmol的理想气体，从初态p1=0.5 MPa，T1=340 K绝热膨胀到原来体积的2倍。
已知气体的Cp,m= 33.44 kJ/(mol·K)，Cv,m= 25.12 kJ/(mol·K)，试确定在下述情况下气体的终温，对外所作的功及熵的变化量。（1）可逆绝热过程；（2）气体向真空自由膨胀。
解：首先计算比热容比：??（1）对可逆绝热过程： 终温：T2?T1(Cp,mCV,m?33.44?1.33 25.121)??1?340K?()1.33?1?270K。 V22W?mcV(T1?T2)?nCV,m(T1?T2)?1?10mol?25.12J/(mol?K)?(340?270)K?1758J3V1对外所作的功：
熵的变化量：?S?0
（2）气体向真空自由膨胀，有W?0，又过程绝热，则Q?0，因此由闭口系能量方程Q?W??U，得?U?0。 即终温：T2?T1?340K 熵的变化量：
?S?m(cVlnT2T1?RglnV2V1)?mRglnV2V1?nRlnV2V1
?1?103mol?8.314J/(mol?K)?ln2?5.77kJ/K4. 欲设计一热机，使之能从温度为973 K的高温热源吸热2 000 kJ，并向温度为303 K
的冷源放热800 kJ。试确定（1）此循环能否实现？（2）若把此热机当作制冷机用，从冷源吸热800 kJ，是否可能向热源放热2 000 kJ？此时，至少需耗多少功？ 解：（1）方法1：利用克劳修斯积分式来判断循环是否可行，
??QT?Q1T1?Q2T2?2000kJ?800kJ???0.585kJ/K?0
973K303K《工程热力学与传热学》期末复习题 第13页 共12页
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所以此循环能实现，且为不可逆循环。
或方法2：利用孤立系统熵增原理来判断循环是否可行，孤立系统由高温热源，低温热源，热机及功源组成，因此：
?Siso??SH??SL??SR??SW?Q1T1?Q2T2?0?0??2000kJ800kJ??0.585kJ/K?0973K303K 孤立系统的熵是增加的，所以此循环可以实现。
（2）若将此热机当作制冷机使用，使其逆行，显然不可能进行。也可借助与上述方法的任一种重新判断。
若使制冷机能从冷源吸热800 kJ，假设至少耗功Wmin，根据孤立系统熵增原理，
?Siiso??SH??SL??SR??SW?
解得：Wmin?1769kJ。
Q1T1?Q2T2?0?0?800kJ?Wnet973K??800kJ?0303K5. 热电厂有一外径为100 mm的过热蒸汽管道（钢管），用热导率λ=0.04 W/(m·K)的玻
璃棉保温。已知钢管外壁面温度为400 ℃，要求保温层外壁面温度不超过50 ℃，并且每米长管道的散热损失要小于160 W，试确定保温层的厚度。
解：依题可写出每米长管道的散热损失为：ql?tw1?tw2， d12ln2??d1若要求每米长管道散热损失小于160 W，代入已知数据：
400?5012??0.1ln2?3.14?0.04W/(m?K)0.1解之，得：
?160W/l，
??36.6mm。
6. 某过热蒸汽管道的内，外直径分别为150 mm和160 mm，管壁材料的热导率为45
W/(m·K)，管道外包两层保温材料。第一层材料厚度为40 mm，热导率为0.1 W/(m·K).；第二层厚度为50 mm，热导率为0.16 W/(m·K)。蒸汽管道内壁面温度为400 ℃，保温层外壁面温度为50 ℃。试计算：（1）各层材料导热热阻；（2）每米长蒸汽管道的散热损失。
解（1）首先计算各层材料的导热热阻：
《工程热力学与传热学》期末复习题 第14页 共12页
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管道层：Rt1?12??1lnd2d1?1160?ln?2.28?104m?K/W
2??45150第一保温层：Rt2?12??212??3lnd3d2d4d3?1240?ln?0.646m?K/W
2??0.11601340?ln?0.347m?K/W
2??0.16240第二保温层：Rt3?ln?（2）单位长度热流量：
?L?
tw1?tw4?Rt?400?50?352.7W/m
2.28?104?0.646?0.3471. 如果热力系统与外界之间没有任何形式的能量交换，那么这个热力系统一定是 D、孤立系统 2.（2.5分） 理想气体的热力学能只与（ ）有关。A、温度 3.（2.5分） 理想气体的比热容只与（ ）参数有关。A、温度 4.（2.5分） 以下哪个描述适合自发过程。C、一定是不可逆过程 5.（2.5分） 第二类永动机违反了以下哪个基本定律。C、热力学第二定律
6.（2.5分） 热力循环可分为正向循环和逆向循环，以下循环中为正向循环的是（ ）。A、热机循环 7.（2.5分） 动力循环的经济性可用热效率来表示，热机的热效率（ ）B、总是小于1 8.（2.5分） 制冷循环的经济性可用制冷系数来表示，制冷机的制冷系数（ ）D、都有可能 9.（2.5分） 热泵循环的经济性可用供热系数来表示，热泵的供热系数（ ）B、大于1 10.（2.5分） 任何可逆循环的热效率都（ ）卡诺循环的热效率。 D、无法比较 11.（2.5分） 任何可逆循环的热效率都（ ）不可逆循环的热效率。 D、无法比较
12.（2.5分） 工质的压力可以用绝对压力，表压力和真空度来表示，以下哪种压力可以作为工质的状态参数A、绝对压力
13.（2.5分） 在相同的高温恒温热源和低温恒温热源间工作的任何可逆热机的热效率都（ ）卡诺热机的热效率。B、等于
14.（2.5分） 在相同的高温恒温热源和低温恒温热源间工作的任何可逆热机的热效率都（ ）不可逆热机的热效率。 A、大于
15.（2.5分） 若工质分别经历可逆过程A和不可逆过程B，均从同一初始状态出发，而两过程中工质从B、SA=SB
16.（2.5分） 如果从同一初态出发到达同一终态有两个过程：可逆过程A和不可逆过程B，则两过程的熵变关系是( ).B、ΔSA=ΔSB
17.（2.5分） 等熵过程一定是一个（ ）过程。C、两种情况都有可能
18.（2.5分） 当m公斤的河水和G公斤的沸水具有相同的热能时，它们的可用能（ ）。 C、沸水可用能多
19.（2.5分） 若组成热力系统的各部分之间没有热量传递，热力系统将处于热平衡状态。此时热力系统内部一定不存在（ ）。 A、温度差
《工程热力学与传热学》期末复习题 第15页 共12页
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20.（2.5分） 若组成热力系统的各部分之间没有相对位移，热力系统将处于力平衡状态。此时热力系统内部一定不存在（ ）。B、压力差
21.（2.5分） 等量空气从相同的初态出发，分别经过可逆绝热过程A和不可逆绝热过程B到达相同的终态，两个过程中空气热力学能变化的关系为（ ）。C、ΔUA=ΔUB
22.（2.5分） 热力系统的总储存能包括内部储存能和外部储存能，下列哪种能量是内部储存能。A、热力学能
23.（2.5分） 第一类永动机违反了以下哪个基本定律。A、热力学第零定律
24.（2.5分） 封闭热力系内发生可逆定容过程时，系统一定不对外作（ ）。C、体积变化功 25.（2.5分） 下面所列物理量中，哪一个不是系统的状态参数。D、流动功
多选题 (共12道题)
收起
26.（2.5分） 工质从同一初态出发，分别经历可逆过程和不可逆过程达到相同的终态，则两过程中（ ）相同。C、热力学能的变化D、焓的变化
27.（2.5分） 自发过程是指不需要任何外力作用，就能自动进行的过程，分析下列哪些过程是自发过程。
? ?
A、混合过程B、自由膨胀过程
A、热由高温物体传到低温物体B、摩擦生热过程
28.（2.5分） 自发过程是指不需要任何外力作用，就能自动进行的过程，分析下列哪些过程是自发过程。 29.（2.5分） 以下哪种表述是热力学第二定律的表述。C、不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其它变化。D、不可能从单一热源取热，并使之全部转变为功而不产生 其它影响。
30.（2.5分） 理想气体的等温热力过程一定也是（ ）热力过程。 A、等热力学能B、等焓
31.（2.5分） 自发过程是指不需要任何外力作用，就能自动进行的过程，分析下列哪些过程是自发过程。
? ? ?
A、混合过程B、自由膨胀过程
C、不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其它变化。
D、不可能从单一热源取热，并使之全部转变为功而不产生 其它影响。
33.（2.5分） 以下哪种表述是热力学第二定律的表述。
34.（2.5分） 系统与外界之间可以进行热量和功量交换，在热力学中，通常规定，系统吸收热量时，热量为（ ），系统放出热量时，热量为（ ）。 A、正 B、负
35.（2.5分） 系统与外界之间可以进行热量和功量交换，在热力学中，通常规定，系统对外作功时，功量为（ ），外界对系统作功时，功量为（ ）。A、正B、负
36.（2.5分） 工质从同一初态出发，分别经历可逆过程和不可逆过程达到相同的终态，则两过程中（ ）相同。C、热力学能的变化D、焓的变化
我的答案：CD 此题得分：2.5分
37.（2.5分） 理想气体的等温热力过程一定也是（ ）热力过程。A、等热力学能B、等焓
判断题 (共3道题)
收起
38.（2.5分） 闭口系统具有恒定的质量,但具有恒定质量的系统不一定就是闭口系统。 正确 39.（2.5分） 孤立系统一定是闭口的,反之则不然。正确
40.（2.5分） 孤立系统一定是绝热系统，但绝热系统不一定都是孤立的。 正确 1.（2.5分） 干饱和蒸汽被定熵压缩，将变为： D、过热蒸汽
2.（2.5分） 湿空气的d一定时，温度越高，其吸湿能力： A、越强
3.（2.5分） 湿空气压力一定时，其中水蒸气的分压力取决于： A、含湿量 4.（2.5分） 再热循环的目的是：D、增加蒸汽干度
5.（2.5分） 回热循环的主要目的是：D、提高进入锅炉的给水温度 6.（2.5分） 以下哪中传热方式是热量传递的基本方式：A、热传导
7.（2.5分） 对于同一种物质来说，哪种状态下的热导率值最大。A、固态 多选题 (共2道题)
8.（2.5分） pV=nRT 公式适用于：B、湿空气C、理想气体
《工程热力学与传热学》期末复习题 第16页 共12页