工程热力学期末复习题

1、实用标准文案 工程热力学复习题 一、单项选择题 1 热力系内工质质量若保持恒定，则该热力系一定是。 A. 开口系B.闭口系 C.孤立系D.不能确定 （知识点：教材P9页1-2 :热力系统。稳定流开口系，当处于稳定状态时， 工质质量也会保持恒定。如果热力系与外界有热量交换，则不是孤立系，所以 答案C不正确。）D.不能确定 2 .某压力容器，其压力表的读数在重庆为 Pg1与在拉萨Pg2时相比较。 A.相同 Pg2 =Pg1 B.增大 Pg2 Pgl C .减小Pg2 ： PglD.无法确定 （知识点：教材P13页，压力的概念，通常我们所使用的测压计，测出的 是工质的真实压力和环境压力之差，当真实压

2、力不变，而环境压力减小时，压 差会增大。）B.增大Pg2 Pg1 3. 开口系的质量是。 A.不变的B.变化的 C.变化的也可以是不变的D.在理想过程中是不变的 （知识点：教材P9页1-2 :热力系统。稳定流开口系质量不变，但非稳定流 则会改变。）C.变化的也可以是不变的 4. 准平衡过程，工质经历的所有状态都接近于。 A.初状态（可以不在初状态）B.环境状态 C.终状态（也可以不在初状态）D.邻近状态 （知识点：教材P18页1-5，偏离平衡态无穷小，随时恢复平衡的状态变化过 程就是准静态过程，也叫准平衡过程。准平衡过程虽然偏离平衡态无穷小，但 可以偏离初始态一个较大的变化，因此答案A不正确，

3、A不正确，那么B也不正 确，准平衡过程可能是在孤立系统中发生的，这时就不会与环境状态相接近， 因此答案为D） D.邻近状态 5. 一定量理想气体从相同的初态出发分别经过不可逆过程A、可逆过程B到达相 同的终状态，则两过程中气体热力学能变化 A Ua2 :UB2 B=Uia2 = : U1B2 C L UiA2 =Ui B2 D=UiA2 二 ： U 1B2 文档大全 （知识点：教材P36页2-2，热力学能的变化，在不考虑化学能和原子核能 的情况下，只是内动能和内位能的变化。在一个从A状态到B状态的过程中, 可以有两种方式，一种是可逆的，一种是不可逆的，但不管过程是否可逆，当 初态相同，终态相同

4、时，系统的热力学能的改变就是相同的。）BAU1A2 -U1B2 6. 气体在管道中可逆流动时，任何截面上的滞止焓 222 Cfi1Cf2Cf A. h1 一 = h2 = h - B. 222 hi 2 Cf1 2 2 ,Cf 2 h2 一 2 22 C. h1:h2送D.均相等 22 （知识点：教材P240-241页7-1，滞止焓是该截面上这一点工质的焓与工 质的动能之和）D.均相等 7. 某一定量工质将2000KJ的热量散失到周围环境，若工质散热时熵变化-5kJ/K, 这过程 A.可以发生且为可逆（可逆过程的熵变为零）B.可以发生且为不可逆 C. 不可能发生（在外力作用下也可能实现，比如系

5、统温度高于环境温度300K） D. 违反熵增原理（如果这个过程是自发完成的，才违反熵增原理） （知识点：教材P36 162页热力学第一定律和第二定律。过程能否进行， 主要看是否违反热力学第一定律和第二定律，第一定律是能量守恒定律，第二 定律判定过程的方向，给出了定量工质向环境散失的热量，题目未说明，但有 可能在外界对系统做功的情况下能量守恒，同时系统的熵减小，所以答案为Bo 如果这个过程是自发过程则不可能发生。）B.可以发生且为不可逆 8. 刚性容器中有某种理想气体，参数P1、V1、，现定温充入另一种x气体，使 容器中的压力升到P2,充入的气体质量。 A. mx 二叫. RgxT1 mx (

6、P2 - pJV RgxT1 C.mx （P2 - Pi）V RgT D. 一 g上 &xT pV R7 （知识点：教材P367页12-1。这个问题属于理想混合气体的分压定律，注 意Rgx和Rg的区别）充气过程混合气体体积不改变，但分压会改变，此时混合气 体的总压力变为P2，分压力对应于混合气体中的分气体物质量。 B.m（P2 P1）V RgxT1 9. 循环热效率n t=1-T2/Ti，只适用于。 A.卡诺循环（卡诺循环只是其中的一种）B.两个恒温热源间的可逆循环 C.两个恒温热源间的一切循环（不可逆就不行）D.多个热源的可逆循环（多 个热源，取的是热源温度的平均值） （知识点：教材P150

7、页5-3，首先多热源的可逆循环，取的是热源温度的平 均值，所以D不正确，循环热效率n t=1-T2/T1是最大热效率，只能在可逆过程中 发生，因此C不正确。卡诺循环只是其中的一种，因此 A不正确）B.两个恒温 热源间的可逆循环 10气体经不可逆流动后，滞止焓相等，滞止状态。 A.也相同B.滞止压力相等，滞止温度不等。 C无法确定D.不相同 （知识点：教材P240-241页7-1，滞止焓相等，但并不表明工质的焓和动能 是相同的，因此滞止状态不相同）D.不相同 11.由一种x气体与一种丫气体组成的混合气体，参数为 P、V、T，已知其中x 气体的分压力Px，分体积V 0 C. ； ds v 0D.逆

8、向循环-dsO （知识点：教材P152页5-4，经过一个循环，系统恢复原状，其熵增一定 为零。）a. ds = 0 13. 绝热节流过程为过程。 A. 定焓B.定温 C.可逆D.不可逆 （知识点：教材P257页7-6，忽略气体动能的变化，绝热节流前后函值相等； 但如果不忽略气体动能的改变，则绝热前后函值不相等，因此A不正确。绝热 节流过程温度会改变，不是定温过程，因此B不正确；绝热节流是不可逆过程） D.不可逆 14. 设工质在0C的恒温冷源和100C的恒温热源间按卡诺循环工作，若输出功 率10kW每分钟完成一次循环，每次循环工质从高温热源吸收热量。 A. 80.4kJB . 219.6kJ

9、C. 373kJD.2238kJ （知识点：教材 P145页 5-2，按公式 = 1 T2 = 1 _ Q2 二 Wnet 计算。）d . 2238kJ TiQ1Q1 15. 有一位发明家声称制造出一种机器，当这台机器完成一个循环时，可以从单 一热源吸热2000kJ，并输出2200kJ的功，这台热机。 A. 违反了热力学第一定律 B. 违反了热力学第二定律 C. 违反了热力学第一定律和热力学第二定律 D. 既不违反热力学第一定律也不违反热力学第二定律 （知识点：教材P36 162页热力学第一定律和第二定律。从单一热源吸热 做功违反热力学第二定律，系统吸收的能量小于输出的能量，违反热力学第一 定

10、律）C.违反了热力学第一定律和热力学第二定律 16. 由某种x气体与某种厶气体组成的混合气体，参数为p、V、T,已知其中x 气体的分压力Px，分体积乂，混合气体中x气体的状态方程。 A. PxVx -mixRgxTB.PxV =mRgT C. pV =mxRgxT D. pVmxRgXT （知识点：教材P367页12-1，答案D中，已知某气体的体积Vx和压力Px，状态 方程为pVnxRT，其中nx为这种气体的物质量，用摩尔数表示，如用这种气体 的质量表示，则由于 =叽，即mx二nxMx所以pV nxRT二叽RT即 MxMx mxRgxM x pVx =RT =mix T =mixRgxT ）。

11、D. pVx =mixRgxT MxMx 17. 工质经历可逆循环。 A. : ds 0B.-ds v 0 C. dS = 0D. 逆向循环：ds乞0 （知识点：教材P152页5-4热力学第二定律的数学表达式，这里要注意熵 的定义ds J：qrev = 7rev，其中Tr为热源的温度，T为工质的温度，在微元换热过 TrT 程中，过程可逆，因此热源温度等于工质的温度。其中一个重要的不等式为克 &Q c 劳修斯不等式：ds0，但是对于一个循环，无论可逆与否，系 T 统都将恢复到原来的状态，因此熵增为零。）c. ds = 0 18. 卡诺循环是。 A.具有可逆等温吸热和可逆等温放热的循环 B具有两个

12、恒温热源，且满足半=0的循环 C热效率等于（1-互）的循环 T1 D. 循环中工质除了与两个恒温热源换热外，无其它热交换的可逆循环 （知识点：教材P145页5-4，卡诺循环的定义是由两个绝热压缩、等温吸 热、绝热膨胀和等温放热所组成的一个循环，所以A不正确；卡诺循环热源的 温度不一定是恒温，如概括性卡诺循环，所以B也不正确；卡诺循环还有输出 功交换，因此D也不正确，正确答案为C） C热效率等于（12）的循环 19. 气体在管道中可逆流动时，任何截面上的滞止状态。 A.均相同B.不相同 2 c C.由各断面的h,丄确定，不一定相同D.无法比较 2 （知识点：教材P239页7-1，各截面上，由于温

13、度不一定相同，气体分子 运动的动能也不一定相同，因此和断面上的滞止焓和动能之和也不一定相同, 因此滞止状态不一定相同） c2 C.由各断面的a?确疋，不一疋相同 20.工质经历不可逆循环。 A. - ds 0 B. - ds V 0 C. : ds = 0 D. 逆向循环. ds _0 C. ds = 0 21. 由氧气Q与氮气N2组成的空气-O2 =21%,N2 =79%,其中氧气的质量分数 A. Q2 二 Q2 B. d 0.2132 0.21 320.79 28 C. 0.21 汉 287 0.212870.79 288 D. 0.21空 32 （知识点：教材P367页12-1，混合理想

14、气体分压和分体积定律，在相同的 大气压下，体积分数等于摩尔分数，而某种气体的质量分数应该是该种气体的 质量与混合气体的总质量之比。混合气体的总质量是各种气体的摩尔分数与摩 尔质量的乘积之和） B. 。2 0.21 汇 32 0.21 32 0.79 28 22. 初、终状态相同的任何过程，其过程中传递的热量 A.相等 B. q = u - w 2 C.均为TdsD. T -S图面积均相等 （知识点：教材P36页热力学第一定律，不管过程是如何的，状态如何, 必须尊守能量守恒。初终态相同，对于可逆过程和不可逆过程，其传递的热量 是不相同的，所以A不正确；同时也就否定了 C和D） B. q -，u

15、w 23. 任何热力过程中，理想气体的热力学能的变化量都可以表示为 A . . ：u 二q. ：T B. . ：u = Cp. ：T C. lu = .:h LpvD.=u = q - wt （知识点：教材P73页3-3。在定容过程中，膨胀功为零，热力学能变化与 过程热量相等；在定压过程中技术功为零，因此焓的变化量与过程热量相等， 因此B是计算的焓的变化量。答案 C中包含有技术功，所以不正确，答案 D也 是焓变化，因此正确答案为 A） A .,：cw：T 24. 系统完成一个不可逆循环时，系统的熵变。 A.小于0B.大于0 C.等于0D.不确定 （知识点：系统完成一个循环，熵变为零）C.等于0

16、 25 下列热力系统中与外界既无物质交换又无能量交换的是。 A.开口系统B绝热系统 C. 闭口系统D.孤立系统 D. 孤立系统 26. 任何热力过程中，理想气体的焓变化量都可以表示为。 A. =h = q =T B.二h = Cp = T C.匚 h = u LpvD.匚 h = q w （知识点：教材P73页3-3。参见23题）B.占h = C淖T 27. 理想气体在一个带活塞的气缸中膨胀，若容器与外界绝热，则气体的温度。 A.降低B.升高 C.保持不变D.无法确定 （知识点：热力学第一定律，绝热过程，系统热力学能的减少等于对外所 做的功，热力学能的减少，表明系统温度降低。）A.降低 28定

17、量气体置于刚性气缸内，在某一过程中外界对热力系统作功60kJ，热 力系统从外界吸热20kJ，则热力系统的热力学能为。 A. 40kJB. 60 kJ C. 40 kJD . 80kJ （知识点：热力学第一定律的第一表达式，uu=qw，但这里要注意做功 的正负号，吸热的正负号。系统对外做功是正功，外界对系统做功为负功；系 统从外界吸收热量，取正值，系统向外界放热取负值。）D. 80kJ 29.设工质在300K的恒温冷源和1200K的恒温热源间按卡诺循环工作，每小时 吸收热量20kJ，则放出热量。 A. 2.5kJB. 5kJ C. 10kJD. 15k （知识点：热力学第二定律和卡诺定理。先计算

18、卡诺循环的效率 c =1 -T2 =1 - 300 0.75，再由 c =1 - Q2 =0.75得到 Q2 =5kJ ） B. 5kJ Ti1200Q1 30.容器内工质的压力将随测压时的地点不同而。 A.增大B.减小 C不变D.无法确定 （知识点：教材P13页，压力的概念，通常我们所使用的测压计，测出的 是工质的真实压力和环境压力之差，当真实压力不变，而环境压力减小时，压 差会增大，但容器内工质的绝对压力不变。）C不变 31 .迈耶公式Cp - 0,二Rg，适用于。 A.理想气体，但要求定值比热容 B理想气体，是否定值比热容不限 C任何气体，但要求定值比热容D .任何气体，是否定值比热容不

19、限 （知识点：教材P66页3-2。在公式的推导过程中假定了理想气体的分子间 无作用力，不存在内位能，热力学能只包含取决于温度的内动能，因此迈耶公 式适用于理想气体，但比热容是温度的函数，可以随温度变化，因此答案是B） B理想气体，是否定值比热容不限 32.某设备管道中的工质为60mmH，设大气压力为80 kPa，此压力在其压力测 量表计上读数为。 A. 72 kPa B. 86.67 kPa C. 130 kPa D.30 kPa （知识点：教材 33.平衡状态就是。 P15页1-3，注意压力单位换算，表1-1 ） A. 72 kPa A.均匀状态 B稳定状态 C.与外界不存在任何势差的状态

20、D.不随时间变化的状态 （知识点：教材P16页1-4，一个热力系统，如果在不受外界影响的条件下 系统的状态始终保持不变，这种状态称为平衡状态。）答案A,非均匀状态同样 可达到平衡，如气液两相的平衡；答案 B,稳定状态可能需要外界提供的能量维 持，如两个不同温度热源之间的金属棒中的传热过程，此时经过一个比较长的 时间后，各点的温度是稳定不变的；答案D,稳定开口系的状态就不随时间变化， 因此正确答案为B,此时系统即不受外界影响。）C.与外界不存在任何势差的状 态 34. 3kg理想气体，从初态25C, pi = 1MPa定压膨胀至O.IMPa,然后又经 定容加热至t3 = 25 C,气体经1-2-

21、3过程的热力学能变化量。 A.U 增大B. - U12 （23 C.U减小D. 2不变 （知识点：教材P36页2-2，热力学能的变化，在不考虑化学能和原子核能 的情况下，只是内动能和内位能的变化，因此热力学能只是温度的函数，两个 状态的温度相同，因而热力学能没有改变。）D. .U不变 35. 可逆稳定流动能量方程可表示为。 2 A. q = . ：h ：B.q = . ：h 亠 i pdv 2 C. - q = dh - vdpD.q = . ：u - 1 vdp （知识点：教材P47页2-6，热力学第一定律的第二表达式。）A. q一側 36. 理想气体在一个带活塞的气缸中被压缩，若容器与外界

22、绝热，则气体的温度。 A.降低B升高 C.保持不变D.无法确定 （知识点：热力学第一定律q-门w，此时热量为零，外界对系统做负功， 系统的热力学能增大，因此温度升高）B升高 37. 某理想气体经输气管向绝热、真空的刚性容器充气。若充气时输气管中的气 体参数保持不变，Cp、Cv为定值，则气体充入容器后其温度将。 A.升高B.降低 C不变D.无法确定 A升高 38. 某一定量工质将2000KJ的热量散失到周围环境，环境温度为 300K,若工质 散热时熵的变化为一7kJ/K，则该过程。 A.可以发生且为可逆过程 B .可以发生且为不可逆过程 C不能发生D.无法确定能否实现 （知识点：该过程不违反热力

23、学第一定律，因此可以发生，但此时，过程 的熵减小，表明不可自发产生，同时不可逆。由于不知道另一个热源的温度， 因此不能判过程能否进行。）D.无法确定能否实现 39. 个热力系统与外界既有物质交换，又有能量交换，则该热力系统可能是。 A.闭口系B.开口系 C.绝热系D.开口系或绝热系 （知识点：开口系可以成为绝热系和非绝热系。绝热系也可以通过工质的流 动实现能量的交换）D.开口系或绝热系 40. 可逆过程一定是。 A.工质能回复到初态的过程B.非平衡过程 C.准平衡过程D.存在着损耗的准平衡过程 （知识点：教材P21页1-5，可逆过程首先应该是准平衡过程，应满足热的 和力的平衡，同时过程中不应有

24、任何形式的耗散效应。）C.准平衡过程 41.2kg理想气体，从相同的初态出发分别经过不可逆过程A、可逆过程B到达 相同的终状态，则两个过程中理想气体的焓变化量。 H1A2 A. L H 1A2 陷H 1B2 C .-H1A2 -H 1B2 -H 1A2=_H 1B2 （知识点：教材P40页2-4，厶h=.y.（pv），此时热力学能的变化是相同 的，但可逆过程中，推动功最小，因此不可逆过程的焓变大于可逆过程焓变。） C . H1A2 H 1B2 42. q - u - w适用于。 A.任意气体、闭口系统、任意过程 B. 实际气体、开口系统、可逆过程 C. 理想气体、闭口系统、可逆过程 D. 任意

25、气体、开口系统、任意过程 （知识点：教材P42页2-5。这是热力学第一定律的第一表达式，在推导过 程中没有任何的假设条件，对闭口系普遍适用，可以是可逆过程也可以是不可 逆过程）A.任意气体、闭口系统、任意过程 二、选择题 三、填空题 1. 摩尔常数R与气体种类有关，与状态无关 2. 熵产就是由耗散热产生的熵增量。 3临界压力比是 流速达到当地声速 时，工质的压力与滞止压力之比，它仅与工质 有关。 4. 1kg氧气，初始状态为pO.IMPa、=100C ,经定压过程加热到t2 =400C, 按定值比热容计算，其技术功 w = 0kJ/kg。 33 5. 氧气和氮气的混合物为2m，压力为O.IMP

26、q其中氧气的分体积为0.6 m,则 氮气分压力为0.07MPa。 6. 只要有2个独立的状态参数即可确定简单可压缩系的1个平衡状态。 7. 临界压力比是工质的压力与滞止压力之比，它仅与工质有关。 8. 在热力学中，人为划定的一定范围内的研究对象称为热力系统。 9. 状态参数坐标图上的一点表示热力系统的一个 确定的平衡状态。 不可能发生使孤立系统总熵减少的过程，理想可逆情况也只能使孤立系统总熵等 于零。 10. 某理想气体在定压下从 初温100 C加热到400 C,并作了 容积变化功 81. 6kJ / kg，该气体的 Rg 为 0.272 kJ/(kg K)。 定压过程技术功为零，焓变化量与过

27、程热量相等，即 T2cp 3 %T2 h =3卩=T CpdT = 饷=Aqp = J (g + Rg )dT T1 T2T2 = ：h - q 二 t cvdTt RgdT - ：u Rg T?订 T1T1 由热力学第一定律 二qp二u -w = u - p：v v=p二u - p v，定压过程v=p = 0 p v = q - u = ：h - u = Rg(T2 -T1)，于是 pv81.61000/ R272 J kg K =0.272 kJ kg K 亿-T)673 -373 11. 1kmol的各种气体在同温同压下所占的体积均 相同。 12 .能量从一个物体传递到另一个物体可有 做

28、功和传热两种方式。 13. 等温压缩是压缩气体最有利的方式。 14. 相互接触的物体，若它们处于热平衡，贝U它们的温度必相等。 15. 气体常数尺与气体种类有关，与状态无关 16. 在热力学中，热力系统和外界之间完全没有热量交换的研究对象称为绝热系 统。 17. 2和O的混合物为2m3，压力为0.5MPa其中2的分体积为1.4m3，贝U Q的 分压力0.15 MPa 18. 在热力学中，人为划定的一定范围内的研究对象称为 系统，周围的物体称为 环境。 19. 声速是状态参数，与气体的 性质及其状态有关。 20. 1kg工质流入热力系统时，系统获得的总能量是 热力学能与推动功之和 21. 在热力

29、学中，人为划定的一定范围内的研究对象称为系统。 22. 卡诺循环在300K、1200K热源间工作，每小时吸收热量20kJ，向冷源排出热 量 5kJ。 23. 逆向卡诺循环过程中功和热量的计算式与正向卡诺循环相同，只是传递方向 相反 24. 气体的初态为 =0.5MPa，V0.4m3，在pV二定值的条件下膨胀到 V =0.8m3，则气体的技术功为 346.574 kJ。 （技术功为 P2P2 C W vdpdp 二-c In p2 Tn p1 二 p1v1 Lp1Lp1 p =5 105 ln2 J =346.574kJ ln卩 P2 V2 =p1v1 ln 兀 105.4 ） 四、名词解释题

30、五、判断题 1. 平衡状态就是与外界不存在任何势差的状态。T （在不受外界影响的条件下， 系统的状态始终保持不变。） 2. 若实施等温压缩生产高压气体，可不必采用多级压缩、级间冷却的方法避免容 积效率下降。F 3. 工质经一个不可逆绝热过程后，熵一定不变。F （熵一定大于零） 4. 任何状态都可以用热力状态坐表图上的点来表示。T 5. 热力系与外界既有质量交换，又有能量交换的一定是开口系。T 6. 工质经历一可逆循环，其“ ds二0，而工质经历一不可逆循环，其：.ds 0。F 7. 渐缩型喷管的流速只能小于、等于声速。T 8. 不可逆过程可以自发进行。T 9. 开口系统不可能是绝热系统。F 10. 绝热过程