第二学期热工基础第1次作业15页

1、本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：本次作业为1-4章的内容。一、单项选择题(只有一个选项正确，共21道小题)1. 开口系统是指 （ ）的热力系统 (A) 具有活动边界(B) 与外界有功量交换(C) 与外界有热量交换(D) 与外界有物质交换你选择的答案： D 正确正确答案：D解答参考：2. 绝热系统是指（ ）的热力系统(A) 状态参数不变(B) 热力学能不变(C) 与外界没有热量交换(D) 与外界没有功量和热量交换你选择的答案： C 正确正确答案：C解答参考：3. 孤立系统是（ ）的热力系统(A) 与外界无热量交换(B) 与外界无功量交换(C) 与外界无质量交换(D) 与外界无任何

2、相互作用你选择的答案： D 正确正确答案：D解答参考：4. 下列说法中正确的是（ ）(A) 平衡状态一定是稳定状态(B) 稳定状态一定是平衡状态(C) 均匀状态一定是平衡状态(D) 平衡状态是不存在内部势差的状态你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：A解答参考：5. 系统中工质的真实压力是指（ ）(A) pg(B) pb(C) pv(D) pb+pg或pb-pv你选择的答案： D 正确正确答案：D解答参考：6. 在pv图上，（ ）所包围的面积代表单位质量的工质完成一个循环时与外界交换的净功量。(A) 任意循环(B) 可逆循环(C) 正向循环(D) 逆向循环你选择的答案： B 正确

3、正确答案：B解答参考：7. 公式 q = cVT + w适用于闭口系中（ ）(A) 理想气体的可逆过程 (B) 实际气体的任意过程(C) 理想气体的任意过程(D) 任何工质的可逆过程你选择的答案： C 正确正确答案：C解答参考：8. 气体吸热后热力学能（ ）(A) 一定增加(B) 一定减少(C) 不变(D) 可能增加、减少或不变你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：D解答参考：9. 在相同的温度变化区间内，理想气体定容过程焓的变化量与定压过程相比（ ）(A) 较大(B) 大小相等(C) 较小(D) 大或小不确定你选择的答案： B 正确正确答案：B解答参考：10. 对于闭口系，当过

4、程的始态与终态确定后，下列各项目中哪一个值无法确定（ ）(A) Q (B) QW (C) W（当Q=0时）(D) Q（当W=0时）你选择的答案： A 正确正确答案：A解答参考：11. 理想气体向真空膨胀，该过程所做的膨胀功（ ）(A) W0 (B) W=0 (C) W0 (D) 无法确定你选择的答案： B 正确正确答案：B解答参考：12. 理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀。该过程所做的膨胀功（ ）(A) W0 (B) W=0(C) W0 (D) 无法确定你选择的答案： A 正确正确答案：A解答参考：13. 理想气体的（ ）是两个相互独立的状态参数(A) 温度与

5、热力学能(B) 温度与焓(C) 温度与熵(D) 热力学能与焓你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：C解答参考：14. 如图理想气体的ab和cb过程，下列关系成立的为（ ）(A) (B) (C) (D) 你选择的答案： A 正确正确答案：A解答参考：15. 在相同的恒温热源间工作的其他可逆循环的热效率（ ）卡诺循环的热效率(A) 大于(B) 小于(C) 等于(D) 小于或等于你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：C解答参考：16. 在两恒温热源之间工作的可逆热机，其热效率的高低取决于（ ）(A) 热力循环包围的面积大小(B) 高温热源温度(C) 低温热源温度(D) 高

6、温热源及低温热源温度你选择的答案： D 正确正确答案：D解答参考：17. 如果热机从热源吸热100 kJ，对外做功100 kJ，则（ ）(A) 违反热力学第一定律(B) 违反热力学第二定律(C) 不违反第一、第二定律(D) A和B你选择的答案： B 正确正确答案：B解答参考：18. 下列说法正确的是（ ）(A) 系统吸热后总是温度升高(B) 热量绝不能从低温传向高温(C) 只要过程的初终态相同，状态参数的变化就相同(D) 只要过程的初终态相同，过程中交换的功量就相同你选择的答案： C 正确正确答案：C解答参考：19. 热熵流的计算式dS f =QT适用于（ ）(A) 理想气体任意过程(B) 理

7、想气体可逆过程(C) 任何工质任意过程(D) 任何工质可逆过程你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：C解答参考：20. 系统经历一个不可逆过程后，其熵变化（ ）(A) 必定增加(B) 必定减少(C) 保持不变(D) 可能增加、减少或不变你选择的答案： D 正确正确答案：D解答参考：21. 系统经历一个不可逆绝热过程后，其熵变化（ ）(A) 必定增加(B) 必定减少(C) 保持不变(D) 可能增加、减少或不变你选择的答案： A 正确正确答案：A解答参考：二、判断题(判断正误，共32道小题)22. 表压力和真空度都不能作为状态参数你选择的答案： 说法正确 正确正确答案：说法正确解答参

8、考：23. 热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法正确解答参考：24. 容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：25. 可逆过程必定是准静态过程，而准静态过程并不一定是可逆过程你选择的答案： 说法正确 正确正确答案：说法正确解答参考：26. 只有可逆过程 p-v图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功你选择的答案： 说法正确 正确正确答案：说法正确解答参考：27. 若工质吸热，其热力学能一定增加你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法

9、错误解答参考：28. 工质膨胀时必须对工质加热你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：29. 系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：30. 对可逆与不可逆绝热过程，都有w =u和wt =h，说明可逆和不可逆绝热过程的功量相等。你选择的答案： 说法错误 正确正确答案：说法错误解答参考：31. 不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差你选择的答案： 说法正确 正确正确答案：说法正确解答参考：32. 没有容积变化的系统一定与外界没有功量交换你选择的答案

10、： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：33. 理想气体的比热容一定是常数你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：34. 气体常数与气体的种类及所处的状态无关你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：35. 理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数你选择的答案： 说法错误 正确正确答案：说法错误解答参考：36. 功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：37. 机械能可以全部转换为热能，而热能绝不可能全部转换为机械能你选择的答案： 说法正确 正确

11、正确答案：说法正确解答参考：38. 热效率较高的发动机，循环净功也一定较大你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：39. 在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过程中工质熵的变化。你选择的答案： 说法错误 正确正确答案：说法错误解答参考：40. 工质完成一个不可逆循环后，其熵的变化大于零你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：41. 熵减小的过程是不可能实现的你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：42. 系统熵增大的过程必为吸热过程你选择的答案： 前面作业中已经做正确

12、 正确正确答案：说法错误解答参考：43. 理想气体多变过程的技术功是膨胀功的n倍你选择的答案： 说法正确 正确正确答案：说法正确解答参考：44. 理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的倍你选择的答案： 说法正确 正确正确答案：说法正确解答参考：45. 绝热过程熵变为零你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：46. 可逆绝热过程熵变为零你选择的答案： 说法正确 正确正确答案：说法正确解答参考：47. 单独能量品质升高的过程是不可能发生的你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法正确解答参考：48. 等量的高温热量与低温热量具有相同的品质你选择的答

13、案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：49. 自发过程是不可逆过程，但非自发过程是可逆过程你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法错误解答参考：50. 熵产是否为零是判断过程是否可逆的判据你选择的答案： 说法正确 正确正确答案：说法正确解答参考：51. 因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数你选择的答案： 说法错误 正确正确答案：说法错误解答参考：52. 熵产是由不可逆因素引起的熵增你选择的答案： 前面作业中已经做正确 正确正确答案：说法正确解答参考：53. 孤立系统熵增原理表明：孤立系统内各部分的熵都是增加的你选择的答案： 说法错误 正确正确答案

14、：说法错误解答参考：（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。)三、主观题(共9道小题)54. 某定量工质经历了1-2-3-4-1循环，试填充下表所缺的数据 过程Q/kJW/kJU/kJ1-2013902-303953-40-10004-10参考答案： 过程Q/kJW/kJU/kJ1-21390013902-30395-3953-4-10000-10004-10-5555. 如图所示，b、c两状态点在同一条等温线上，试判断：uab与uac谁大？sab与sac谁大？ 参考答案：答：uab=uac ； sabsac56. 有一循环发动机工

15、作于热源T1=1000K和冷源T2=400K之间，若该热机从热源吸热1360 kJ，对外作功833 kJ。问该热机循环是可逆的？不可逆的？还是根本不能实现的？ 参考答案： ttc 违背了卡诺定理结论：该循环根本不可能实现。（也可用克劳修斯积分不等式或孤立系熵增原理求解）57. 气球直径为0.4 m，球内充有压力为150 kPa的空气，由于太阳辐射加热，气球直径增大到0.45 m，若球内气体压力正比于气球的直径，试求过程中气体对外的做功量W。参考答案： 解：已知D1 = 0.4 m时，p1 =150 kPa，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD，可求得：k =375 kPa/m 答：过程中

16、气体对外作功量为2.27 kJ58. 水在绝热混合器中与水蒸汽混合而被加热，水流入的压力为200 kPa，温度为20，比焓为84 kJ/kg，质量流量为100 kg/min；水蒸汽流入的压力为200 kPa，温度为300，比焓为3072 kJ/kg，混合物流出的压力为200 kPa，温度为100，比焓为419 kJ/kg。问每分钟需要多少水蒸汽。 参考答案： 解：此绝热混合器所围空间为一稳流系，根据能量方程：59. 有5g氩气，经历一热力学能不变的状态变化过程，初始状态p1=6.0105 Pa，T1=600K，膨胀终了的容积V2=3V1，氩气可作为理想气体。已知氩气的Rg=0.208 kJ/(

17、kgK)，cp=0.523 kJ/(kgK)，求：（1）终了状态的温度T2、压力p2；（2）过程中系统热力学能、焓和熵的变化量。 参考答案： 解：由题意：U = 0 T2 = T1 = 600 K 由理想气体气体状态方程， 有：60. 试求在定压过程中加给理想气体的热量中有多少用来作功？有多少用来改变工质的热力学能（比热容取定值）？ 参考答案： 解： 定压过程总加热量为： q =cpT 其中用来改变热力学能的部分为：u= cVT而 cp = cV+Rg 定压过程用来作功的部分为：w =RgT 61. 2kg某种理想气体按n=1.2可逆多变过程膨胀到原有体积的3倍，稳定地从300降低到 60，膨

18、胀过程中作功418.68 kJ，吸热83.736 kJ，求：气体的cp和cV。参考答案： 解： 由闭口系能量方程：62. 3 kg温度为80的热水在绝热容器中与5 kg温度为20的冷水等压混合，水的比热为4.187 kJ/(kgK)，求此混合过程的熵变，并根据熵变的计算结果说明为什么混合过程是不可逆过程？（提示：先由热力学第一定律求混合后水的状态） 参考答案： 解：思路：利用孤立（绝热）系熵增原理进行判断。 取该绝热容器为闭口系，设热水用角标H表示，冷水用角标C表示，并注意液体 cp = cV = c 由闭口系能量方程：三、主观题(共9道小题)(主观题请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。)54. 某定量工质经历了1-2-3-4-1循环，试填充下表所缺的数据 过程Q/kJW/kJU/kJ1-2013902-303953-40-10004-1055. 如图所示，b、c两状态点在同一条等温线上，试判断：uab与uac谁大？sab与sac谁大？ 56. 有一循环发动机工作于热源T1=1000K和冷源T2=400K之间，若该热机从热源吸热1360 kJ，对外作功833 kJ。问该热机循环是可逆的？不可逆的？还是根本不能实现的？ 57. 气球直径为0.4 m，球内充有压力为150 kPa的空气，由于太阳辐