工程热力学复习题一

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一、填空题

1.实现____能和____能相互转化的工作物质就叫做____。

2.热能动力装置的工作过程，概括起来就是从____吸取热能，将其中一部分转化为____，并把余下的一部分传给的过程。

3.热力系统与外界间的相互作用一般说有三种，即系统与外界间的____交换、____交换和____交换。

4.按系统与外界进行物质交换的状况，热力系统可分为____和____两类。5.状态参数的变化量等于____两状态下，该物理量的差值，而与________无关。

6.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需____个。7.1mmHg=____Pa;1mmH20____Pa。

8.气压计读数为750mmHg，绝对压力为2.5x105Pa的表压力为____MPa。9.用U形管差压计测量凝汽器的压力，采用水银作测量液体，测得水银柱高为720.6mm。已知当时当地大气压力Pb=750mmHg，则凝汽器内蒸汽的绝对压力为____MPa。

10.一个可逆过程必需是____过程，而且在过程中没有________。

11.只有____状态才能用参数坐标图上的点表示，只有____过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。

12.热量和功都是系统与外界________的度量，它们不是________而是________量。

13.工质作膨胀功时w____0，工质受到压缩时w____0，功的大小决定于____________。三、判断题

1.物质的温度越高，则所具有的热量愈多。2.气体的压力越大，则所具有的功量愈大。3.比体积和密度不是两个相互独立的状态参数。

4.绝对压力、表压力和真空都可以作为状态参数。

5.经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。6.孤立系内工质的状态不会发生变化。

7.可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。8.凝汽器的真空下降时，则其内蒸汽的绝对压力增大。

9.若容器中气体的压力没有改变，则压力表上的读数就一定不会改变。四、选择题

1.以下各量可作为工质状态参数的是：

（1）表压力；（2）真空；（3）绝对压力。2.水的三相点温度比冰点温度应：

（1）相等；（2）略高些；（3）略低些3.以下说法中正确的是：

（1）可逆过程一定是准平衡过程；（2）准平衡过程一定是可逆过程；

（3）有摩擦的热力过程不可能是准平衡过程。4.以下过程中属可逆过程的是：

（1）自由膨胀过程；（2）等温传热过程；（3）有摩擦的热力过程。

5.一台功率为600MW的汽轮发电机组连续工作一天的发电量为：（1）1.44x107kJ；（2）5.184x109kJ（3）1.44x107kWh.6.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是由于：（1）有气体泄漏；（2）气体的热力状态发生变化；（3）大气压力发生变化；（4）以上三者均有可能。五、问答题

1.火电厂为什么采用水蒸气作为工质？

2.能否说气体的某一个分子具有一定的温度和压力？温度和压力毕竟是宏观量还是微观量？

3.准平衡过程和可逆过程有何联系与区别？4.为什么称p—v图为示功图？T—s图为示热图？

5.表压力或真空度能否作为工质的状态参数？若工质的绝对压力不变化，那么测量它的压力或真空表的读数是否会发生变化？六、计算题

1.10kg温度为1000C的水，在压力为1x105Pa下完全汽化为水蒸气的比体积各为0.001m3/kg和1.673m3/kg。试求此10kg水因汽化膨胀而对外所作的功（kJ）。2.设一容器被刚性壁分为两部分，分别装有两种不同的气体。在容器的不同部分装有压力表，如图1—1所示。若压力表A的读数为5.7x106Pa，压力表B的读数为2.2x105Pa，大气压为0.98x105Pa。试确定压力表C的读数以及容器内两部分气体的绝对压力各为多少？答案一、填空题

1.热，机械，工质

2.高温热源，机械能，低温热源3.热量、功、物质4.闭口系统，开口系统

5.初、终，工质的状态变化途径6.两

7.133.3Pa，9.81Pa

8.0.15MPa9.0.0039MPa

10.准平衡，任何形式的能量耗散11.平衡，准平衡（或可逆）12.能量传递，状态参数，过程

13.>，

2某动力循环工作与温度为1000K及300K的两热源之间，循环为1-2-3-1，其中1-2为定压吸热过程，2-3为可逆绝热过程，3-1为定温放热过程。点1的参数是p1=1MPa,T1=300K,点2的参数T2=1000K,工质为1kg,cp=1.01kJ/(kg.K)。求循环热效率及循环功？

3某可逆循环，热源温度为1400K，冷源温度为60℃，若Q1=5000kJ。求：（1）高温热源、冷源的熵变化量（2）由两个热源组成的系统的熵变化量

4某动力厂，热源T1=1650K，冷源T2=300K，求从热源放热800kJ中有多少变为最大的循环功？若此热量先传给T1′=832K的热源，问每800KJ的热量中还有多少变为最大的循环功？若此视为一孤立系，则在不等温传热中系统熵增量及产生的不可逆损失各是多少？

5某火力发电厂的工质从温度为1800℃的高温热源吸热，并向温度为20℃的低温热源放热，试确定：（1）按卡诺循环工作的热效率

（2）输出功率为100000KW，按卡诺循环工作时的吸热量和放热量

（3）由于内外不可逆因素的影响，实际循环热效率只有理想循环热效率的45﹪。当输出功率维持不变时，实际循环中的吸热量和放热量。

6某热机在T1=1800K和T2=450K的热源间工作，若每个循环工质从热源吸热1000KJ,试计算：（1）循环的最大功？（2）假使工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K，在放热过程中与低温过程中与低温热源的温差为50K，则该热量中最大能转变为多少功？热效率是多少？（3）假使循环过程中，不仅存在传热温差，并由于摩擦使循环功减小10KJ，则热机的热效率为多少？

答案

一、填空题

1热能，机械能，机械能，热能2q1-q2,机械能（循环功）3自发，非自发，消耗制冷机的功

4一，变化5定温，绝热6温度，无关7最高值，衡量标准8增大，减小9增大，不可逆10Sis≥0

11Qa=Q(1-To/T),QTo/T12低温，高温，任何变化

13吸热，系统内发生了不可逆过程二、判断题

1×。卡诺循环的热效率只能小于1，由于向冷源排气放热是热变功的必备条件（即Q2≠0）

2×。不管循环可逆与否，完成循环，则工质回复到初始状态，工质熵不变。3√。

4×。不可逆过程中熵的变化量可以计算，方法是：在一致的初、终状态间选择一条可逆路径来计算。

5×。若留下其它变化是可能的。如理想气体在定温吸热膨胀过程中，就可把所吸热量全部转化为功，但同时留下了其它变化，即气体状态发生了变化。6×。只有在热源和冷源温度条件一致时才正确。

7×。定熵过程不一定是可逆绝热过程。如系统在状态变化过程中，因不可逆因素产生的熵产和系统放热减少的熵随时相等时，系统所经历的过程就是定熵过程，但却不是可逆绝热过程。8√。

9×。循环热效率不仅与循环净功有关，还与循环吸热量有关，取决于两者的比值（W0/Q1）。

10×。可逆吸热过程也可使系统熵增大。

11×。热量可以由低温物体传向高温物体，如制冷循环，其实现条件是制冷机要消耗功。

12×。两过程的熵变应相等，由于熵是状态参数，只要初、终状态一致，其变化量就应一致，而与变化路径无关。13√。

14×。可分别从热力学第一、其次定律加以证明。三、选择题

1.（3）2.（2）3.(1)4.(2)5.(1)6.(2)7.(2)8.(3)四、问答题

1．答：至少应有两个温度不同的热源构成的热力循环。ηtwo，q2≠0。2．答：孤立系中自发传热时，系统熵的变化量ΔSis=Q（1/T2-1／T1）。因不可逆传热，其ΔSis>0,则T1必需大于T2，即热量是自发地由高温传向低温物体。3．答：前者适用于任意热机循环，后者适用于两个恒温热源间工作的一切可逆循环（包括卡诺循环）。

4．答：第一类永动机违反能量守恒原理；而其次类永动机并不违反能量守恒原理，但它却违反热力学其次定律。

5．答：理想气体的绝热自由膨胀过程中系统与外界没有交换热量，故熵流为零。但自由膨胀过程是一个典型的不可逆过程，存在熵产恒大于零。由ΔS=Δf+Δg可知，理想气体的绝热自由膨胀过程中系统的熵增大。

6．答：不能这样表述。对于可逆的定温过程，工质所吸收的热量可以全部转化为机械能，但是自身状态发生了变化，所以这种表述不正确。五、计算题

1.（1）ηt,c=0.64(2)64kJ/s(64kW)(3)Q2=36kJ/s2.ηt=48.9﹪，w0=345.4kJ/kg

3.ΔS(热源)=-3.75kJ/k,ΔS（冷源）=3.57kJ/K,ΔS（系统)=0

4．W0=645.6kJ,W0′=508.4kJ,ΔSis=0.487kJ/K,不可逆损失即做功能力损失为：I=W0-W0′=146.2kJ

5．(1)ηt,c=0.859(2)Q1=1.165×105kJ/s,Q2=1.65×104kJ/s(3)实际循环：ηt=0.387,Q1′=2.587×105kJ/s;Q2′=1.587×105kJ/s

6.(1)W0,max=750kJ,(2)W0,max′=