工程热力学复习题

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1、名词解释1.热力学平衡状态；2.热平衡；3.绝对压力；4.热力学绝对温标；5.简单可压缩系统；6.孤立系统；7.准平衡（准静态）过程；8.可逆过程；9.流动功；10.耗散效应；11.克劳修斯不等式；12.熵增原理；13.熵流；14.熵产；15.卡诺定理；16.卡诺循环；17.特性函数（特征函数）；18.基本热力学关系式；19.未饱和水；20.湿饱和蒸汽（湿蒸汽）；21.干饱和蒸汽；22.过热蒸汽；23.湿蒸汽的干度；24.临界点；25.三相线；26.吸(放)热过程的平均温度；27.理想气体平均定压比热；28.对应态定律（对比态原理）；29.通用压缩因子；30.湿饱和空气；31.空气的相对湿度；

2、32.露点温度（露点）；33.理想气体混合物的分压力；34. 理想气体混合物的分容积；35. 理想气体混合物的莫尔质量（折合分子量）；36.绝热节流系数（焦尔-汤姆逊系数）；37.多变（多方）过程；38.化学势；39.压气机绝热效率；40.燃气轮机（或汽轮机）相对内效率；41.极限回热；42.制冷系数；43.吸收式制冷；44.化合物的标准生成焓；45.化学反应的热效应；46.赫斯定律；47.基尔霍夫定律；48.理论燃烧温度；49.热量佣；50.内能佣；51.焓佣；一 判断下列做法、说法或写法是否正确，若错误，改正之，并简单说明理由。（每小题3分，共9分）1. 根据理想气体温标和绝对热力学温标的

3、一致性，用定容理想气体温度计测量某一系统的温度。把定容理想气体温度计放入水的三相点，测得压力读数为750mmHg，放入该系统，测得压力读数为2250mmHg，则可确定系统的绝对温度为：T = 273.15（2250/750）= 819.45K。2. 开系稳定流动能量方程为：dQ=dH+（1/2）mdC2 +mgdZ+dWt ； Q=H+（1/2）mC2 +mgZ+Wt3. 系统经历一不可逆过程，系统熵变必大于零，且无法计算。4. 因为可逆绝热过程就是等熵过程。那么，系统经历某一有限过程（非循环过程）后熵变为零，该过程必是一可逆绝热过程。5. 某绝热气瓶中有理想气体通过一个阀门与一个绝热容器相连

4、，打开阀门，气瓶中有气体进入容器，则气体温度降低。6. 可逆热机的热效率始终小于1；可逆制冷机的制冷系数一定大于1。7. 熵增大的过程为不可逆过程。8. 根据克劳修斯不等式，工质经历一个不可逆循环 0，所以 0。9. 一系统经历一不可逆过程从初态1变化到终态2，此时环境的熵变必定小于同一系统经历一可逆过程从同一初态1变化到同一终态2时环境的熵变。10. 一个绝热的活塞气缸中有处于某一压力P和某一温度下T的饱和水蒸气，若使活塞无摩擦地缓慢移动，气缸容积变大，则气缸中饱和蒸气水将变为过热蒸汽状态。二 选择下列（A）（B）（C）（D）中的一个、二个、三个或四个正确答案（每小题3分，共9分）1.活塞气

5、缸中1Kmol理想气体等温膨胀到原体积的两倍, 膨胀过程中, 活塞与缸壁有磨擦,则气体的熵变为: (A)RMlnR； （B）大于RMlnR； （C）小于RMlnR； （D）无法确定。2.活塞气缸中1Kmol理想气体等压膨胀到原体积的两倍, 膨胀过程中, 活塞与缸壁有磨擦,则气体的熵变为：(A)RMlnR； （B）CPlnR； （C）CVlnR； （D）无法确定。3.理想气体多变过程的过程特征为：工质降温、升压。则多变指数n变化范围为：(A)- n 0； （B）0 n 1； （C）1 n K； （D）K nT2、P1 P2，则工质进出口的焓变：(A)H1 H2； (B) H1 H2； (C) H

6、1= H2； (D) 视不可逆大小，不可确定。6.一绝热的活塞气缸中有处于某一压力P和某一温度T下的水的干饱和蒸气，若使活塞无摩擦地缓慢移动，气缸容积增大 ,气缸中饱和蒸气将变为：（A）过热蒸汽状态； (B)湿蒸汽状态； （C） 水蒸气 水四（9分）从纯物质水的相图中,我们知道水可处于五种状态。如图，有一个定容的容器，内有水和水蒸气，处于某一压力P和某一温度T下。 试问其容器中的物质处于哪种状态，其中的水和水蒸气分别处于哪种状态。若给容器加热，液面将可能如何变化。五（9分）一个绝热的活塞气缸中有处于某一压力P和某一温度下T的饱和水蒸汽，如图， 若使活塞无摩擦地缓慢向上移动， 试问气缸中饱和水蒸

7、汽将变为什么状态。六(9分)燃气轮机进口处燃气状态“1”，出口废气状态“2”，则可得到燃气轮机输出的技术功为： Wt=h1-h2=CP(T1-T2)=CPT11-1/（T1/T2)=CPT11-1/p(K-1)/K 说明推导过程中第一、第二、第四等号成立的条件或根据。 W七（12分）1Kmol理想气体在一个活塞气缸装置中，在T=400K的温度下 等温地由P1=400KPa压缩到P2=1000KPa。（如图1） （a）活塞与缸壁无磨擦，环境为400K的热源； （图1） （b）活塞与缸壁无磨擦，环境为300K的热源； 400K （c）活塞与缸壁有磨擦，环境为300K的热源。 Q 分别计算三种情况下

8、气体的熵变、环境的熵变、气体与环境的总熵变。 T0八如图，活塞气缸中1kmol理想气体为系统，均膨胀到原体积的两倍，分别计算下列四种情况下，系统的熵变、环境的熵变、系统与环境的总熵变（活塞重量忽略）。（每小题4分，共16分）热源T 热源T 绝热 绝热1.活塞无磨擦， 2.活塞有磨擦， 3.活塞有（无）磨擦， 4. 活塞无磨擦， 逐渐去掉活塞上重物。 逐渐去掉活塞上重物。 突然去掉活塞上重物。 逐渐去掉活塞上重物。 初态气缸上部为真空。九(10分)图2画出了nmol理想气体所进行的两种可逆循环1231和4564。 P 1 图中Ta、Tb为等温线，23和56为等压线，31和64为等容线。 2 （图

9、2） 1.把图2的P-V图所示两种可逆循环，画在T-S图上。 Ta 3 4 Tb 2.证明循环1231的W、Q和循环4564的W、Q相同。 6 5 十（10分）具有回热（极限回热）的燃气轮机装置如图3。 九 V 回热器 大气 8 7 1 2 3 燃烧室 燃烧室 5 6 4 压气机 燃气轮机高压缸-底压缸 其中燃气轮机采用两极膨胀、中间再热。 试分别在P-V图和T-S图上画出上述装置工作过程中 工质的理想循环。十一（20分）工质为水和水蒸汽的蒸汽再热动力循环，已 知进入汽轮机的蒸汽初参数P1=10MPa、t1=5500C。 再热压力PA=3.0MPa，再热温度tB=t1=5500C。汽轮机 出口

10、乏汽压力P2=0.005MPa，今仅考虑在汽轮机低压 缸中的不可逆性，其相对内效率hri=0.9。泵功忽略。1 绘出上述蒸汽再热动力装置简图，并在图中注明各设备名称。2 在T-S和-S图分别绘出此循环图。3 查表计算循环热效率。 过热蒸汽表 饱和水和饱和蒸汽表10MPa5500Cv=0.03561m3/kgh=3500.4kj/kgs=6.7568kj/kg0.005Mpav=0.0010052 m3/kgv”=28.1963.0MPa300 0.08116 2994.2 6.5408h=137.77 kj/kgh”=2561.2400 0.09933 3231.6 6.9231s=0.4762 kj/kg.ks”=8.3952500 0.1161 3456.4 7.23453.0MPah=1008.4kj/kgh”=2801.9550 0.1243 3568.6 7.3752s=2.6455kj/kg.ks”=6.1832