热工基础复习资料资料讲解.docx
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热工基础复习资料资料讲解
热工基础复习资料
《热工基础》题库
一、判断题（每题1分，共96分）：
1、表压力和真空度都不能作为状态参数。
（√）
2、热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。
（√）
3、容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。
（×）
4、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。
（√）
5、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。
（√）
6、若工质吸热，其热力学能一定增加。
（×）
7、工质膨胀时必须对工质加热。
（×）
8、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。
（×）
9、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。
（×）
10、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。
（√）
11、没有容积变化的系统一定与外界没有功量交换。
（×）
12、理想气体的比热容一定是常数。
（×）
13、气体常数与气体的种类及所处的状态无关。
（×）
14、理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数。
（×）
15、功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量。
（×）
16、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。
（√）
17、热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。
（×）
18、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。
（×）
19、工质完成一个不可逆循环后，其熵的变化大于零。
（×）
20、熵减小的过程是不可能实现的。
（×）
21、系统熵增大的过程必为吸热过程。
（×）
22、理想气体多变过程的技术功是膨胀功的n倍。
（√）
23、理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的κ倍。
（√）
24、绝热过程熵变为零。
（×）
25、可逆绝热过程熵变为零。
（√）
26、单独能量品质升高的过程是不可能发生的。
（√）
27、等量的高温热量与低温热量具有相同的品质。
（×）
28、自发过程是不可逆过程，但非自发过程是可逆过程。
（×）
29、熵产是否为零是判断过程是否可逆的判据。
（√）
30、因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数。
（×）
31、熵产是由不可逆因素引起的熵增。
（√）
32、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。
（×）
33、蒸气的压力越大，对应的饱和温度越高。
（√）
34、水的汽化潜热在任何情况下都相等。
（×）
35、在水蒸气的定压汽化过程中，温度保持为饱和温度不变，因此其焓也不变。
（×）
36、焓变计算公式Δh=cpΔT适用于理想气体和蒸气。
（×）
37、在湿蒸气区，定压线与定温线重合。
（√）
38、水蒸气的过热度越高，其性质越接近理想气体。
（√）
39、可通过等压降温或等温升压的方式将未饱和湿空气变成饱和湿空气。
（√）
40、若湿空气的比湿度（含湿量）不变，当温度升高时，其吸湿能力增强。
（√）
41、若湿空气中水蒸气的分压力不变，当温度升高时，其相对湿度降低。
（√）
42、气体流经渐缩喷管，其出口截面的压力一定等于背压。
（×）
43、气体流经渐缩喷管，其出口截面的流速不可能超过当地音速。
（√）
44、渐缩喷管出口截面的压力为临界压力时，其流量等于最大流量。
（√）
45、气体流经缩放喷管，其出口截面的压力恒等于背压。
（√）
46、气体流经缩放喷管，其流量恒等于最大流量。
（√）
47、绝热节流前后焓不变，因此绝热节流过程是等焓过程。
（×）
48、压气机定温压缩过程耗功最小，定熵压缩过程耗功最大。
（√）
49、活塞式压气机的余隙容积越大，产气量越少，但单位工质的理论耗功量不变。
（√）
50、压气机的压力比越大，容积效率越低。
（√）
51、当需要压气机压力比较大时，应采取多级压缩。
（√）
52、多级压缩时，最佳分级压力（最佳压力比）是按照耗功最小的原则确定的。
（√）
53、增大内燃机的压缩比和定容升压比都有利于提高循环的热效率。
（√）
54、增大内燃机的定压预胀比有利于提高循环的热效率。
（×）
55、蒸气压缩制冷循环中用干压缩代替湿压缩是为了避免压缩机穴蚀。
（√）
56、不同温度的等温线绝不会相交。
（√）
57、热流线不一定总与等温线垂直相交。
（×）
58、热流密度的方向始终与温度梯度的方向相反。
（√）
59、热对流和对流换热描述的是相同的概念。
（×）
60、雷诺数表示流体的惯性力和浮升力的比值。
（×）
61、雷诺数表示流体的惯性力和粘性力的比值。
（√）
62、同样的对流换热现象，也可能有不完全相同的准则式。
（√）
63、任何物体，只要其温度高于0K，该物体就具有热辐射的能力。
（√）
64、在真空中不能进行辐射换热。
（×）
65、两物体辐射换热时，只是高温物体向低温物体放热。
（×）
66、两物体的辐射换热量为零，就表示两物体没有辐射换热。
（×）
67、辐射换热时，能量的形式会发生变化。
（√）
68、黑体的吸收比（率）和反射比（率）都是最大的。
（×）
69、一定温度下，黑体的辐射力最大。
（√）
70、辐射表面的温度越高，辐射能量中可见光的份额越大。
（√）
71、角系数是一个纯几何参数。
（√）
72、辐射表面的温度越高，角系数越大。
（×）
73、黑体和灰体的表面热阻均为零。
（×）
74、角系数越大，辐射换热的空间热阻越小。
（√）
75、在两个辐射换热表面间插入遮热板，原来两表面间的辐射换热量减少。
（√）
76、遮热板的表面发射率（黑度）越低，遮热效果越差。
（×）
77、对流换热系数h较小的情况下，可采用表面加肋的方式强化换热。
（√）
78、在管道外表面包裹保温层总能起到削弱传热的作用。
（×）
79、在管径较小的情况下，需要考虑临界热绝缘直径的问题。
（√）
80、在冷、热流体进出口温度相同、传热系数k、及换热面积都相同的条件下，换热器顺流布置和逆流布置的传热效果相同。
（×）
81、导热系数越大,材料导热能力也就越强。
（√）
82、为了减少管道散热,可采用选用导热系数大的材料作保温材料,同时增加保温层厚度。
（×）
83、通过壁面的导热量与平壁两表面的温差成正比,而与热阻成反比。
（√）
84、对流换热系数越大,其它条件不变时,对流换热量也增大。
（√）
85、削弱传热的方法常有增加绝热层以减小导热热阻,设法减小设备外表面与空气间总换热系数等。
（×）
86、流体通过单层平壁传热时的传热总热阻等于固体壁两侧流体换热热阻之和。
（√）
87、传热系数越大,即传热总热阻越大。
（×）
88、功与能是同一个意思,其单位都相同。
（×）
89、热量与热能的单位相同,其含义也相同。
（×）
90、热效率是评价循环热功转换效果的主要指标。
（√）
91、一定质量的工质其比容不发生变化,则工质不对外做功,其压力也不会降低。
（×）
92、绝热过程因工质与外界无热量交换,故工质温度也不会发生变化。
（×）
93、根据能量转化与守恒定律,工质从热源吸收的热量,可以全部转化为功。
（×）
94、由于状态参数温度下T是表示物体的冷热程度,所以热量也是状态参数。
（×）
95、物体的黑度在数值上等于同温度下物体的吸收率。
（√）
96、发电厂高温管道保温减小了导热热阻。
（×）
二、选择题（每题3分，共120分）：
1、开口系统是指（D）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
2、绝热系统是指（C）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
3、孤立系统是指（D）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、与外界无任何相互作用
4、下列说法中正确的是（A）。
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、平衡状态一定是均匀状态D、平衡状态是不存在内部势差的状态
5、系统中工质的真实压力是指（D）。
A、pgB、pbC、pvD、pb+pg或pb－pv
6、在p－v图上，（B）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
7、公式q=cV△T+w适用于闭口系中（C）。
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
8、气体吸热后热力学能（D）。
A、一定增加B、一定减少C、不变D、可能增加、减少或不变
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（B）。
。
。
A、较大B、大小相等C、较小D、大或小不确定
10、对于闭口系，当过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）。
A、QB、Q－WC、W（当Q=0时）D、Q（当W=0时）
11、理想气体向真空膨胀，该过程所做的膨胀功（B）。
A、W＞0B、W=0C、W＜0D、无法确定
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）。
A、W＞0B、W=0C、W＜0D、无法确定
13、理想气体的（C）是两个相互独立的状态参数。
A、温度与热力学能B、温度与焓C、温度与熵D、热力学能与焓
14、如图理想气体的ab和cb过程，下列关系成立的为（A）。
A、∆Uab=∆Ucb∆Sab>∆Scb
B、∆Uab=∆Ucb∆Sab<∆Scb
C、∆Uab>∆Ucb∆Sab=∆Scb
D、∆Uab<∆Ucb∆Sab=∆Scb
15、在相同的恒温热源间工作的其他可逆循环的热效率（C）卡诺循环的热效率。
A、大于B、小于C、等于D、小于或等于
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（D）。
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、高温热源及低温热源温度
17、如果热机从热源吸热100kJ，对外做功100kJ，则（B）。
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
18、下列说法正确的是（C）。
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
19、热熵流的计算式dSf=δQ／T适用于（C）。
A、理想气体任意过程B、理想气体可逆过程
C、任何工质任意过程D、任何工质可逆过程
20、系统经历一个不可逆过程后，其熵变化（D）。
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
21、系统经历一个不可逆绝热过程后，其熵变化（A）。
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
22、在水蒸气的汽化过程中，其汽化潜热为（A）。
A、该阶段的焓增B、该阶段的膨胀功
C、该阶段的焓增和膨胀功之和D、该阶段的焓增和热力学能增量之和
23、饱和湿空气具有下列关系（C）。
A、t＞tw＞tDB、t＞tD＞twC、t=tD=twD、tw=tD＞t
24、渐缩喷管在设计工况下工作（p2=pb），如果喷管进口截面参数及背压保持不变，那么
将此喷管截掉一段，其出口流速和流量将按（C）变化。
A、流速减小，流量增加B、流速、流量都减小
C、流速不变，流量增加D、流速减小，流量不变
25、空气流在定熵滞止后（C）。
A、温度升高、压力降低B、温度降低、压力升高
C、温度、压力均升高D、温度、压力均降低
26、理想气体经过绝热节流后,其温度（C）。
A、升高B、降低C、不变D、可能升高、降低或不变
27、压缩比较高时，采用多级压缩级间冷却的好处是（C）。
A、减少耗功量，降低出口温度，降低容积效率
B、增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率
C、减少耗功量，降低出口温度，增大容积效率
D、增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率
28、活塞式压气机的余隙容积越大，容积效率ηV越低，对压气机的理论耗功量和产气量影
响为（D）。
A、理论耗功量增加，产气量减小B、理论耗功量减小，产气量减小
C、理论耗功量减小，产气量不变D、理论耗功量不变，产气量减小
29、柴油机混合加热循环，若要提高其热效率，应在一定范围内适当采用措施（B）。
A、增加压缩比，减小升压比和预胀比B、增加压缩比和升压比，减小预胀比
C、增加升压比，减小压缩比和预胀比D、增加压缩比和预胀比，减小升压比
30、对压缩蒸气制冷循环，如果提高蒸发温度、降低冷凝温度，其（B）。
A、耗功量增加、制冷系数降低B、耗功量减小、制冷系数增大
C、耗功量和制冷系数均降低D、耗功量和制冷系数均增大
31、导热系数是衡量物质导热能力的重要指标，其大小除与材料的成分、分子结构、密度
有关外，还与（B）。
A、物体的几何形状有关B、物体的温度和含水率有关
C、物体的温度有关，但与含水率无关D、物体的含水率有关，但与温度无关
32、非稳态导热的（D）。
A、温度场和热流密度都不随时间变化B、温度场不变，热流密度随时间变化
C、热流密度不变，温度场随时间变化D、温度场和热流密度都随时间变化
33、集总参数法的适用条件是：
Bi≤0.1（或BiV≤0.1M），意味着（C）。
A、该物体的体积很小
B、该物体的导热系数很大
C、该物体表面的对流换热热阻远大于内部的导热热阻
D、该物体表面的对流换热热阻远小于内部的导热热阻
34、关于对流换热系数，以下说法错误的是（D）。
A、液体的对流换热系数大于气体的对流换热系数
B、有相变的对流换热系数大于无相变的对流换热系数
C、紊流的对流换热系数大于层流的对流换热系数
D、光滑表面的对流换热系数大于粗糙表面的对流换热系数
35、一般情况下，强迫对流换热系数（D）自然对流换热系数。
A、小于B、等于C、大于D、无法比较
36、如图所示，两半球内表面之间的辐射角系数X1,2为（B）。
A、1B、1/2C、1/3D、π/2
37、削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，遮热板的表面发射率（黑度）越大，削弱辐射换热的效果（B）。
A、越好B、越差C、没有影响D、视遮热板的表面温度而定
38、将热电偶置于烟道中测烟气温度（烟气温度高于环境温度），在有、无遮热套筒条件下
测得的温度分别为T1和T2，判断下列四种情况中正确的是（D）。
A、T1=T2＜烟气真实温度B、T1=T＞烟气真实温度
C、T1＞T＞烟气真实温度D、T＜T1＜烟气真实温度
39、为强化传热采用的错误措施是（D）。
A、提高流体的流速B、在对流换热系数较小的一侧壁面加肋
C、改良流体的物性D、在对流换热系数较大的一侧壁面加肋
40、下列说法正确的是（C）。
A、平板和圆管加厚都能强化传热
B、平板和圆管加厚都定能削弱传热
C、平板加厚定能削弱传热，而圆管加厚不一定
D、平板加厚定能强化传热，而圆管加厚不一定。
三、简答题（每题5分，共100分）
1、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（兰色）：
过程
Q/kJ
W/kJ
△U/kJ
1-2
1390
0
1390
2-3
0
395
-395
3-4
-1000
0
-1000
4-1
0
-5
5
2、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？
答：
△uab=△uac；
△sab＜△sac
3、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1360kJ，对外作功833kJ。
问该热机循环是可逆的？
不可逆的？
还是根本不能实现的？
解：
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）
4、压力p1=0.3MPa、温度t1=24℃的空气，经喷管射入压力为0.1MPa的大气中，问应采用何种喷管？
答：
对于空气κ=1.4，临界压力比ν=0.528
由题意知：
入口处cf1很小，∴可认为p1≈p0=0.3MPa
pb=0.1MPa
∴应选择缩放型喷管。
5、在lgp—h图上画出蒸气压缩制冷的理论循环图，并用线段分别标出单位质量制冷剂的制冷量q2和压缩机的耗功量w0。
6、p-v图与T-S图是怎样组成的?
有何用处?
答：
p-v图横坐标为比容,纵坐标为压力，p-v图中状态变化过程线下的面积大小表示功的大小；p-v图实质上也就是示功图。
T-S图横坐标为熵，纵坐标为绝对温度,T-S图中状态变化过程线下的面积大小表示热能的变化量即为热量，T-S图实质上也就是示热图。
7、用比较法测得某一表面在800K时的辐射力恰等于黑体400K时的辐射力，试求该表面的黑度。
解：
黑体的辐射力：
Eb=σT4
灰体的辐射力：
E=εσT4
由题意，有σT14=εσT24
该表面的黑度：
8、写出冷热流体通过单层平壁传热时单位面积传热量q的计算式。
9、对管径较小的管道，在包裹附加层削弱传热时，为什么会出现包裹附加层后传热反而增强的现象？
什么情况下才能保证包裹附加层后总可以起到减少热损失的作用。
答：
管道包裹附加层虽在传热过程串联热路上增加了一个导热热阻，但同时增加了外表面的对流换热面积，使外表面的对流换热热阻减小。
如果增加的导热热阻小于对流换热热阻的减小量，包裹附加层后反而会强化传热。
因此，只有在包裹层超过一定厚度的前提下，才能起到削弱传热的作用。
10、准静态过程与可逆过程有什么区别？
答：
准静态过程：
工质内部平衡过程，外部可以不平衡；可逆过程：
工质内部，工质与外界处于平衡状态，且无摩擦；可逆过程必然是准静态过程，而准静态过程却不一定是可逆过程。
或者说：
可逆的一个条件是准静态过程；另一个条件是“无耗散效应”。
11、冬季由室外向室内输送空气时除应加热提高其温度外，是否应作加湿处理？
为什么？
答：
不需要，因为冬季室内湿度大，而室外空气干燥，相对湿度小，刚好可以用来吸收室内的水蒸气。
12、关系式
和
等于什么，什么条件下相等？
答：
闭口系统与外界之间依靠温差传递的热量；如果在可逆过程条件下相等。
13、定熵过程的过程方程式是否一定是
常量？
答：
不一定，因为
常量为理想气体定熵过程的过程方程式。
14、是否热机循环的循环净功愈大则循环的热效率也就愈高？
答：
不一定，因为热机循环热效率不但取决于循环净功，还与工质从高温热源吸收的热量的大小。
15、系统经过一个不可逆循环后，系统的熵必定增大，对不对？
答：
不对，因为不可逆过程如果是放热过程，则系统的熵流小于0，而熵产大于0，过程的熵可能减小。
16、冬季由室内向室外输送空气时，为什么能看见空气中有室内空气？
答：
因为冬季室内空气相当湿度大，而室外空气干燥、相当湿度小，吸湿能力强。
在这就造成室内空气的水蒸气被室外干燥空气所吸收。
17、绝热过程是否一定是定熵过程？
答：
不一定，因为只有可逆的绝热过程是才是定熵过程。
18、定压比热
和定容比热
哪个大，差多少？
答：
大，因为根据迈耶公式：
—
=Rg
19、卡诺定理是否能表述为：
一切循环的热效率不可能大于可逆循环的热效率？
答：
不能，因为在相同高温热源和低温热源间工作的任何不可逆热机的热效率都小于可逆热机的热效率。
20、计算机的CPU运行时容易过热，一般用什么方法防止其过热？
答：
加装CPU风扇，促进CPU与周围空气的对流换热，及时带走热量，防止其过热。
四、计算题（每题10分）：
1.绘出卡诺循环的
图和
图，证明其热效率公式
，并说明该公式的意义。
解：
（1）
（2）
，对于理想气体而言：
则：
因此：
（3）
①卡诺循环的热效率只取决于高温热源的温度与低温热源的温度，而与工质的性质无关;
②卡诺循环的热效率总是小于1，不可能等于1，因为T1→∞或T2＝0K都是不可能的。
这说明通过热机循环不可能将热能全部转变为机械能；
③当T1=T2时，卡诺循环的热效率等于零，这说明没有温差是不可能连续地将热能转变为机械能，只有一个热源的热机（第二类永动机）是不可能的。
2.绘出多变过程的四个典型热力过程的
图和
图，并在
图上绘出膨胀功和轴功大于0和小于0的范围。
解：
题型分布：
一、判断15分
二、选择20分
三、简答25分
四、计算40分
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