19.若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的△S必（）可逆过程△S。
A.大于 B.等于 C.小于 D.大于等于
20.饱和蒸汽经历绝热节流过程后（）
A.变为饱和水 B.变为湿蒸汽
C.作功能力减小 D.温度不变
21.绝热节流过程中节流前、后稳定截面处的流体（）
A.焓值增加 B.焓值减少
C.熵增加 D.熵减少
22空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动，其滞止压力为0.8MPa，喷管后的压力为0.2MPa，若喷管因出口磨损截去一段，则喷管出口空气的参数变化为（）
A.流速不变，流量不变 B.流速降低，流量减小
C.流速不变，流量增大 D.流速降低，流量不变
23.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经（）过程气体终温最高。
A.绝热压缩 B.定温压缩 C.多变压缩 D.多级压缩
三、判断题
1．处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。
（）
2．稳定流动系统中，维持工质流动的流动功和技术上可资利用的技术功，均是由热能转换所得的工质的体积功转化而来的。
（）
3．稳定流动系统进出口工质的状态相同。
（）
4．稳定流动系统的能量方程可理解为控制质量系统的能量方程。
（）
5．不可能把热量从低温物体传向高温物体。
（）
6．在相同温度界线之间变温热源可逆循环的热效率等于卡诺循环的热效率。
（）
7．水蒸气在定温过程中。
（）
8．湿空气的相对湿度越高，吸收水分的能力越强。
（）
9．理想气体的比定容热容是比体积的单值函数。
（）
10．当气流的M<1时，要使流速增加，则需使用渐扩喷管。
（）
11．热力系破坏平衡的速度要比恢复平衡的速度快得多。
（）
12．技术功为轴功和流动功之和。
（）
13．稳定流动系统与外界交换的功和热量相等且不随时间而变。
（）
14．焓是开口系统中流入（或流出）系统工质所携带的取决于热力学状态的总能量。
（）
15．不可能从单一热源取热使之完全变为功。
（）
16．概括性卡诺循环的热效率小于卡诺循环的热效率。
（）
17．对任何温度的气体加压都能使其液化。
（）
18．由饱和水定压加热为干饱和蒸汽的过程，温度不变。
（）
19．理想气体的比定压热容是温度的单值函数。
（）
20．工程上要求气体从M<1加速到M>1，则应采用拉伐尔喷管。
（）
四、简答题
1.准平衡过程与可逆过程有何共同处?
有何区别?
有何联系?
2.理想气体状态方程有哪些常见形式?
方程中的常数项与物性是否有关?
3.干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态参数各有何特点?
4.何谓汽流在喷管中的临界状态?
何谓临界压力比?
理想气体的临界压力比与哪些因素有关?
5.何谓汽耗率?
何谓热耗率?
它们与热效率有什么关系?
6.平衡状态与稳定态有什么联系与区别?
7.能量方程q=△u+w和q=Cv△T+的适用条件有何不同?
8.夏天，自行车在被太阳晒得很热的马路上行驶时，为什么容易引起轮胎爆破?
9.不可逆过程熵的变化如何计算?
10.在工程实际中，常引用哪些参数来表示因摩擦对喷管流动的影响?
它们之间有何关系?
五、名词解释（每小题5分，共25分）
1.热力系的储存能
2.平均质量热容
3.熵产
4.稳定流动
5.湿空气的焓
六、分析题
1、如图1，某种理想气体有两任意过程a-b和a-c，已知b，c在同一可逆绝热线上，试分析：
Δuab和Δuac哪个大？
2、某理想气体经历4个过程，如图2所示。
指出各过程加热或放热，膨胀或压缩。
图1
图2
3、请分析以下几种说法正确吗？
为什么？
（1）熵增大的过程必为不可逆过程；
（2）熵产的过程必为不可逆过程。
4、某循环在700K的热源及400K的冷源之间工作，如图3所示。
（1）用克劳修斯积分不等式判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆?
（2）用卡诺定理判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆?
图3
七、计算题
1．某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40t/h，进口处压力表读数为，进口比焓为kJ/kg；出口真空表读数为，比焓为kJ/kg，当时当地大气压力为，汽轮机对环境放热为6.3×103kJ/h。
试求：
（1）汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各为多少？
（2）单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？
（3）汽轮机的功率为多大？
（4）若进出口蒸汽流速分别为60m/s和140m/s时，对汽轮机输出功有多大影响？
2．将0.8温度为1000℃的碳钢放入盛有6温度为18℃的水的绝热容器中，最后达到热平衡。
试求此过程中不可逆引起的熵产。
碳钢和水的比热容分别为和。
3、0.5kmol某种单原子理想气体，由25℃，2m3可逆绝热膨胀到1atm，然后在此状态的温度下定温可逆压缩回到2m3。
（1）画出各过程的p-v图及T-s图；（5分）
（2）计算整个过程的Q，W，ΔU，ΔH及ΔS。
4．系统经一热力过程，放热8kJ，对外作功26kJ。
为使其返回原状态，对系统加热6kJ，问需对系统作功多少？
5．一卡诺机工作在800℃和20℃的两热源间，试求：
（1）卡诺机的热效率；
（2）若卡诺机每分钟从高温热源吸入1000kJ热量，此卡诺机净输出功率为多少kW？
（3）求每分钟向低温热源排出的热量。
6．空气从相同初态、℃经定容过程至终温℃，试求吸热量、膨胀功、技术功和初终态焓差。
（空气的，，。
）
8、封闭气缸中气体初态p1=8MPa，t1=1300℃，经过可逆多变膨胀过程变化到终态p2=0.4MPa，t2=400℃。
已知该气体的气体常数Rg=0.287kJ/（kg·K），比热容为常数，cV=0.716kJ/（kg·K）。
（1）求多变过程的多变指数；
（2）求多变过程的膨胀功；
（3）试判断气体在该过程中各是放热还是吸热的？
9.m=2.26kg理想气体的气体常数Rr=430J/（kg·k），比热比k=1.35。
初温T1=477K，经可逆定体过程后终温T2=591K。
求Q、ΔU、W、ΔS。
10.设炉膛中火焰的温度恒为tr=1500℃，汽锅内蒸汽的温度恒为ts=500℃，环境温度为
t0=25℃，求火焰每传出1000kJ热量引起的熵产和作功能力损失。
11.空气可逆绝热流过一喷管，入口压力p1=0.7MPa，温度t1=800℃，出口压力p2=0.15MPa，此喷管是什么外型的喷管?
入口空气流速忽略不计，比热容和比热比取定值，分别为cp=1.004kJ/（kg·K），k=1.4，求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。
12.m=1.5kg空气按可逆定温过程由初态T1=328K,P1=0.25×106Pa变化到终态P2=0.15×106Pa，空气的Rr=0.287KJ/（kg·k），试求此定温过程的Q、W、△U、△H。
13.空气在渐缩喷管进口截面上的压力P1=1.5×106Pa，比体积V1=0.065m3/kg，VC1≈0；喷管出口截面上的压力P2=0.8×106Pa出口截面积A2=14cm2；设空气的Rr=287J/（kg·k），比热容比K=1.4。
试求：
（1）喷管出口截面上的比体积V2，温度T2
（2）空气流经出口截面时的速度VC2
14.某燃气轮机排气1.20kg/s，温度为T1=576K,定压排入温度T0=283K的环境；设排气的Cp=1.021KJ/（kg·k）。
试求每小时燃气轮机的排气热量中的有效能和无效能。
15.设炉膛中火焰的温度恒为tr=1500℃，汽锅内蒸汽的温度恒为ts=500℃，环境温度为
t0=25℃，求火焰每传出1000kJ热量引起的熵产和作功能力损失。
16.m=1.5kg空气按可逆定温过程由初态T1=328K,P1=0.25×106Pa变化到终态P2=0.15×106Pa，空气的Rr=0.287KJ/（kg·k），试求此定温过程的Q、W、△U、△H。
17．某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40t/h，进口处压力表读数为，进口比焓为kJ/kg；出口真空表读数为，比焓为kJ/kg，当时当地大气压力为，汽轮机对环境放热为6.3×103kJ/h。
试求：
（1）汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各为多少？
（2）单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？
（3）汽轮机的功率为多大？
（4）若进出口蒸汽流速分别为60m/s和140m/s时，对汽轮机输出功有多大影响？
工程热力学习题集答案
一、填空题
1．常规新2．能量物质3．强度量4．545．准平衡耗散
6．干饱和蒸汽过热蒸汽7．高多8．等于零9．与外界热交换10．
11．一次二次12．热量13．两14．17315．系统和外界16．定温绝热可逆
17．小大 18．小于零19．不可逆因素20．21、（压力）、（温度）、（体积）。
22、（单值）。
23、（系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零）。
24、（熵产）。
25、（两个可逆定温和两个可逆绝热） 26、（方向）、（限度）、（条件）。
31.孤立系；
32.开尔文（K）； 33.－ws=h2－h1或－wt=h2－h1 34.小于35.
36.37.热量 38.65.29%39.环境40.增压比41.孤立
42热力学能、宏观动能、重力位能43.65044.cv（T2－T1）ln46.22.1247.当地音速
48.环境温度49.多级压缩、中间冷却50.0与151.（物质）52.（绝对压力）。
53.（q=（h2-h1）+（C22-C12）/2+g（Z2-Z1）+wS）。
54.（温度）55.（0.657）kJ/kgK。
56.（定熵线）
57.（逆向循环）。
58.（两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程）
59.（预热阶段、汽化阶段、过热阶段）。
60.（增大）
二、单项选择题
1.C2.D3.D4.A5.C6.B7.A8.A9.C10.B11.A12.B13.B14.B15.D16.B17.A18.B19.B20.C21.C22.C23.A
三、判断题
1．√2．√3．4．√5．6．7．8．9．10．
11．12．13．14．√15．16．17．18．√19．√20．√
21.（×）22.（√）23.（×）24.（×）25.（√）26.（×）27.（√）28.（√）
29.（×）30.（√）
四、简答题
1.它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平衡状态的状态组成的过程。
它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损耗。
一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。
2.1kg气体:
pv=RrTmkg气体:
pV=mRrT
1kmol气体：
pVm=RTnkmol气体：
pV=nRT
Rr是气体常数与物性有关，R是摩尔气体常数与物性无关。
3.干饱和蒸汽：
x=1,p=pst=ts
v=v″,h=h″s=s″
湿饱和蒸汽：
0v′4.流速为当地音速（Ma=1）时的状态称为流体的临界状态。
流体临界状态的压力（临界压力）与其滞止压力的比值，称为临界压力比。
理想气体的临界压力比只与气体的物性有关（或比热比k有关）
5.汽耗率是每作1kw·h功（每发1度电）的新蒸汽耗量（汽耗量）。
热耗率是每作1kw·h功（每发1度电）的耗热量。
热耗率与热效率是直接关联的，热耗率越高，热效率就越低；
而汽耗率与热效率就没有这种对应关系，汽耗率低不一定热效率高，汽耗率高也不一定热效率低。
6.平衡态是指热力系的宏观性质不随时间变化的状态。
稳定态是指热力系的状态不随时间而变化的状态。
平衡必然稳定，稳定未必平衡。
7.前者：
闭口系、任意工质、任意过程
后者：
闭口系、理想气体、可逆过程
8.轮胎内气体压力为P=为常数，当T升高时P随之升高，容易引起爆破。
9.可以选择相同初、终状态间可逆过程熵的变化来计算。
10.在工程实际中，常引用“速度系数”φ、“喷管效率”η和“能量损失系数”ξ来表示因摩擦对喷管流动的影响。
三者之间的关系为：
ξ=1－φ2=1－η
11.略
12.热力学第一定律的实质是什么？
并写出热力学第一定律的两个基本表达式。
答：
热力
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