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热工基础课后答案超详细版

第一章

思考题

1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态得概念？

答：平衡状态就是在不受外界影响得条件下,系统得状态参数不随时间而变化得状态.而稳定状态则就是不论有无外界影响,系统得状态参数不随时间而变化得状态。可见平衡必稳定,而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态得概念,就是为了能对系统得宏观性质用状态参数来进行描述.

2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质得压力不变,问测量其压力得

压力表或真空计得读数就是否可能变化?

答：不能,因为表压力或真空度只就是一个相对压力。若工质得压力不变，测量其压力得压力表或真空计得读数可能变化，因为测量所处得环境压力可能发生变化。

3．当真空表指示数值愈大时,表明被测对象得实际压力愈大还就是愈小？

答:真空表指示数值愈大时，表明被测对象得实际压力愈小。

４、准平衡过程与可逆过程有何区别?

答：无耗散得准平衡过程才就是可逆过程,所以可逆过程一定就是准平衡过程，而准平衡过程不一定就是可逆过程.

５、不可逆过程就是无法回复到初态得过程,这种说法就是否正确?

答:不正确。不可逆过程就是指不论用任何曲折复杂得方法都不能在外界不遗留任何变化得情况下使系统回复到初态,并不就是不能回复到初态。

6、没有盛满水得热水瓶,其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧,这就是什幺原因?

答:水温较高时,水对热水瓶中得空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时,热水瓶中得空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。

7、用U形管压力表测定工质得压力时,压力表液柱直径得大小对读数有无影响?

答:严格说来，就是有影响得,因为Ｕ型管越粗，就有越多得被测工质进入Ｕ型管中,这部分工质越多,它对读数得准确性影响越大。

习题

1－１解:

1-2图1-８表示常用得斜管式微压计得工作原理。由于有引风机得抽吸，锅炉设备得烟道中得压力将略低于大气压力。如果微压机得斜管倾斜角,管内水

解:根据微压计原理，烟道中得压力应等于环境压力与水柱压力之差

mmHg Pa gh p 35.79805.0102008.91000sin 3==????=-αρ＝水柱

1-3

解:

1-4 解:

1-4

解:

bar mmHg p p p p b 11.215828003.133/81.9300760=?+=＝＋＋＝＋汞柱水柱

1-5

解:由于压缩过程就是定压得，所以有

KJ V V p pdV W V V 200)4.08.0(105.0)(6212

=-??=-==?

1-6 解:改过程系统对外作得功为

?=--===--0.5

0.3

3.013

.023.1111.3

3.115.03

.02585.)(0.3

V W 1kJ V V V p dV V p pdV

1-7 解:由于空气压力正比于气球得直径，所以可设,式中c 为常数,D 为气球得直径，由题中给定得初始条件,可以得到:

该过程空气对外所作得功为

kJ D D c dD D c D cDd pdV W D D D D V V 36.34)3.04.0(50000008

)

121)61(44414

23321

=-??=-====??

?ππππ

1-8

解:(1）气体所作得功为：

(2）摩擦力所消耗得功为:

所以减去摩擦力消耗得功后活塞所作得功为:

1-9

解：由于假设气球得初始体积为零,则气球在充气过程中，内外压力始终保持相等,

恒等于大气压力0、09MPa ，所以气体对外所作得功为：

1—11 解:确定为了将气球充到2m 3得体积,贮气罐内原有压力至少应为（此时贮气罐得压力等于气球中得压力，同时等于外界大气压）

Pa V V p V V p p 551121121101.82

2)(2100.92)(2)(?=+??=+=+=

前两种情况能使气球充到2m ３

情况三:

所以气球只能被充到得大小，故气体对外作得功为：

第二章

思考题

绝热刚性容器,中间用隔板分为两部分，左边盛有空气,右边为真空,抽掉隔板，空气将充满整个容器。问:⑴ 空气得热力学能如何变化? ⑵ 空气就是否作出了功? ⑶ 能否在坐标图上表

示此过程？为什么？

答:（1)空气向真空得绝热自由膨胀过程得热力学能不变。 (2）空气对外不做功。

(3)不能在坐标图上表示此过程，因为不就是准静态过程。 2、下列说法就是否正确? ⑴ 气体膨胀时一定对外作功。

错，比如气体向真空中得绝热自由膨胀,对外不作功。 ⑵ 气体被压缩时一定消耗外功.

对，因为根据热力学第二定律，气体就是不可能自压缩得，要想压缩体积,必须借助于外功。

⑶ 气体膨胀时必须对其加热。

错,比如气体向真空中得绝热自由膨胀，不用对其加热。 ⑷ 气体边膨胀边放热就是可能得。

对,比如多变过程,当n 大于ｋ时,可以实现边膨胀边放热。 ⑸ 气体边被压缩边吸入热量就是不可能得。

错,比如多变过程,当n大于k时，可以实现边压缩边吸热。

⑹对工质加热,其温度反而降低,这种情况不可能.

错,比如多变过程，当n大于1,小于k时,可实现对工质加热,其温度反而降低。

4. “任何没有体积变化得过程就一定不对外作功＂得说法就是否正确?

答：不正确,因为外功得含义很广,比如电磁功、表面张力功等等,如果只考虑体积功得话,那么没有体积变化得过程就一定不对外作功.

5. 试比较图2-６所示得过程１—2与过程1－ａ-2中

下列各量得大小:⑴W1２与Ｗ1ａ２；(２)?U12

与?Ｕ1a２；(3)Ｑ12与Q1a2

答：(1)W1a2大。

(2)一样大．

(3）Ｑ1a２大。

6. 说明下列各式得应用条件:

闭口系得一切过程

⑵

闭口系统得准静态过程

⑶

开口系统得稳定流动过程，并且轴功为零

⑷

开口系统得稳定定压流动过程，并且轴功为零;或者闭口系统得定压过程.

7. 膨胀功、轴功、技术功、流动功之间有何区别与联系?流动功得大小与过程特性有无关

系？

答：膨胀功就是系统由于体积变化对外所作得功;轴功就是指工质流经热力设备（开口系统)时，热力设备与外界交换得机械功，由于这个机械功通常就是通过转动得轴输入、输出,所以工程上习惯成为轴功;而技术功不仅包括轴功,还包括工质在流动过程中机械能（宏观动能与势能)得变化；流动功又称为推进功,1kg工质得流动功等于其压力与比容得乘积,它就是工质在流动中向前方传递得功,只有在工质得流动过程中才出现。对于有工质组成得简单可压缩系统,工质在稳定流动过程中所作得膨胀功包括三部分,一部分消耗于维持工质进出开口系统时得流动功得代数与,一部分用于增加工质得宏观动能与势能,最后一部分就是作为热力设备得轴功。对于稳定流动，工质得技术功等于膨胀功与流动功差值得代数与。如果工质进、出热力设备得宏观动能与势能变化很小，可忽略不计,则技术功等于轴功。

习题

2-1 解： ,所以就是压缩过程 2-2 解: 2-3

解：

2－4解:状态b 与状态ａ之间得内能之差为:

所以，ａ－ｄ—b 过程中工质与外界交换得热量为:

工质沿曲线从ｂ返回初态ａ时,工质与外界交换得热量为：

根据题中给定得ａ点内能值，可知ｂ点得内能值为６０ｋJ ，所以有：

由于ｄ-ｂ过程为定容过程,系统不对外作功,所以d —b 过程与外界交换得热量为：

所以ａ—d —ｂ过程系统对外作得功也就就是a —d 过程系统对外作得功,故ａ—ｄ过程系统与外界交换得热量为：

kJ W U W U U Q b d a ad d a a d d a 60)20(40=--=-?=--=----

２－5

2-5

解:由于汽化过程就是定温、定压过程,系统焓得变化就等于系统从外界吸收得热量，即汽化潜热,所以有:

内能得变化为：

2-6

解:选取气缸中得空气作为研究得热力学系统，系统得初压为:

当去掉一部分负载,系统重新达到平衡状态时,其终压为：

由于气体通过气缸壁可与外界充分换热，所以系统得初温与终温相等，都等于环境温度即:

根据理想气体得状态方程可得到系统得终态体积，为：

245211210261.510

1.95910101010010

2.939m p V p V ---?=??????== 所以活塞上升得距离为：

cm m A V V L 26.5260.0510100101010010261.5Δ4

312==???-?=-=---

由于理想气体得内能就是温度得函数,而系统初温与终温相同，故此过程中系统得内能变化为零，同时此过程可瞧作定压膨胀过程,所以气体与外界交换得热量为：

J L A p W Q 04.103260.0510100101.959Δ452=????===-

2-8 解：压缩过程中每千克空气所作得压缩功为:

忽略气体进出口宏观动能与势能得变化，则有轴功等于技术功，所以生产每kg 压缩空气所需得轴功为：

kg kJ h q w /252100.845)0.10.175(0.8146.550Δ3s -=??-?---=-=

所以带动此压气机所需得功率至少为:

2-9 解:就是否要用外加取暖设备，要瞧室内热源产生得热量就是否大于通过墙壁与门窗

传给外界得热量,室内热源每小时产生得热量为:

小于通过墙壁与门窗传给外界得热量为3?10５

kJ,所以必须外加取暖设备,供热量为:

2-10 解:取容器内得气体作为研究得热力学系统,根据系统得状态方程可得到系统终态体积

为:

过程中系统对外所作得功为:

=--===--1.78

1.78

2.012

.02

1.2111.21.2116.4540.2

)(kJ V V V p dV V V p pdV W 所以过程中系统与外界交换得热量为:

为吸热。

2-11 解:此过程为开口系统得稳定流动过程，忽略进出口工质得宏观动能与势能变化,则有:

由稳定流动过程进出口工质得质量守恒可得到:

所以整个系统得能量平衡式为:

故发电机得功率为：

kW q h h q h h Q W P m m 3

16776s 10152.442)(4183600

70012)(41836001050418003600700)()(?=-?--??-?=----== 2-12 解:由于过程就是稳定流动过程,气体流过系统时重力位能得变化忽略不计,所以系

统得能量平衡式为:

其中,气体在进口处得比焓为：

kg J v p u h /232940037.01062.0102100631111=??+?=+=

气体在出口处得比焓为:

kg J v p u h /16560002.11013.0101500632222=??+?=+=

气体流过系统时对外作得轴功为：

W c h q m c m H Q W f f s 6.27082708600)]300150(2

)23294001656000(1030[4)2

1(212232

2==-?---?-?=?-?-=?-

?-= 所以气体流过系统时对外输出得功率为:

第三章思考题

1. 理想气体得与之差及与之比就是否在任何温度下都等于一个常数？答:理想气体得与之差在任何温度下都等于一个常数，而与之比不就是。

2. 如果比热容就是温度t 得单调增函数,当时,平均比热容、、中哪一个最大？哪一个最小? 答:由、、得定义可知

，其中，其中 ,其中

因为比热容就是温度ｔ得单调增函数,所以可知>，又因为

121

120

0)()(1021

02t

t t t t t t t t t

t t

t c c t c c t c c t t t c t c c >?>-=-?--=

故可知最大, 又因为:

所以最小.

3. 如果某种工质得状态方程式遵循,这种物质得比热容一定就是常数吗？这种物质得比热

容仅就是温度得函数吗？

答:不一定,比如理想气体遵循此方程，但就是比热容不就是常数,就是温度得单值函数.这种物质得比热容不一定仅就是温度得函数。由比热容得定义,并考虑到工质得物态方程可得到:

g R T

T v p T u T w T u T w u T q c +?=+?=+?=+?==

d d d d d d d d d d d )d(d d 由此可以瞧出,如果工质得内能不仅仅就是温度得函数时,则此工质得比热容也就不仅仅就是温度得函数了。

4. 在图上画出定比热容理想气体得可逆定容加热过程、可逆定压加热过程、可逆定温加热

过程与可逆绝热膨胀过程。

答：图中曲线1为可逆定容加热过程;2为可逆定压加热过程;3为可逆定温加热过程;4为可逆绝热膨胀过程。因为可逆定容加热过程容积v 不变,过程中系统内能增加，所以为曲线1,从下向上.可逆定压加热过程有:

所以此过程为过原点得射线2,且向上.理想气体得可逆定温加热过程有:

所以为曲线3,从左到右。可逆绝热膨胀过程有：

所以为图中得双曲线４,且方向朝右(膨胀过程）.

5. 将满足空气下列要求得多变过程表示在图图上

⑴ 空气升压，升温,又放热;

⑵ 空气膨胀，升温，又放热;(?此过程不可能) ⑶ 得膨胀过程,并判断、、得正负；

⑷ 得压缩过程,判断、、得正负. 答：

（1)空气升温、升压、又放热有:

此多变过程如图所示，在p-v 图上,此过程为沿着几条曲线得交点A 向上,即沿压力与温度增加得方向；在Ｔ－ｓ图上此过程为沿着几条曲线得交点A 向上。

(2)空气膨胀，升温,又放热有：

此多变过程如图所示,然而要想就是过程同时满足膨胀过程就是不可能得。

（3)得膨胀过程，在

p －v 图上,膨胀过程体积增大,过程从几条曲线得交点A 向下;在Ｔ-s 图上,过程从几条曲线得交点A 向下。此过程为放热,对外做功,内能减少。

(4）得压缩过程,在ｐ－ｖ图上,压缩过程体积减小,过程从几条曲线得交点A 向上;在T －ｓ图上，过程从几条曲线得交点A 向上。此过程为放热，外界对空气做功，内能增加。 6. 在图上,如何将理想气体任意两状态间得热力学能与焓得变化表示出来。

答:理想气体得内能与焓都就是温度得单值函数，因此在图上,定内能与定焓线为一条平行于

Ｔ轴得直线，只要知道初态与终态得温度,分别在图上找到对应温度下得定内能与定焓直线，

就可以确定内能与焓得变化值。

7. 凡质量分数较大得组元气体，其摩尔分数就是否也一定较大？试举例说明之。

答:根据质量分数与摩尔分数得关系,有:

从上式可以瞧出,对成分一定得混合气体,分母为常数,因此摩尔分数取决于其质量分数与摩尔质量得比值,对于质量分数较大得组元,如果摩尔质量也很大，那么它得摩尔分数可能并不大。

8.理想混合气体得比热力学能就是否就是温度得单值函数？其就是否仍遵循迈耶公式？答：不就是.因为理想混合气体得比热力学能为:

其中ｘi就是摩尔组分,而u i就是温度得单值函数，所以理想混合气体得比热力学能不仅就是温度得函数，还就是成分得函数,或者说对于成分固定得混合理想气体,其内能仅就是温度得单值函数。其仍遵循迈耶公式，因为：

9.有人认为由理想气体组成得封闭系统吸热后，其温度必定增加,这就是否完全正确?您认

为哪一种状态参数必定增加?

答:不正确,因为对于成分固定得混合理想气体,其内能就是仅就是温度得单值函数,如果在过程中吸热得同时对外作正功,当作得正功大于吸热量,其内能必然减少，温度必然降低。只有熵值必定增加,因为根据克劳休斯不等式有：

其中等号适用于可逆过程，不等号适用于不可逆过程,对于不可逆过程，T为热源得温度,由于温度T恒大于零，所以当过程为吸热过程（）时,系统得熵必然增加．

10.图3-17所示得管段,在什么情况下适合作喷管?在什么情况下适合作扩压管?

答:当时,要想使气流得速度增加，要求喷管得截面积沿气流方向逐渐减小,即渐缩喷管;而当时,要想使气流得速度增加,要求喷管得截面积沿气流方向逐渐增加，即渐扩喷;而对于先缩后扩得缩放喷管(也称拉戈尔喷管)，在最小截面处气流得流速恰好等于当地声速。所以对于亚声速气流，渐缩管适用于做喷管,渐扩管适用于做扩压管，缩放管适用于做喷管;对于超声速气流,渐缩管适用于做扩压管，渐扩管适用于做喷管.

习题

3-1解:设定熵压缩过程得终态参数为，而定温压缩过程得终态参数为，根据给定得条件可知：

又因为两个终态得熵差为,固有:

所以有:

对于定熵压缩过程有：

所以:

)exp()exp(])1(exp[()(11112112g

p k k

mR S

p mR S M p mc k S k p T T p p ?-=?-=-?==-

3-2

解:设气体得初态参数为，阀门开启时气体得参数为,阀门重新关闭时气体得参数为,考虑到刚性容器有:,且。

⑴当阀门开启时,贮气筒内压力达到Ｐa ，所以此时筒内温度与气体质量分别为:

⑵阀门重新关闭时,筒内气体压力降为 Pa ，且筒内空气温度在排气过程中保持不变,所以此时筒内气体质量为:

所以,因加热失掉得空气质量为:

3-3

解:⑴气体可以瞧作就是理想气体，理想气体得内能就是温度得单值函数，选取绝热气缸内得两部分气体共同作为热力学系统,在过程中,由于气缸绝热,系统与外界没有热量交换，同时气缸就是刚性得,系统对外作功为零,故过程中系统得内能不变,而系统得初温为3０℃，所以平衡时系统得温度仍为3０℃。

⑵设气缸一侧气体得初始参数为，终态参数为,另一侧气体得初始参数为，终态参数为，重新平衡时整个系统得总体积不变，所以先要求出气缸得总体积.

终态时,两侧得压力相同,即，对两侧分别写出状态方程，

2222221

1111

111(,T V V p T V p T V p T V p T V p T V p ）－总'='''='='''= 联立求解可得到终态时得压力为：

3-4

解:由于Ａr 可瞧作理想气体,理想气体得内能时温度得单值函数,过程中内能不变，故终温，由状态方程可求出终压为:

熵得变化为：

K kJ p p mR T T c S p

/31.143

ln 2085ln d Δ12g 2

=??-=-=? 3-5 解:由于活塞与氢气侧气缸均就是绝热得,所以氢气在过程中没有从外界吸入热量,可瞧可逆绝热过程，所以氢气得终温为：

根据状态方程可得到终态时氢气得体积:

所以,空气终态得体积为:

故空气得终温为:

K 64.0800.1

100.9807288

390.1101.9614V 5

51112空22

空=?????==空空空空V p T p T 把空气与氧气作为热力学系统,根据热力学第一定律可得到外界加入得热量为:

T T R T R V p T T c T R V p T T R k m T T c m U U U Q g g v g g v 83.44)

28831.352141.1128841571.0109807.028864.800(71594.02882871.0109807.0)()()

)(55121111211

11212=?-????-?????-+--+?+?=?=－（＋）

＝－＝－＝氢氢氢氢氢氢氢空空空空空空空氢氢氢氢空空空空氢空

3-6

解：选取气缸中得空气作为研究得热力学系统，系统得初压为:

当去掉一部分负载,系统重新达到平衡状态时,其终压为:

过程可瞧作可逆绝热膨胀过程,所以：

331.4

/124/k 12112101.34)959

.1939.2(101010100)(

m p p V V ---?=????==

所以,活塞得上升距离为：

3-7

解：⑴ 定温：,由理想气体得状态方程可得到初终态得体积：

所以气体对外所作得功与吸收得热量分别为：

kJ V V T mR V p W g V V 22573.73922

.121766.5ln 3032876ln

d 1212

=???===?

⑵ 定熵：相当于可逆绝热过程，气体对外所作得功与热量分别为:

终温为:

⑶ n ＝１、２：为多方过程,根据过程方程可得到气体得终温为:

气体对外所作得功与热量分别为:

kJ p p n T mR W n n g 5.436])3

(1[121.3032876])(1[12.11

2.11121

=--??=--=--

kJ n k n T T mc Q V 11.2181

2.14

.12.1)3033.252(717.061)(12=--?-??=---=

3－7解:（1）如果放气过程很快,瓶内气体来不及与外界交换热量,同时假设容器内得气体在放气过程中,时时处于准平衡态，过程可瞧作可逆绝热过程,所以气体终温为:

瓶内原来得气体质量为：

放气后瓶内气体得质量为:

所以放出得氧气质量为:

(2)阀门关闭后,瓶内气体将升温，直到与环境温度相同,即,压力将升高,根据理想气体状态方程可得到,最终平衡时得压力为：

(3)如果放气极为缓慢,以至瓶内气体与外界随时处于热平衡,即放气过程为定温过程，所以放气后瓶内得气体质量为:

故所放得氧气比得一种情况多. 3-8

解:理想气体可逆多变过程对外作得功与吸收得热量分别为:

两式相除，并考虑到,可得到:

由多方过程得过程方程可得到:

.49413)

/ln(1573)

/ln(3331)/ln()/ln(12112122111=+=+

=?=--V V T T n V T V T n n

所以有：

把值带入多方过程功得表达式中,可求出:

K kg J T T n w R g ./8915.430240

1494.1(1068.418)1(321=?-??=--=

所以有：

3-1０解：根据理想气体状态方程，每小时产生烟气得体积为:

h m p T T V p V /8773101.047315.273105001013253

221112=????=?=

所以可得到烟囱出口处得内直径为:

3-１1解:因为假定燃气具有理想气体得性质,查空气平均比定压热容表得:

)

./(157.1900

1300

117.1400028.1)./(028.1400)./(117.113001

020********

21K kg kJ t t t c t c c K kg kJ c C t K kg kJ c C t t

P t P t

t P t

P t

P =-?-?=

--=

====时，时，

所以过程中燃气得熵变为：

由于熵减少,对于可逆过程,熵减少意味着过程就是放热过程

３-12 解:根据刚性容器A 与弹性球B 中气体得初态参数,可求出A 与B 中包含得气体质量分别为:

打开阀门,重新平衡后，气体温度依然保持不变,球内压力(也即总压力）与球得直径成正比,故设:

带入弹性球B 得初始体积与压力值可得到:

根据理想气体状态方程有：

36926.061)61(m D c

T R m D V D T R m V D cD T R m pV g A g A g ==

+?=+?=得到：带入数值，通过叠代可总总总ππ 所以，球B 终态得压力与体积分别为:

3－１３解：假设气体得定压与定容比热容都就是常数，首先计算此理想气体得气体常数与定压、定容比热容：

所以其焓变与熵变分别为：

kJ v v R T T c s kg

kJ T c h g V P

/ 00 . 808 593

1213

ln 03 . 1129 ln ln / 75 . 877 620 72 . 1415 1

2 1 2 = ? = + = ? = ? = ? = ?

３-14 解:设气体得初态参数为,终态参数为。 ⑴ 可逆绝热膨胀：根据过程方程可得到终温：

气体对外所作得功与熵变分别为：

13.2068)67.257340(12.251000)(21,=?=-??=-=s kJ T T nC W m V

⑵ 气体向真空自由膨胀:气体对外不作功,且与外界无热量交换,故内能不变,由于理想气体得

内能与焓均就是温度得单值函数,所以气体温度保持不变,焓也保持不变,即

过程中气体熵变为:

J v v c c T T c n v v R T T c n S m V m P V V /99.57662ln 32.81000]ln )(ln [)ln ln

(12,,121212=??=-+=+=?

3—15 解:⑴按定值比热容计算: 空气可瞧作就是双原子分子气体,故有：

根据可逆绝热过程得过程方程，可得到终态压力为:

内能与与外界交换得功量分别为:

⑵按空气热力性质表得数据计算:查表得

所以有:

3—16 解：首先把标准状态下空气得体积流量值转换为入口状态下与出口状态下得体积

流量值:

m p T T m p m h

m p T T m p m /4.1967293

.133830543

273108000101325/1061543.133830293

27310800010132532223111

=???==

=???==?

标标标体标标标体

转化为质量流量为:

s kg h kg T R m p m g /80.38/6.139667273

287108000

101325=???

＝＝＝

标体，标标质

根据开口系统得能量方程,忽略进出口宏观动能与势能得变化并考虑到气体流动时对外不作轴功,故有烟气每小时所提供得热量为:

(1)用平均定压质量比热容数据计算查表并通过插值可得到:

所以有:h kJ h h m Q /5.355419122500179.16.13966712=??=-=?

）（质

(2)将空气视为双原子理想气体,用定比热容进行计算

所以有:h kJ h h m Q /6.35056567250004.16.13966712=??=-=?

）（质

3-１７解:混合后各成分得质量分数为：

折合分子量为:

３-18 解：体积分数等于摩尔分数:

29.72180.04280.79320.05440.12=?+?+?+?==∑i i M M φ

体积流量为：

h m p T T m p m /106.2810

0.98553273101030101325355

322?=?????=?=?

标标标体，标

3-1９解：根据混合理想气体得状态方程有:

又因为：

联立求解得到:

３—２0 解:⑴ 该未知气体得气体常数及摩尔质量M : 根据混合理想气体状态方程可得：

气体组元得质量分数分别为：

所以未知气体得气体常数： ⑵ 该未知气体得分压力：

未知气体为氮气，先求出它得摩尔分数:

所以氮气得分压为：

３-21 解:理想气体两过程之间得熵差为:

由于假设理想气体得比热容为常数,所以有：

考虑到理想气体多变过程()得过程方程及定容比热容与C V 、Ｒg 得关系：

把上面三式带入熵得表达式并整理可得:

考虑到理想气体多变过程()得过程方程及定容比热容与ＣＶ、R g 得关系：

把上面两式带入熵得表达式并整理可得:

12112

12ln

)

1)(1()(ln ln

T T k n R k n T T R T T k R s s g n g g ---=

???

? ??+-=

3—2２解:在T —s 图上任意两条定压线之间得水平距离为,在相同得温度Ｔ下,压力分别

为p 1与ｐ2时两态得熵差，故有:

显然不管在任何温度下，它们都相等;

在T —s 图上任意两条定容线之间得水平距离为,在相同得温度T 下,体积分别为V １与Ｖ２时两态得熵差,故有:

显然不管在任何温度下,它们都相等。

3-２3 解:根据理想气体得状态方程,可求出初态与终态气体得比容分别为:

由ｃＰ与c V 得关系,可得到:

)

./(66.743,

)./(94.100328.26035.1K kg J c K kg J c R c c k c c V P g V P V

==?==-==

所以每千克气体内能与熵得变化分别为:

)./(00.10305

.12

.4ln 28.260298473ln 94.1003ln ln

/5.130********.743)(121212K kg J p p R T T c s kg J T T c u g P V =?-?=-=?=?=-=? 3－2４解:可逆定压过程系统从外界吸收得热量等于系统焓得变化,所以有：

)

.(102264.3297

741103349)()(331212K kg R c Q c Q T T m Q T T mc Q H g V p p ?=+?=+==-?

=-?=? 系统内能得变化为：

所以系统对外所作得功为:

3-２５解:设理想气体得摩尔数为ｎ，由理想气体得状态方程可得：

)

.(51.5668314

.8274.010172.0)

.(17.8830314

.8142

.010517.06

222261111mol K nT R V p nT mol K nT R V p nT =??=?==??=?= 由于过程得焓变已知,所以可得到该理想气体得摩尔定压热容：

所以气体得摩尔定容热容为:

由此可求出该气体得摩尔质量:

所以气体得内能变化为：

气体得定压热容为:

３-26 解： ⑴ 可逆膨胀；

可逆定温膨胀过程系统对外所作得功及熵变为:

kJ V V T nR V V

T nR V P W g g 6.714010ln 3738314ln

d d 1

=??====?

⑵ 向真空膨胀;

理想气体得绝热真空自由膨胀系统对外不作功W=０,熵变为：

⑶ 在外压恒为0、１MPa 得环境中膨胀.

此过程系统对外所作得功无法计算,如果过程终态为平衡态，则系统熵变依然为:

3—２7 解:要想判断喷管得形状,必须计算临界压力Ｐcr ,

MP ａ

可见被压大于临界压力,故在出口处没有达到当地声速,所以此喷管为渐缩喷管。计算喷管出口截面面积,首先要知道喷管出口截面得参数,

kg m P P P RT P P v v k

/532.05.07.0107.010********

.1161211112112=???

?????=???? ??=???

? ??=

()()s m T T c c P /6.4398.92610235.1004414.1414.1212=-??=-=

所以喷管得出口截面面积为:

3—２8 解:当被压取临界压力时可达到最大质量流量,根据临界压力与初压得关系可得:

Pa k P P k k

cr 51

4.14.151

11032.014.12106.012?=?

??+??=?

??+=--

最大质量流量为:

《热工基础》试卷A

2011-2012硅酸盐专业《热工基础》期末试题A卷一、名词解释：（30分） 1、流体的密度—— 2、静压强—— 3、体积流量—— 4、发热量—— 5、相对湿度—— 6、黑体—— 7、干燥—— 8、完全燃烧—— 9、高温系数—— 10、干球温度—— 二、填空：（25分） 1.煤的工业分析法组成主要由__________、__________、__________、__________四种。 2.空气过剩系数是指_________________与__________________之比。 3.表示固体和液体燃料组成的基准有__________、__________、__________、__________四种。 4.传热的基本方式有__________ 、__________和__________。 5、在燃烧学中空气分为__________和________，而在干燥学中空气分为_________和________。 6、不完全燃烧分为______________和______________。 7、表示湿度的方法有三种：________、_____________、_________其中_____是为了测定方便； ______表示空气的相对干燥能力；________便于干燥计算。三、简答题：（25分） 1、燃烧计算的内容有哪些？ 2、如何对煤进行工业分析？ 3、如何根据雷诺准数的大小来判断流体的流态？ 4、冬天用手接触相同温度的铁块和木块时感到铁块比木块凉，这是为什么？

5、流态有几种？表现形式有何不同？如何判定？五、计算题（20分） 1、水从三段串联管路流过，管路直径分别为：d1=100mm, d2=50mm, d3=25mm, ω3=10m/s,求ω1和ω2. 2、已知标态下CO2的密度为1.96kg/m3, O2的密度为1.43kg/m3，CO 的密度为1.25kg/m3, N2的密度为1.25kg/m3。今测得某水泥回转窑窑尾废气的体积百分比：CO2 =28.8% ，O2=1.0% ，CO =0.2%，N2=70%，求此废气标态时的密度。 3、一炉壁由耐火砖砌成，厚度δ=250mm，耐火砖内表面温度t1=1000℃, 外表面温度t2=100℃, 耐火砖平均导热系数为λ=1.28W/(m.℃)。求通过炉壁的热流量。

《热工基础(张学学高教》课后答案第十一章习题解答

11-1 某种玻璃对波长0.4~2.5 μm 范围内的射线的透射比近似为0.95，而对其它波长射线的透射比近似为0，试计算此玻璃对温度为1500 K 、2000 K 和6000 K 的黑体辐射的透射比。解：由题意：当温度为1500K 时， K m T ?=?=μλ6004.015001 K m T ?=?=μλ37505.215002 查黑体辐射函数表，有%0)0(1=-T b F λ,%385.43)0(2=-T b F λ 此玻璃的透射比为：%216.41)95.0)0()0(12=-?--T b T b F F λλ（当温度为2000K 时， K m T ?=?=μλ8004.020001 K m T ?=?=μλ50005.220002 查黑体辐射函数表，有%0)0(1=-T b F λ,%41.63)0(2=-T b F λ 此玻璃的透射比为：%2395.60)95.0)0()0(12=-?--T b T b F F λλ（当温度为6000K 时， K m T ?=?=μλ24004.060001 K m T ?=?=μλ150005.260002 查黑体辐射函数表，有%05.14)0(1=-T b F λ,%885.96)0(2=-T b F λ 此玻璃的透射比为：%693.78)95.0)0()0(12=-?--T b T b F F λλ（当温度为6000K 时， K m T ?=?=μλ24004.060001 K m T ?=?=μλ15000 5.260002 查黑体辐射函数表，有%05.14)0(1=-T b F λ,%885.96)0(2=-T b F λ 此玻璃的透射比为：%693.78)95.0)0()0(12=-?--T b T b F F λλ（ 11-2 某黑体辐射最大光谱辐射力的波长8.5max =λμm ，试计算该黑体辐射在波长1~5 μm 范围内的辐射能份额。

热工基础_期末总复习_重点(张学学)

1.系统：在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，称之为热力系统，简称系统。 2.系统内部各处的宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态称为平衡状态。 3.状态参数：用于描述系统平衡状态的物理量称为状态参数，如温度、压力、比体积等。工程热力学中常用的状态参数有压力、温度、比体积、比热力学能、比焓、比熵等，其中可以直接测量的状态参数有压力、温度、比体积，称为基本状态参数。 4.可逆过程：如果系统完成了某一过程之后可以沿原路逆行回复到原来的状态，并且不给外界留下任何变化，这样的过程为可逆过程。准平衡过程：所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。可逆过程的条件：准平衡过程＋无耗散效应。 5.绝对压力p 、大气压力p b 、表压力p e 、真空度p v 只有绝对压力p 才是状态参数 1.热力学能：不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位能之和（热能）。热力学能符号：U ，单位：J 或kJ 。热力系统储存能=宏观动能、宏观位能+热力学能储存能：E ，单位为J 或 kJ 2.热力学第一定律实质就是热力过程中的能量守恒和转换定律，可表述为：a.在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。 b.不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。 c.进入系统的能量－离开系统的能量 = 系统储存能量的变化 3.闭口系统：与外界无物质交换的系统。系统的质量始终保持恒定，也称为控制质量系统闭口系统的热力学第一定律表达式对于微元过程对于可逆过程对于单位质量工质对于单位质量工质的可逆过程 4.开口系统稳定流动实现条件 1）系统和外界交换的能量（功量和热量）与质量不随时间而变； 2）进、出口截面的状态参数不随时间而变。理想气体状态方程 R g 为气体常数，单位为J/(kg·K) 2.比热容：物体温度升高1K （或1℃）所需要的热量称为该物体的热容量，简称热容比热容（质量热容）：单位质量物质的热容，c ，J/(kg·K) 道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组元分压力之和（仅适用于理想气体） d q u w δ=+ δ2f s 1 2 Q H m c mg z W =?+?+?+g pv R T =pV nRT =d d q q c T t δδ==

热工基础答案

热工答案 3.3 题略解：（1）泄漏的气体量为 kmol 541.0kg 81.23)27327(44/3.83143 10 3.0) 27347(44/3.83143 10 8.06 6 2 221 1121==+???- +???= -= -=?T R V p T R V p m m m g g （2）泄漏的气体在1bar 及17℃时占有的容积为 3 5 m 05.1310 ) 27317(44 3.831481.23=+??= = p T mR V g 3.6 题略解：由题意：△U = 0 → T 2 = T 1 = 600 K 由理想气体气体状态方程，有： MPa 2.0Pa 10 0.23 135 121 1 22 221 11=?== ==p p T V p T V p T V p △U =△H = 0 J/K 1426.1kJ/K 10 1426.13 ln 208.0005.0ln ln 3 1 21 2=?=??=-==?=?-p p mR V V mR s m S g g 3.7 题略解：（1）混合后的质量分数： ωCO2 = 5.6 %， ωO2 =16.32 %， ωH2O =2 %， ωN2 =76.08 % （2）折合摩尔质量： M eq = 28.856 kg/kmol （3）折合气体常数： R eq = 288.124 J/（kg ·K ）（4）体积分数： φCO2 = 3.67 %， φO2 =14.72 %， φH2O =3.21 %， φN2 =78.42 % （5）各组分气体分压力： p CO2 = 0.01101 MPa ， p O2 =0.04416 MPa ， p H2O =0.00963 MPa ， p N2 =0.2353 MPa 3.8题略解：由题意，H 2的摩尔成分 1%52%12%35%12H =---=x 由教材公式（3.35），求混合气体的当量摩尔质量

热工基础(张学学--第三版)复习知识点

热工基础（第三版）张学学复习提纲

第一章基本概念 1.工程热力学是从工程角度研究热能与机械能相互转换的科学。 2.传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。 3.工质：热能转换为机械能的媒介物。 4.热力系统：选取一定的工质或空间作为研究对象，称之为热力系统，简称系统。 5.外界（或环境）：系统之外的一切物体。 6.边界：系统与外界的分界面。 7.系统的分类：（1）闭口系统：与外界无物质交换的系统。（2）开口系统：与外界有物质交换的系统。（3）绝热系统：与外界之间没有热量交换的系统。（4）孤立系统：与外界没有任何的物质交换和能量（功、热量）交换。 8.热力状态：系统中的工质在某一瞬间呈现的各种宏观物理状况的总和称为工质（或系统）的热力状态，简称为状态。 9.平衡状态：在不受外界影响的条件下，工质（或系统）的状态参数不随时间而变化的状态。 10.基本状态参数：压力、温度、比容、热力学能（内能）、焓、熵。 11.表压力Pg、真空度Pv、绝对压力P P g = P - P b P v = P b - P 12.热力学第零定律(热平衡定律) ：如果两个物体中的每一个都

分别与第三个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必处于热平衡。 13.热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。 14.准平衡过程（准静态过程）：热力过程中，系统所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。 15.可逆过程：一个热力过程完成后，如系统和外界能恢复到各自的初态而不留下任何变化，则这样热力过程称为可逆过程。 16.不可逆因素：摩擦、温差传热、自由膨胀、不同工质混合。 17.可逆过程是无耗散效应的准静态过程。 18.系统对外界做功的值为正，外界对系统做功的值为负。系统吸收热量时热量值为正，系统放出热量时热量值为负。第二章热力学第一定律 1.热力学第一定律：在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。也可表述为：不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。进入系统的能量－离开系统的能量=系统储存能量的变化。 2.闭口系统的热力学第一定律表达式：Q =?U +W 微元过程：δQ =dU +δW 可逆过程：Q =?U +? 1pdV δQ =dU +pdV 2

热工基础考试题库(带答案)

热工基础题库一、选择题基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是：A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力；温度；比容 B、内能；焓；熵 C、质量；流量；热量 D、膨胀功；技术功；推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓；熵；比容 B、膨胀功；内能；压力 C、热量；比热；温度 D、技术功；动能；位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa，表压力为60KPa，则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa，容器内的压力比大气压力低0.004Mpa，则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa

热工基础课后答案超详细版

第一章思考题 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态得概念？答：平衡状态就是在不受外界影响得条件下,系统得状态参数不随时间而变化得状态.而稳定状态则就是不论有无外界影响,系统得状态参数不随时间而变化得状态。可见平衡必稳定,而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态得概念,就是为了能对系统得宏观性质用状态参数来进行描述. 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质得压力不变,问测量其压力得压力表或真空计得读数就是否可能变化? 答：不能,因为表压力或真空度只就是一个相对压力。若工质得压力不变，测量其压力得压力表或真空计得读数可能变化，因为测量所处得环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时,表明被测对象得实际压力愈大还就是愈小？答:真空表指示数值愈大时，表明被测对象得实际压力愈小。４、准平衡过程与可逆过程有何区别? 答：无耗散得准平衡过程才就是可逆过程,所以可逆过程一定就是准平衡过程，而准平衡过程不一定就是可逆过程. ５、不可逆过程就是无法回复到初态得过程,这种说法就是否正确? 答:不正确。不可逆过程就是指不论用任何曲折复杂得方法都不能在外界不遗留任何变化得情况下使系统回复到初态,并不就是不能回复到初态。 6、没有盛满水得热水瓶,其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧,这就是什幺原因? 答:水温较高时,水对热水瓶中得空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时,热水瓶中得空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7、用U形管压力表测定工质得压力时,压力表液柱直径得大小对读数有无影响? 答:严格说来，就是有影响得,因为Ｕ型管越粗，就有越多得被测工质进入Ｕ型管中,这部分工质越多,它对读数得准确性影响越大。习题 1－１解: 1. 2. 3. 4. 1-2图1-８表示常用得斜管式微压计得工作原理。由于有引风机得抽吸，锅炉设备得烟道中得压力将略低于大气压力。如果微压机得斜管倾斜角,管内水解:根据微压计原理，烟道中得压力应等于环境压力与水柱压力之差

工程热力学期末试题答案.doc

全国考研专业课高分资料中北大学《工程热力学》期末题笔记：目标院校目标专业本科生笔记或者辅导班笔记讲义：目标院校目标专业本科教学课件期末题：目标院校目标专业本科期末测试题2-3 套模拟题：目标院校目标专业考研专业课模拟测试题 2 套复习题：目标院校目标专业考研专业课导师复习题真题：目标院校目标专业历年考试真题，本项为赠送项，未公布的不送！

中北大学工程热力学试题（A）卷（闭卷） 2013--2014 学年第一学期学号：姓名：一、单项选择题（本大题共 15 小题，每题只有一个正确答案，答对一题得 1 分，共15分） 1、压力为 10 bar 的气体通过渐缩喷管流入 1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一段，其流速、流量变化为。【】 A. 流速减小，流量不变 B.流速不变，流量增加 C.流速不变，流量不变 D. 2 、某制冷机在热源T1= 300K，及冷源消耗功为 250 KJ ，此制冷机是流速减小，流量增大 T2= 250K 之间工作，其制冷量为【】 1000 KJ， A. 可逆的 B. 不可逆的 C.不可能的 D. 可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为【】 A. U B. U pV C. U mc2f / 2 mgz D. U pV mc2f / 2 mgz 4、熵变计算式s c p In (T2 / T1) R g In ( p2 / p1) 只适用于【】 A. 一切工质的可逆过程 B.一切工质的不可逆过程 C.理想气体的可逆过程 D.理想气体的一切过程 5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个【】过程。

热工基础课后题答案

二零一七年，秋

第一章热力学第一定律 1-1用水银压力计测量容器中的压力，在水银柱上加一段水，若水柱高1020mm ，水银柱高900mm ，当时大气压力计上的度数为b 755mmHg p =。求容器中气体的压力。解：查表可知：21mmH O=9.80665Pa 1mmHg=133.3224Pa 由题中条件可知 2H O Hg b 1020 mm 9.80665 Pa 900mm 133.3224Pa 755mm 133.3224Pa 230.651 KPa 0.231MPa p p p p =++=?+?+?=≈容器即容器中气体的压力为0.231MPa 。 1-2容器中的真空度为600mmHg v p =，气压计上的高度是b 755mmHg p =，求容器中气体的绝对压力（用Pa 表示）。如果容器中的绝对压力不变，而气压计上高度为 b 770mmHg p =，求此时真空表的度数（以mmHg 表示）. 解：因为 600mmHg=600mm 133.3224Pa=79993.4Pa v p =? b 755mmHg=755mm 133.3224Pa=100658.4Pa p =? 容器中气体的绝对压力为 b v 100658.479993.420665Pa p p p =-=-= 若以mmHg 表示真空度，则 20665 20665Pa= mmHg 155mmHg 133.3224 p == 则当气压计高度为b 770mmHg p =时，真空表的读数为 770mmHg 155mmHg 615mmHg v b p p p '=-=-= 1-3用斜管压力计测量锅炉烟道气的真空度，管子倾斜角30α=?，压力计使用密度 30.8g/cm ρ=的煤油，斜管中液柱长200mm l =，当地大气压力b 745mmHg p =。求烟气

高级加热工基础试题

一、填空题（每题2分，共30题，60分） *c1.单位时间内气体流动的距离称为气体的流速。 *c2.钢加热时，单位时间内温度升高的数值，叫做钢的.加热速度。 *b3.换热器是一种余热回收装置，主要用于回收烟气余热，以提高炉子的热利用效率。*b4.常用燃料的特性主要包括燃料的化学组成和燃料的发热能力两个方面。 *a5.燃料的发热量只取决于燃料内部的化学组成，不取决于外部的燃料条件。 *c6.燃料开始燃烧的最低温度称为着火温度。 *a7.表示流体之间内摩擦力大小的物理指标称为.粘度。 *a8.燃料的不完全燃烧存在的两种情况是：化学性不完全燃烧和机械性不完全燃烧。*a9.燃烧温度的高低取决于燃烧产物中所含热量的多少。 *b10.辐射传热方式不仅进行能量的传递，而且还伴随着能量形式的转化。 *a11.耐火材料抵抗高温而不变形的性能称为耐火度。 *c12.烟道挡板的作用是改变烟道阻力，调节炉压。 *c13.燃烧必须具备可燃物，氧和着火温度三要素。 *b14.常用的灭火方式有窒息式、隔离式和.冷却式。 *c15.三段式加热炉的三段是指预热段、加热段和段。 *c16.加热过程中的“三勤”操作法是指勤检查、勤联系、勤调整。 *a17.加热炉内，相邻钢坯之间的传热方式主要属于传导。 *a18.钢坯在刚入炉时其传热方式以对流传热为主。 *b19.耐火材料按化学特性可分为碱性耐火材料、酸性耐火材料和中性耐火材料。*a20.空气过剩系数大，炉气显氧化性气氛，使钢坯烧损增加。 *a21.流体流动时阻力损失可分为沿程损失和局部损失。 *b22.烘炉的目的是使砌体适应耐火材料的热膨胀性质，防止砌体开裂和损坏。*b23.加热时的“三定操作法”是指：定炉温制度、定热负荷、定小时产量。 *b24.使用煤气的加热炉在点火前所做的安全试验称为爆发试验。 *c25.煤气中使人中毒的主要成份是.co 。 *b26. 供热制度是保证实现温度制度操作的手段。 *c27.重油的燃烧好坏取决于重油的雾化质量。 *b28.提高重油的温度，可以降低重油的粘度，从而其雾化质量.提高。

热工基础思考题答案

思考题第一章 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。第二章

热工基础期末总复习重点(张学学)

热工基础总复习第一章 1.系统：在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，称之为热力系统，简称系统。 2.系统内部各处的宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态称为平衡状态。 3.状态参数：用于描述系统平衡状态的物理量称为状态参数，如温度、压力、比体积等。工程热力学中常用的状态参数有压力、温度、比体积、比热力学能、比焓、比熵等，其中可以直接测量的状态参数有压力、温度、比体积，称为基本状态参数。 4.可逆过程：如果系统完成了某一过程之后可以沿原路逆行回复到原来的状态，并且不给外界留下任何变化，这样的过程为可逆过程。准平衡过程：所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。可逆过程的条件：准平衡过程＋无耗散效应。 5.绝对压力p、大气压力p b、表压力p e、真空度p v 只有绝对压力p 才是状态参数第二章 1.热力学能：不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位能之和（热能）。热力学能符号：U，单位：J 或kJ 。热力系统储存能=宏观动能、宏观位能+热力学能储存能：E，单位为J或kJ 2.热力学第一定律实质就是热力过程中的能量守恒和转换定律，可表述为： a.在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。 b.不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。 c.进入系统的能量－离开系统的能量= 系统储存能量的变化 3.闭口系统：与外界无物质交换的系统。系统的质量始终保持恒定，也称为控制质量系统闭口系统的热力学第一定律表达式对于微元过程对于可逆过程对于单位质量工质对于单位质量工质的可逆过程

4.开口系统稳定流动实现条件 1）系统和外界交换的能量（功量和热量）与质量不随时间而变； 2）进、出口截面的状态参数不随时间而变。开口系统的稳定流动能量方程对于单位质量工质：对于微元过程 5.技术功：在工程热力学中，将工程技术上可以直接利用的动能差、位能差及轴功三项之和称为技术功，用W t 表示对于单位质量工质 6.节流：流体在管道内流动，遇到突然变窄的断面，由于存在阻力使流体的压力降低的现象称为节流。工程上由于气体经过阀门等流阻元件时，流速大时间短，来不及与外界进行热交换，可近似地作为绝热过程来处理，称为绝热节流。注意：绝热节流过程不是定焓过程第三章 1.理想气体是一种经过科学抽象的假想气体，它具有以下3个特征：（1）理想气体分子的体积忽略不计；（2）理想气体分子之间无作用力；（3）理想气体分子之间以及分子与容器壁的碰撞都是弹性碰撞。理想气体状态方程式 R g为气体常数，单位为J/(kg·K) 质量为m 的理想气体

大连理工热工基础真题

2013年841热工基础考研试题简答题 1焓的定义及物理意义， 2含湿量绝对湿度的定义 3内燃机的循环过程，那部分能量损失最大？ 4一个不可逆过程的熵的变化和0的关系 5节流阀膨胀机用在哪个压缩过程，为什么？ 6东北地区为什么采用多孔空心砖墙不是实心砖墙，用热传导解释 7同样的管道由于生成水垢，由于管外分别为空气和水，对那个传热影响大？8表面反射率是物体表面特性，吸收率呢？计算题， 1根据温度变化求吸热量放热量热效率，热损失。熵产，不可逆损失。 2朗肯循环的各种计算， 3已知流量求喷管的类型及其他参数， 4内燃机定容过程的计算 5充气管充气时定熵和定温过程的质量变化 6范德瓦尔方程，可逆功的计算 2014年热工基础一：必答题（传热5个，工热5个） 1、什么是热力系统，什么是外界，并各举一例。 2、卡诺循环的热效率。卡诺循环的热效率和不可逆循环效率比较。 3、含湿量、湿空气的晗。 4、一个计算题，挺小的 5、什么是热力过程， 6、为什么拿着热水，用筷子搅拌会加速烫手。 7、金属导热快，为什么气泡金属可以做隔热材料。 8、两层墙，稳态导热，给了传热系数，画斜率。 9、传热学25页1—7. 10、二：必答，我选传热。 1、凝结换热和沸腾换热的动力各是什么? 三：计算，推导 1 试推出：平板表面二维，常物性、不可压缩、无内热源，层流、强迫对流换热能量方程式。 2、一个写稳态导热差分方程，有没有内热源忘了。 3、某流体以速度u通过内直径为d的管道，流体的温度从t1，加热到t2，已知管内径的温度为tw，流体的物性，导热系数λ，密度ρ，cp，u，为常数。关内层流，局部对流换热准则方程式为：Nux=1.063（Re·Pr·d/x）的三分十一次方。试导出计算管长L的表达式。 4、某冷库的传热系数要求小于0.35，库外壁的对流换热系数为30，库内壁的对流换热系数为10，库壁用绝热材料，某导热系数0.044，按平壁考虑：1，绝热材料壁厚。2，若冷库内外温差为40度，壁内外表面温差是多少。

热工基础课后答案超详细版(张学学)

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第一章思考题 1.平衡状态与稳定状态有何区别热力学中为什幺要引入平衡态的概念 2. 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 3.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化 4. 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？

答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U 形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？答：严格说来，是有影响的，因为U 型管越粗，就有越多的被测工质进入U 型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。习题 1-1 解： kPa bar p b 100.61.00610133.37555==??=- 1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+= 2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-= 3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-= 4. kPa bar p p p b v 6.50506.0 5.000 6.1==-==- 1-2 图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。由于有引风机的抽吸，锅炉设备的烟道中的压力将略低于大气压力。如果微压机的斜管倾斜角?=30α，管内水解：根据微压计原理，烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差 mmHg Pa gh p 35.79805.0102008.91000sin 3==????=-αρ＝水柱 mmHg p p p b 65.74835.7756=-=-=水柱 1-3 解： bar p p p a b 07.210.197.01=+=+=

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热量平衡方程是根据能量守恒导出的动量平衡方程是根据动量守恒导出的 4何谓流动边界层和热边界层？它们的厚度是如何规定的。答：流动边界层是由于流体粘度造成速度变化的区域，即速度发生明显变化的流体薄层。速度达到∞处的 y 值作为边界层的厚度，用δ表示。当温度均匀的流体与它所流过的固体壁面温度不同时，在壁面附近会形成一层温度变化较大的流体层，称为热边界层。过于温度 t- t w =（ t∞ - t w）处到壁面的距离为热边界层的厚度。 5简述边界层理论的基本内容。答：（1）边界层的厚度与壁面特征长度L 相比是很小的量。（2）流场划分为边界层区和主流区。流动边界层内存在较大的速度梯度，是发生动量扩散的主要区域。在流动边界层之外的主流区，流体可近似为理想流体。热边界层内存在较大的温度梯度，是发生热量扩散的主要区域，热边界层之外的温度梯度可以忽略。（3）根据流动状态，边界层分为层流边界层和湍流边界层。湍流边界层分为层流底层、缓冲层与湍流核心三层。层流底层内的速度梯度和温度梯度远大于湍流核心。（4）在层流边界层与层流底层内，垂直于壁面方向上的热量传递主要靠导热。湍流边界层的主要热阻在层流底层。 6边界层理论对求解对流换热问题有何意义？忽略高阶小量，可以使对答：应用边界层理论分析对流换热微分方程中各项的数量级，流换热微分方程组得到合理的简化，更容易分析求解。 7层流边界层和湍流边界层在传热机理上有何区别？答：在层流边界层内，热边界层内的温度梯度的变化比较平缓，垂直于壁面方向上的热量传递主要依靠导热。而湍流边界层内，层流底层有很大的温度梯度，热量传递主要靠导热；而湍流核心内由于强烈的扰动混合使温度趋于均匀，温度梯度较小，热量传递主要靠对流。 8何谓两个物理现象相似？答：如果同类物理现象之间所有同名物理量场都相似，即同名的物理量在所有对应瞬间、对应地点的数值成比例，称物理现象相似。

热工基础期末总复习重点(张学学)

热工基础总复习第一章 1?系统：在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，称之为热力系统，简称系统。 2?系统内部各处的宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态称为平衡状态。 3. 状态参数：用于描述系统平衡状态的物理量称为状态参数，如温度、压力、比体积等。工程热力学中常用的状态参数有压力、温度、比体积、比热力学能、比焓、比熵等，其中可以直接测量的状态参数有压力、温度、比体积，称为基本状态参数。 4. 可逆过程：如果系统完成了某一过程之后可以沿原路逆行回复到原来的状态, 并且不给外界留下任何变化，这样的过程为可逆过程。准平衡过程：所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。可逆过程的条件：准平衡过程+无耗散效应。 P 、大气压力 P b 、表压力 P e 、真空度P v p = p + p p 才是状态参数 b N e 第二章 1?热力学能：不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位能之和（热能）。热力学能符号：U ,单位：J 或kJ 。热力系统储存能=宏观动能、宏观位能+热力学能 2. 热力学第一定律实质就是热力过程中的能量守恒和转换定律，可表述为： a. 在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。 b. 不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。 c. 进入系统的能量一离开系统的能量 =系统储存能量的变化 3. 闭口系统：与外界无物质交换的系统。系统的质量始终保持恒定，也称为控制质量系统闭口系统的热力学第- 疋律表达式 Q U W 对于微元过程 Q dU W 对于可逆过程 Q dU pdV Q 2 U 1 pdV 对于单位质量工质 q du w q u w 5. 绝对压力只有绝对压力 P = P b - P v 储存能：E ，单位为J 或kJ E k E p = dw + /;dv = Aw + j 2 /?dv

热工基础作业答案

式中：依题意有：m .mm l s /m .g m /kg .cm /g .sin gl gh p MPa .p p p p v b v b 2020089108080102 3 33===?=====-=ρα ρρkPa kPa kPa p p p kPa Pa Pa m m P Pa O m m H p kPa Pa Pa m m p A P O H b O H b 6.206656.1061.961kPa 98p 656.106106656103332.1Hg 800p 1.961kPa a 34.19618067.9200982.97990103332.1Hg 7351265Hg 2Hg 2222=++=++=∴==??===?===??=-压力单位换算：附录根据《热工基础》习题参考答案第二章热能转换的基本概念和基本定律热能转换的基本概念 2-3 2-4 2-6 （a ）取水为系统，故为闭口系。系统与外界交换的能量为热能。（b ）取电阻丝+容器+水为系统，故为闭口绝热系。系统与外界交换的能量为电能。（c ）取图2-40中虚线框内全部空间为系统，故为孤立系。系统与外界无任何形式的能量交换。

2-7 2-8 2-10 用线性插值法求摄氏温标与华氏温标的换算关系： {}{}{}{}32810 10010032 212212+=--= --??)C ()F () C ()F (t .t t t 得绝对零度（-273.15℃）所对应的华氏温度为： {})F (.).(.t )F (?-=+-?=67459321527381 MP .a MP .-MPa .p -p p a MP .g H mm .MPa .g H mm x p g H mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg 735.0588mm MPa .p mmHg 107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p p g H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p -A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b 3 v b v v b g b g b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====?==∴======∴==?==========+=∴===+=冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷进进进进则设解法三：依题意有：：附录查解法二：）：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（a MP .a MP .-MPa .p -p p a MP .g H mm .MPa .g H mm x p g H mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg 735.0588mm MPa .p mmHg 107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p p g H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p -A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b 3v b v v b g b g b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====?==∴=== ===∴==?==== ======+=∴===+=冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷进进进进则设解法三：依题意有：：附录查解法二：）：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（m m Hg MPa MPa MPa p p p MPa MPa MPa p p p MPa Pa Pa m m Hg p b v v b v 577077.0025.0102.0025.0073.0098.0073.0733********.1550' '2==-=-==-=-===??=

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