工程热力学知识点

工程热力学复习知识点

一、知识点

基本概念的理解和应用（约占40%），基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占60%）。

1. 基本概念

掌握和理解：热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。热力系的分类：开口系，闭口系，孤立系统)。

掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。制冷循环和热泵循环的概念区别。

理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结合）。

2. 热力学第一定律

掌握和理解：热力学第一定律的实质。

理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。

理解并掌握：焓、技术功及几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。

3. 热力学第二定律

掌握和理解：可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。

掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文

表述等）。卡诺循环和卡诺定理。

掌握和理解：熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。

理解并会分析：熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。温-熵图的分析及应用。

理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。

4. 理想气体的热力性质

熟悉和了解：理想气体模型。

理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体的比热。

理解并会计算：理想气体的内能、焓、熵及其计算。理想气体可逆过程中，定容过程，定压过程，定温过程和定熵过程的过程特点，过程功，技术功和热量计算。

5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题

理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。

理解并掌握：绝热节流的现象及特点

6. 蒸汽动力循环

理解计算：蒸气动力装置流程、朗肯循环热力计算及其效率分析。能够在T-S图上表示出过程，提高蒸汽动力装置循环热效率的各种途径（包括改变初蒸汽参数和降低背压、再热和回热循环）。

7、制冷与热泵循环

理解、掌握并会计算：空气压缩制冷循环，蒸汽压缩制冷循环的热力计算及制冷系数分析。能够在T-S图上表示出过程，提高制冷系数和热泵系数的途径，分析热泵循环和制冷循环的区别和联系。

二、典型题解

概念题：

1、过热蒸汽的温度是否一定很高未饱和水的温度是否一定很低

答：过热蒸汽、未饱和水是这样定义的，当蒸汽的温度高于其压力对应的饱和温度时称作过热蒸汽，其压力下t > ts ；当温度低于其压力对应的饱和温度t < ts 时，则工质的相态一定是液态，则称其为未饱和水。因此，过热蒸汽不一定温度很高，未饱和水未必温度很低，它们都是相对于其环境压力所对应的饱和温度而言的状态。

2、在h－s图上，能否标出下列水和蒸汽的状态点（1）焓为h1的未饱和水；（2）焓为h2的饱和水；（3）参数为p1、t1的湿蒸汽；（4）压力为p的干蒸汽；（5）水、汽性质相同的状态。

3、填空

4、判断下列过程中那些是可逆的；不可逆的；可以是可逆的。并扼要说明不可逆原因。

（1）对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发。

（2）对刚性容器内的水作功，使其在恒温下蒸发。

（3）对刚性容器中的空气缓慢加热，使其从50℃升温到100℃解：（1）可以是可逆过程，也可以是不可逆过程，取决于热源温度与温是否相等。水若两者不等，则存在外部的传热不可逆因素，便是不可逆过程。

（2）对刚性容器的水作功，只可能是搅拌功，伴有摩擦扰动，因而有内不可逆因素，是不可逆过程。

（3）可以是可逆的，也可以是不可逆的，取决于热源温度与空气温度是否随时相等或保持无限小的温差。

5、绝热容器内有一定气体，外界通过容器内的叶轮向气体加入w kJ 的功。若气体视为理想气体，试分析气体内能的内能，焓，温度，熵如何变化

答：根据热力学第一定律，外界所做的功全部转化成为内能的增量，因而内能，焓，温度均增加；该过程不可逆，熵也增加。

6、对与有活塞的封闭系统，下列说法是否正确

1) 气体吸热后一定膨胀，内能一定增加。

答：根据热力学第一定律，气体吸热可能使内能增加，也可能对外做功，或者两者同时进行；关键是吸热量能否完全转变为功，由于气体的定温膨胀过程可使得吸收的热量完全转化为功，内能不增加，所以说法错误。

2）气体膨胀时一定对外做功。

答：一般情况下，气体膨胀时候要对外做功，但当气体向真空中膨胀时候，由于外力为零，所以功也为零。

3）气体对外做功，内能一定减少。

答：根据热力学第一定律，在定温条件下，气体可以吸收热量并全部转化为功，从而保持内能不变。

7、焓的物理意义是什么

答：焓的定义式:焓=内能+流动功H=U+pV

焓的物理意义：

1. 对流动工质（开口系统）工质流动时与外界传递与其热力状态有关的总能量。

2. 对不流动工质（闭口系统）仍然存在但仅是一个复合的状态参数。

8、熵的物理含义

答：定义：熵 可逆过程

物理意义：熵的变化反应可逆过程热交换的方向和大小。系统可

逆的从外界吸热，系统熵增加；系统可逆的向外界放热，系统熵减少；

可逆绝热过程，系统熵不变。

9、判断下列说法对吗系统吸热，其熵一定增大；系统放热，其熵一

定减小。

答：熵变=熵流+熵产，所以，前半句对，后半句错误。

10、孤立系熵增原理是什么怎么应用

答：孤立系统熵增原理：孤立系统内所进行的一切实际过程（不可逆

过程）都朝着使系统熵增加的方向进行；在极限情况下（可逆过程），

系统的熵维持不变；任何使系统熵减小的过程是不肯能。即过程进行

到某一阶段，再不能使熵增大了，也就是系统的熵值达到了最大值，

就是过程进行的限度。

等号适用于可逆过程，大于号适用于不可逆过程。表明孤立系统的熵

变化只取决于系统内各过程的不可逆程度。

注意：如果涉及环境温度，由于环境是一个很大的热源，无论它吸收

或者放出多少热量，都认为环境温度是不变的。

11、讨论使热由低温热源传向高温热源的过程能否实现

≥=+=g g f iso dS dS dS dS )(T Q dS δ=

12、下列说法正确的在括号内划“√”，不正确划“×”。

（×）定质量系统一定是闭口系统。

（×）闭口系统不作膨胀功的过程必是等容过程。

（√）理想气体任何过程的内能变量总以Δu=∫12 c v dT进行计算。（√）dh= c p dT只适用于理想气体、任何过程。

（×）闭口系统发生放热过程，系统的熵必减少。

（×）知道了温度和压力两个参数值，就可以确定水蒸气的状态。（×）一切可逆机的热效率均相等。

（×）熵增可用来度量过程的不可逆性，所以熵增加的过程必是不可逆过程，

（√）某理想气体经历了一个内能不变的热力过程，则该过程中工质的焓变也为零。

（×）容器中气体的压力没有变化，则安装在容器上的压力表读数也不变。

（×）水蒸气的定温过程中，能满足q = w的关系式。

（√）在临界点上，饱和液体的焓一定等于干饱和蒸汽的焓。

（×）只要存在不可逆性就有熵产，故工质完成一个不可逆热力循环，其熵变必大于零。

（√）理想气体在T s 图上，其定温线就是定焓线。

（×）绝热过程必为定熵过程。

（×）公式q = Δu + w 仅适用于闭口热力系统。

（√）闭口绝热系统的熵不可能减少。

（×）一切不可逆热机的热效率总比可逆热机的小。

（√）在一刚性容器中，理想气体绝热自由膨胀后，其温度不变。（×）在简单朗肯循环的基础上采用再热的方法一定能提高循环热效率。

（×）制冷系数永远大于1，而制热系数可以大于1也可以小于1。（×）供热量一定，用电炉取暖与用热泵式空调取暖耗电量一样多。（×）从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为汽化过程温度未变，所以焓的变化量。

（×）若容器中气体的绝对压力保持不变，压力表上的读数就不会改变。

（×）湿饱和蒸汽的焓等于饱和水的焓加上干度乘以汽化过程中饱和水变成干饱蒸汽所吸收的热量。

（×）理想气体经历一可逆定温过程，由于温度不变，则工质不可能与外界交换热量。

13、在绝热良好的房间内，有一台设备完好的冰箱在工作，在炎热的夏天打开冰箱，人会感到凉爽，问室内温度是否会越来越低请用热力学原理加以解释。

答：一开始，人会感到凉爽，这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内，而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能，故空气温度降低，人感到凉爽。

随着时间的进行，冰箱输入功率转化的热越来越多地进入房间空气中，空气的温度逐步回升。这样，房间内的温度不会越来越低。

14、选择题

Pdv时则此过程是( A )

（1）、一热力学过程,其w= ，

A. 不可逆过程.

B.任意过程．

Ｃ．可逆过程．Ｄ.定压过程．

（2）、对于某理想气体，当温度变化时（C p-C v）是（ B ）的.

A．变化B．不变化

Ｃ.不能确定

（3）、在两个恒温热源间工作的热机Ａ、B均进行可逆循环,A机的工质为理想气体,B 机是水蒸汽,则热效率ηA和ηB( A )

A.相等

B. ηA>ηB

C. ηA<ηB

D.不能确定.

（4）、在闭口绝热系中进行的一切过程,必定使系统的熵( D )

A 增大.

B 减少.

C. 不变

D. 不能确定

（5）、在房间内温度与环境温度一定的条件下,冬天用热泵取暖和用电炉取暖相比,从热力学观点看( A )

A.热泵取暖合理.

B.电炉取暖合理.

C.二者效果一样.

D.不能确定.

（6）、闭口系能量方程为( D )

A. Q+△U+W=0

B. Q+△U－W=0

C. Q－△U+W=0

D. Q－△U－W=0

（7）、理想气体的是两个相互独立的状态参数。( C )

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

（8）、已知一理想气体可逆过程中,w t=w,此过程的特性为( B)

A.定压

B.定温

C.定容

D.绝热

（9）、可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为( B )

A. dh=－vdp =vdp

=－pdv =pdv

（10）、水蒸汽动力循环的下列设备中,作功损失最大的设备是( A )

A.锅炉

B.汽轮机

C.凝汽器

D.水泵

(11)外界（或）环境的定义是指（ D ）。

A 系统边界之外的一切物体

B 与系统发生热交换的热源

C 与系统发生功交换的功源

D 系统边界之外与系统发生联系的一切物体

(12)系统平衡时的广延性参数（广延量）的特点是 （ D ）。

A 其值的大小与质量多少无关

B 不具有可加性

C 整个系统的广延量与局部的广延量一样

D 与质量多少有关，具有可加性

(13)理想气体多变指数n<0的多变膨胀过程,其过程特性具有__ A __的结果

A Q>0 ，ΔU>0 ，W>0

B Q<0 ，ΔU<0 ，W>0

C Q>0 ，ΔU<0 ，W>0

D Q<0 ，ΔU>0 ，W>0

(14)卡诺定理表明：所有工作于两个不同恒温热源之间的一切热机的热效率

（ B ）。

A 都相等，可以采用任何循环

B 不相等，以可逆热机的热效率为最高

C 均相等，仅仅取决于热源和冷源的温度

D 不相等，与所采用的工质有关系。

(15)压力为4 bar 的气体流入1bar 的环境中，为使其在喷管中充分膨胀，宜采用

（ D ）。

A 渐缩喷管

B 渐扩喷管

C 直管

D 缩放喷管

(16)一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气

球的容积。则气球内的气体进行的是( B )

A 定压过程

B 多变过程

C 定温过程

D 定容过程

(17)熵变计算式12

12ln ln V V R T T C S v +=? 只适用于（ D ）。

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

(18)析一个有工质流入与流出的研究对象，将热力系统选为（ D ）。

A 闭口系统；

B 开口系统；

C 孤立系统；

D A ，B ，C 都可以。

(19)热力系的储存能包括（ A ）。

A 内部储存能与外部储存能

B 热力学能与动能

C 内动能与内位能

D 热力学能与宏观势能

(20)工质熵的增加，意味着工质的（ D ）。

（A ）Q ＞0 （B ）Q ＜ 0 （C ）Q = 0 （D ）不一定

(21)贮有空气的绝热刚性密闭容器中，按装有电加热丝通电后，如取空气为系统，则

过程中的能量关系有( C )

A Q>0 , ΔU>0 , W>0

B Q=0 , ΔU>0 , W<0

C Q>0 , ΔU>0 , W=0

D Q=0 , ΔU=0 , W=0

(22)循环热效率121211T T q q t -=-

=η适用于（ D ）。

A 适用于任意循环；

B 只适用于理想气体可逆循环；

C 适用于热源温度为T1，冷源温度为T2的不可逆循环；

D 只适用于热源温度为T1，冷源温度为T2的可逆循环。

(23)气流在充分膨胀的渐缩渐扩喷管的渐扩段（dA ＞0）中，流速（ D ）。

A 等于喉部临界流速；

B 等于当地音速；

C 小于当地音速；

D 大于当地音速。

(24) 孤立系统可以理解为（ C ）。

A 闭口的绝热系统所组成；

B 开口的绝热系统所组成；

C 系统连同相互作用的外界所组成；

D A ，B ，C ，均是

(25) 采用蒸汽再热循环的目的在于（ C ）。

（A ）降低乏汽干度，提高汽轮机稳定性；（B ）提高平均放热温度，提高循环热效率

（C ）提高乏汽干度，提高循环热效率；（D ）提高乏汽干度，降低循环不可逆性

15、请解释何谓孤立系统熵增原理，该原理在热力学分析中有什么用

途

答：对于孤立系熵方程 g sys so i dS dS dS == 而熵产dS g 总是非负的即

dS g ≥0或 so i dS ≥0，称为孤立系的熵增原理。孤立系统内部进行的一

切实际过程都是朝着熵增加的方向进行，极限情况维持不变。任何使

孤立系统熵减小的过程都是不可能实现的。判断过程进行的方向与条

件.

16、请分别回答热力学中所谓的第一类永动机与第二类永动机的物

理意义。

答：不消耗任何能量而源源不断做功的机器为第一永动机;从单一热

源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机为第二永动机。

17、理想气体熵变的计算式是由可逆过程导出的，它是否可用于计算不可逆过程初、终态的熵变为什么

答：可以,只和初末状态有关系,熵为状态参数.

18、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压氮气，B中保持真空。若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能如何变化答：抽取隔板，以容器中的氮气为热力系，在刚性绝热容器中，氮气和外界既无物质的交换也无能量的交换，有热力学第一定律知：q+

=, q=0, w=0, 因此，隔板抽取前后u?=0.

?

w

u

19、气体吸热后温度一定升高吗液体吸热后温度一定升高吗并给出理由。

答：气体吸热后，温度不一定升高，由q=u?+w，若吸热的同时对外界做功，而且|w|>|q|,此时，则热力学能降低即u?<0,此时的气体温度反而会降低。液体吸热后，温度也不一定升高，比如水在饱和状态下，吸热时可保持温度不变。

20、热力系的总熵是否可以减小为什么

答：可以减小。因为热力系总熵的增量为熵流和熵产之和，当热力系向外界放热时，熵流为负值（即使热力学的总熵减小），当熵流的绝对值大于熵产，热力系总熵的增量为负值，则热力系的总熵将是减小的。

21、决定朗肯循环热效率的参数有哪些它们如何影响热效率

答：

1)在相同初压和背压下，提高新蒸汽的初温可使朗肯循环热效

率增大；增加了循环高温段温度，使循环温差增大，所以提

高了热效率。

2)在相同的初温和背压下，提高初压也可使朗肯循环热效率增

大；循环的平均温差加的缘故

3)在相同的初温、初压下，降低背压可使朗肯循环热效率增大，

这是由于增大了循环温差的缘故。

22、分析卡诺循环热效率公式，可得到哪些重要结论

答：三点结论:

a 只决定于T1，T2，提高T1，降低T2可提高ηc

b ηc≯1

c 当T1＝T2时ηc＝0

23、如何用热力学知识描述水的饱和状态

答：在一定的温度下，容器内的水蒸气压力总会自动稳定在一个数值上，此时进入水界面和脱离水界面的分子数相等，水蒸气和液态水处于动态平衡状态，即饱和状态。饱和状态下的液态水称为饱和水；饱和状态下的水蒸气称为饱和水蒸气；饱和蒸汽的压力称为饱和压力；与此相对应的温度称为饱和温度。

24、卡诺循环是理想循环，为什么蒸汽动力循环利用了水蒸汽在两相区等压等温的特点，而不采用卡诺循环

答：采用卡诺循环必须要求工质实现定温加热和放热，但是难以实现。

T

而水蒸气两相区却可满足定温加热和放热。而此时也是定压过程。所

以实际蒸汽循环不采用卡诺循环。

计算分析题

1. 某蒸汽压缩制冷过程,制冷剂在２5０K 吸收热量Q L ,在３００K 放出

热量-Q H ,压缩和膨胀过程是绝热的，向制冷机输入的功为Ws ，判断下列问题的性质。（A 可逆的 B 不可逆的 C 不可能的）

(1). QL =2000kJ Ws=400kJ

（ A ）

2505300250η==-可逆 20005400L s Q W η=== ηη=可逆 该制冷过程是可逆的

(2). QL=1000kJ QH=－1500kJ

( B ) 2505300250η==-可逆 1000215001000L L s H L Q Q W Q Q η====---

ηη<可逆该制冷过程是不可逆的

(3). Ws=100kJ QH=－700kJ

( C )2505300250η==-可逆 7001006100H s L s s Q W Q W W η---====

ηη>可逆该制冷过程是不可能的 2.某蒸汽动力循环操作条件如下：冷凝器出来的饱和水，由泵从加压至进入锅炉，蒸汽离开锅炉时被过热器加热至280℃。 求：(1) 上述循环的最高效率。 (2) 在锅炉和冷凝器的压力的饱和温度之间运行的卡诺循环的

效率，以及离开锅炉的过热蒸汽温度和冷凝器饱和温度之间运行的卡

诺循环的效率。

(3) 若透平机是不可逆绝热操作，其焓是可逆过程的80%。

求此时的循环效率。

解： (1) 各状态点的热力学性质，可由附录水蒸汽表查得

1

6303.46H KJ kg -=? 123611612() 1.024510(1.50.035)10 1.5P P H H VdP V P P kJ kg ---==-=??-?=??

115.146.303-?+=kg kJ H （由于液体压力增加其焓增加很少，可以近似

16H H =）

142992.7H KJ kg -=? 4 6.8381S =11--??K kg kJ

该循环透平机进行绝热可逆操作，增压泵也进行绝热可逆操作时效率

最高。

54 6.8381S S ==，由，查得

气相，

117153.7--??=K kg kJ S g （查饱和蒸汽性质表） 液相，119852.0--??=K kg kJ S l （查饱和水性质表内插）

气相含量为x

8381.69852.0)1(7153.7)1(3=?-+?=-+?=x x S x S x S l g

87.0=x 1

5(1)0.872631.4(10.87)303.462328.77g l H x H x H kJ kg -=?+-=?+-?=? 45412992.72328.770.2472992.7303.96H H H H η--===--

冷凝器压力，饱和温度为℃；锅炉压力，饱和温度为℃。卡诺循

环运行在此两温度之间，卡诺循环效率

267.027332.19869.7232.198=+-=-=高低

高卡T T T η

P

1.0-25℃若卡诺循环运行在实际的二个温度之间，其效率为

375.027328069.72280=+-=-=高低高卡T T T η

(3)不可逆过程的焓差为(H 2-H 3)，而吸收的热仍为12H H -，因此效率

45410.80()0.800.2470.198H H H H η-==?=-

3．某压缩制冷装置，用氨作为制冷剂，氨在蒸发器中的温度为-25℃，

冷却器中的压力为，假定氨进入压缩机时为饱和蒸汽，而离开冷凝器

时为饱和液体，每小时制冷量Q 0为×105 kJ·h -1。

求：（1）所需的氨流率；

（2）制冷系数。

解：通过NH 3的P-H 图可查到各状态点焓值。

按照题意，氨进入压缩机为饱和状态1，离开冷凝器为饱和状态3。

氨在蒸发器中的过程即4→1 H 1=1430KJ·kg -1

H 2=1710KJ·kg -1

氨在冷凝器中的过程即2→3，H 3=H 4=320KJ·kg -1

氨流率 1

5

410005.15032014301067.1-?=-?=-==h kg H H Q q Q G

制冷系数 0142114303201110 3.9617101430280s q H H W H H ξ--=

====--

注：求解此类题目：关键在于首先确定各过程状态点的位置，然后在P-H图或T—S图上查到相应的焓（或温度、压力）值，进行计算。4. 某压缩制冷装置，用氨作为制冷剂，氨在蒸发器中的温度为－25℃，冷凝器内的压力为1180kPa，假定氨进入压气机时为饱和蒸气，而离开冷凝器时是饱和液体，如果每小时的制冷量为167000kJ，求

所需的氨流率；制冷系数。

解：此氨制冷循环示于右图所示T-S图上。

查的T-S图，得H1=1648kJ/kg，H2=1958kJ/kg，

H3=H4=565kJ/kg

则单位质量制冷剂的制冷量为

q0=H1－H4=1648－565=1083(kJ/kg)

所需的氨流率为

G=

167000

1083

Q

q

=

=（kg/h）

(2)制冷系数为

ε=

00

21

1083

19581648 q q

W H H

==

--=

5、容器被分隔成AB两室，如图1-4所示，已知当地大气压p b = ，气压表2读为p e 2 = ，气压表1的读数p e1 = ，求气压表3 的读数（用MPa 表示）。

解：p A = p b+ p e1 = + =

p A = p B + p e2

p B = p A p e2 = =

p e3 = p B p b = =

6、如图所示的气缸，其内充以空气。气缸截面积A=100cm2，活塞距底面高度H=10cm。活塞及其上重物的总重量

G1=195kg。当地的大气压力p0=771mmHg，环境

温度t0=27℃。若当气缸内气体与外界处于热力

H 平衡时，把活塞重物取去100kg，活塞将突然上

升，最后重新达到热力平衡。假定活塞和气缸壁之间无摩擦，气体可以通过气缸壁和外界充分换热，试求活塞上升的距离和空气对外作的功及与环境的换热量。

7、一容积为的储气罐,内装氧气，其初态压力p1=，温度t1=38℃。若对氧气加热，其温度、压力都升高。储气罐上装有压力控制阀，当压力超过时，阀门便自动打开，放走部分氧气，即储气罐中维持的最大压力为。问当罐中温度为285℃，对罐内氧气共加入了多少热量设氧气的比热容为定值，cv=(kg·K)、cp＝(kg·K)。

工程热力学知识点总结

工程热力学大总结 '

… 第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 ) 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 } 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。

工程热力学习题集答案

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 4．54KPa 5．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 10．7 2g R 11．一次二次12．热量 13．两 14．173KPa 15．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 20．7 2g R 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.－w s =h 2－h 1 或 －w t =h 2－h 1 34.小于 35. 2 2 1 t 0 t t C C > 36. ∑=ω ωn 1 i i i i i M /M / 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 43.650 44.c v (T 2－T 1) 45.c n ln 1 2T T 46.22.12 47.当地音速 48.环境温度 49.多级压缩、中间冷却 50.0与1 51.（物质） 52.（绝对压力）。 53.（q=(h 2-h 1)+(C 22 -C 12 )/2+g(Z 2-Z 1)+w S ）。 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.C 2.D 3.D 4.A 5.C 6.B 7.A 8.A 9.C 10.B 11.A 12.B 13.B 14.B 15.D 16.B 17.A 18.B 19.B 20.C 21.C 22.C 23.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=R r T mkg气体:pV=mR r T 1kmol气体：pV m=RT nkmol气体：pV=nRT R r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=p s t=t s v=v″,h=h″s=s″

工程热力学期末试题及答案

工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： = ??? ? ? ++-?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如何变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?=iso 0 S ?=

5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量方程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。 答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分） 证明：T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε，当 2q 不变，T ?↑时，↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分） 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ，若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。

工程热力学(1)考试复习重点总结

第一章 基本概念及定义 一、填空题 1、热量与膨胀功都是 量，热量通过 差而传递热能，膨胀功通过 差传递机械能。 2、使系统实现可逆过程的条件是：（1） ，（2） 。 3、工质的基本状态参数有 、 、 。 4、热力过程中工质比热力学能的变化量只取决于过程的___________而与过程的路经无关。 5、热力过程中热力系与外界交换的热量，不但与过程的初终状态有关，而且与_______有关。 6、温度计测温的基本原理是 。 二、判断题 1、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 2、无论过程是否可逆，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。（ ） 3、膨胀功的计算式?= 2 1 pdv w ，只能适用于可逆过程。 （ ） 4、系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下（不考虑外力场作用），宏观热力性质不随时间而变化的状态。（ ） 5、循环功越大，热效率越高。（ ） 6、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（ ） 7、系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。（ ） 8、系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。（ ） 9、孤立系统的热力状态不能发生变化。（ ） 10、经历一个不可逆过程后，系统和外界的整个系统都能恢复原来状态。（ ） 三、选择题 1、闭口系统功的计算式21u u w -=（ ）。 （A ）适用于可逆与不可逆的绝热过程 （B ）只适用于绝热自由膨胀过程 （C ）只适用于理想气体绝热过程 （D ）只适用于可逆的绝热过程 2、孤立系统是指系统与外界（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有任何能量传递与质交换 3、绝热系统与外界没有（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有功量交换

工程热力学简答题

1.何谓状态何谓平衡状态何为稳定状态 状态：热力学系统所处的宏观状况 平衡状态：在不受外界影响的条件下，系统的状态不随时间而变化 稳定状态：系统内各点参数不随时间而变化 2.说明状态参数的性质。 (1)状态参数是状态的函数。对应一定的状态。状态参数都有唯一确定的数位。 (2)状态参数的变化仅与初、终状态有关，而与状态变化的途径无关。当系统经历一系列状态变化而恢复到初态时。其状态参数的变化为零，即它的循环积分为零 (3)状态参数的数学特征为点函数，它的微分是全微分。 3.何谓热力过程 热力学状态变化的历程 4.何谓准静态过程实现准静态过程的条件是什么 准静态过程：热力学系统经历一系列平衡状态，每次状态变化时都无限小的偏离平衡状态。 条件：状态变化无限小，过程进行无限慢。 5.非准静态过程中，系统的容积变化功可否表示为 ?=-21 2 1 d v p w 为什么 不可以。在非准静态过程中pv的关系不确定，没有函数上的联系。 6.何谓可逆过程 经历一个热力学过程后，热力学系统逆向沿原过程逆向进行，系统和有关的外界都返回到原来的初始状态，而不引起其他的变化。 7.何谓热力循环 系统由初始状态出发，经过一系列中间状态后重新回到初始状态所完成的一个封闭式的热力过程称为热力循环。 8.何谓正循环，说明其循环特征。 在状态参数坐标图上，过程按照顺时针循环的为正循环，其目的是利用热产生机械功，动力循环，顺时针，循环净功为正。 9.何谓逆循环，说明其循环特征。 在状态参数坐标图上，过程按照逆时针循环的为逆循环，其目的是付出一定代价使热量从低温区传向高温区，制冷循环，逆时针，循环净功为负。 10.何谓热量何谓功量 热量：仅仅由于温度不同，热力学系统与外界之间通过边界所传递的能量 功量：热力学系统和外界间通过边界而传递的能量，且其全部效果可表现为举起重物。 11.热量和功量有什么相同的特征两者的区别是什么 相同特征：都是系统与外界间通过边界传递的能量，都是过程量，瞬时量。

工程热力学简答题汇总汇编

工程热力学简答题汇 总

1热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。 开口系统：热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。 闭口系统：热力系统和外界只有能量交换而无物质交换。 孤立系统：热力系统和外界即无能量交换又无物质交换。 2平衡状态：一个热力系统如果在受外界影响的条件下系统的状态能够始终保持不变，则系统的这种状态叫平衡状态。 准平衡过程：若过程进行的相对缓慢，工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时间，即所谓弛豫时间又很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做准平衡过程。 可逆过程：当完成了某一过程之后，如果有可能使工质沿相同的路径逆行而回复到原来状态，并且相互作用中所涉及到的外界亦回复到原来状态而不留下任何改变。 3汽化潜热：即温度不变时，单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。 4比热的定义和单位：1kg物质温度升高1k所需热量称为质量热容，又称比热容，单位为 J/(kg·K)，用c表示，其定义式为c=δq/dT或c=δq/dt。 5湿空气的露点：露点是在一定的pv下（指不与水或湿物料相接触的情况），未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即将结出露珠时的温度，可用湿度计或露点仪 测量，测的td相当于测定了 pv。 6平衡状态与稳定状态有何区 别和联系，平衡状态与均匀状 态有何区别和联系? 答：“平衡状态”与“稳定状态” 的概念均指系统的状态不随时 间而变化，这是它们的共同 点；但平衡状态要求的是在没 有外界作用下保持不变；而平 衡状态则一般指在外界作用下 保持不变，这是它们的区别所 在。 7卡诺定理：定理一：在相同 温度的高温热源和相同温度的 低温热源之间工作的一切可逆 循环，其热效率都相等，与可 逆循环的种类无关，与采用哪 一种工质也无关。 定理二：在温度同为T1的热 源和同为T2的冷源间工作的 一切不可逆循环，其热效率必 小于可逆循环。 推论一：在两个热源间工作的 一切可逆循环，他们的热效率 都相同，与工质的性质无关， 只决定于热源和冷源的温度， 热效率都可以表示为ηc=1— T2/T1 推论二：温度界限相同，但具 有两个以上热源的可逆循环， 其热效率低于卡诺循环 推论三：不可逆循环的热效率 必定小于同样条件下的可逆循 环 8气体在喷管中流动，欲加速 处于超音速区域的气流，应采 取什么形式的喷管，为什么： 因为Ma>1超声速流动，加速 dA>0气流截面扩张，喷管截面 形状与气流截面形状相符合， 才能保证气流在喷管中充分膨 胀，达到理想加速度过程，采 用渐扩喷管。 9压气机，实际过程与理想过 程的关系，在压气机采取多级 压缩和级间冷却有什么好处： 每级压气机所需功相等，这样 有利于压气机曲轴平衡。每个 汽缸气体压缩后达到的最高温 度相同，这样每个汽缸的温度 条件相同。每级向外排出的热 量相等，而且每级的中间冷却 器向外排除的热量也相等。 （避免压缩因比压太高而影响 容积效率，有利于气体压缩以 等温压缩进行，对容积效率的 提高也有利） 10逆向循环：把热量从低温热 源传给高温热源。 11绝热节流：在节流过程中， 流体与外界没有热量交换就称 绝热节流。 14简述功和热量的区别与联 系：都是过程量，作功有宏观 移动，传热无宏观移动，作功 有能量转化，传热无能量转 化，功变热无条件，热变功有 条件。 12喷管的形状选择与哪些因素 有关？背压对喷管性能有何 影响？温度有何变化规律和 影响？进口截面参数（滞止 压力P0）和背压（P b）；Pb ≥Pcr选渐缩喷管，Pb＜Pcr 选缩放喷管。 13蒸汽压缩式制冷和空气压缩式制 冷的联系与区别。蒸汽压缩式制冷 的优点，装置上的区别及原因。 答：都是利用压缩气体来制冷，制 冷装置不用，使用的气体不同，前 者使用的是低沸点的水蒸气，后者 使用的是空气。蒸汽压缩式制冷的 优点：1，更接近于同温限的逆向卡 诺循环，提高了经济性；2，单位质 量工质制冷量较大。为了简化设 备，提高装置运行的可靠性，实际 应用的蒸汽压缩制冷循环常采用节 流阀代替膨胀机。 14湿空气温度与吸湿能力的关系 湿含量一定时，温度升高，空气中 水蒸气密度变大，吸湿能力下降 15朗肯循环在T-S图上表示 1-2，绝热膨胀做功 2-3，冷却放热，冷凝的饱和水 3-4，在水泵里绝热压缩 4-1，加热，汽化 循环吸热量q1=h1-h4；循环放热量 q2=h2-h3 对外做功w1=h1-h2；消耗功w2=h4- h3 热效率ηt=Wnet/q1=(h1-h2)-(h4- h3)/h1-h4 16R和Rg的意义及关系：Rg是气体 常数，仅与气体种类有关而与气体 的状态无关；R是摩尔气体常数，不 仅与气体状态无关，也与气体的种 类无关，R=8.3145J(mol·K)。若气 体的摩尔质量为M，则R=MRg 17热量（可用能）的概念：在温 度为T0的环境条件下，系统（T＞ T0）所提供的热量中可转化为有用 功的最大值是热量，用EX，Q表 示。 18热力学第二定律的表述 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2

工程热力学复习重点及简答题

工程热力学复习重点2012. 3 绪论 [1]理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法 [2]理解热能利用的两种主要方式及其特点 [3]了解常用的热能动力转换装置的工作过程 1．什么是工程热力学 从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。 2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题 3. 热能及其利用 [1]热能：能量的一种形式 [2]来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。 如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。 二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。 [3]利用形式： 直接利用：将热能利用来直接加热物体。如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大) 间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能， 4．.热能动力转换装置的工作过程 5．热能利用的方向性及能量的两种属性 [1]过程的方向性：如：由高温传向低温 [2]能量属性：数量属性、,质量属性(即做功能力) [3]数量守衡、质量不守衡 [4]提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。 第1章基本概念及定义 1. 1 热力系统 一、热力系统 系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。 外界：与系统相互作用的环境。 界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。 依据：系统与外界的关系 系统与外界的作用：热交换、功交换、质交换。 二、闭口系统和开口系统 闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。 开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。 三、绝热系统与孤立系统 绝热系统：系统内外无热量交换(系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热) 孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换

工程热力学期末复习题

江苏科技大学 《工程热力学》练习题参考答案 第一单元 一、判断正误并说明理由： 1.给理想气体加热，其热力学能总是增加的。 错。理想气体的热力学能是温度的单值函数，如果理想气体是定温吸热，那么其热力学能不变。 1.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变 化。 错。压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。所以压力表读数发生变化可以是气体的发生了变化，也可以是大气压力发生了变化。 2.在开口系统中，当进、出口截面状态参数不变时，而单位时间内流入与流出 的质量相等，单位时间内交换的热量与功量不变，则该系统处在平衡状态。 错。系统处在稳定状态，而平衡状态要求在没有外界影响的前提下，系统在长时间内不发生任何变化。 3.热力系统经过任意可逆过程后，终态B的比容为v B大于初态A的比容v A，外 界一定获得了技术功。 错。外界获得的技术功可以是正，、零或负。 4.在朗肯循环基础上实行再热，可以提高循环热效率。 错。在郎肯循环基础上实行再热的主要好处是可以提高乏汽的干度，如果中间压力选的过低，会使热效率降低。 6．水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。 错。因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数，所以水蒸汽的定温过程中，加入的热量并不是全部用与膨胀做功，还使水蒸汽的热力学能增加。 7．余隙容积是必需的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。 对。余隙容积的存在降低了容积效率，避免了活塞和气门缸头的碰撞，保证了设备正常运转，设计压气机的时候应尽可能降低余容比。 8．内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高。 错。在循环增压比相同吸热量相同的情况下，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高；但是在循环最高压力和最高温度相同时，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率低。 9．不可逆过程工质的熵总是增加的，而可逆过程工质的熵总是不变的。 错。熵是状态参数，工质熵的变化量仅与初始和终了状态相关，而与过程可逆不可逆无关。 10．已知湿空气的压力和温度，就可以确定其状态。 错。湿空气是干空气与水蒸汽的混合物，据状态公理，确定湿空气的状态需要三

工程热力学第二章整理知识点第三版

工程热力学第三版 沈维道蒋智敏童钧耕合编 第二章热力学第一定律 热力学第一定律(能量守恒与转换定律):自然界中的一切物质都具有能量, 能量不可能被创造, 也不可能被消灭;但能量可以从一种形态转变为另一种形态,且在能量的转化过程中能量的总量保持不变。它确定了热力 过程中热力系与外界进行能量交换时,各种形态能量数量上的守恒关系。 能量是物质运动的度量。分子运动学说阐明了热能是组成物质的分子、原子等微粒的杂乱运动———热运动的能量。 根据气体分子运动学说,热力学能是热力状态的单值函数。在一定的热 力状态下, 分子有一定的均方根速度和平均距离, 就有一定的热力学能, 而与达到这一热力状态的路径无关,因而热力学能是状态参数。由于气体的热力状态可由两个独立状态参数决定, 所以热力学能一定是两个独立状态参数的函数,如: u = f( T, v) 或 u = f( T, p) ; u = f( p, v)

能量传递方式:作功和传热。作功来传递能量总是和物体的宏观位移有关。 功的形式除了膨胀功或压缩功这类与系统的界面移动有关的功外, 还有因工质在开口系统中流动而传递的功, 这种功叫做推动功。对开口系统进行功的计算时需要考虑这种功。 开口系统和外界之间功的交换。 取燃气轮机为一开口系统,当1 kg工质从截面 1 - 1 流入该热力系时, 工质带入系统的 推动功为 p 1 v 1 , 工质在系统中进行膨胀, 由状态 1 膨胀到状态 2, 作膨胀功 w, 然后从截面 2 - 2 流出, 带出系统的推动功为 p 2 v 2 。推动功差 Δ( pv) = p 2 v 2 - p 1 v 1 是系统为维持工质流动所需的功,称为流动功（系统为维持工质流动所需的功）。在不考虑工质的动能及位能变化时,开口系与外界交换的功量是膨胀功与流动功之差w - ( p 2 v 2

工程热力学知识点

工程热力学复习知识点 一、知识点 基本概念的理解和应用（约占40%），基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占60%）。 1. 基本概念 掌握和理解：热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。热力系的分类：开口系，闭口系，孤立系统)。 掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。制冷循环和热泵循环的概念区别。 理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结合）。 2. 热力学第一定律 掌握和理解：热力学第一定律的实质。 理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。 理解并掌握：焓、技术功及几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。 3. 热力学第二定律 掌握和理解：可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。 掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文

表述等）。卡诺循环和卡诺定理。 掌握和理解：熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。 理解并会分析：熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。温-熵图的分析及应用。 理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。 4. 理想气体的热力性质 熟悉和了解：理想气体模型。 理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体的比热。 理解并会计算：理想气体的内能、焓、熵及其计算。理想气体可逆过程中，定容过程，定压过程，定温过程和定熵过程的过程特点，过程功，技术功和热量计算。 5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题 理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。 理解并掌握：绝热节流的现象及特点 6. 蒸汽动力循环

工程热力学部分简答题

1．均匀系统和单相系统的区别？ 答：如果热力系统内部个部分化学成分和物理性质都均匀一致，则该系统成为均匀系统。如果热力系统由单相物质组成，则该系统称为单相系统。可见，均匀系统一定是单相系统，反之则不然。2．试说明稳定、平衡和均匀的区别与联系？ 答：稳定状态是指状态参数不随时间变化，但这种不变可能是靠外界影响来维持的。 平衡状态是指不受外界影响时状态参数不随时间变化。 均匀状态是指不受外界影响时不但状态参数不随时间变化，而且状态参数不随空间变化。 均匀→平衡→稳定 3．实现可逆过程的充分条件。 答：（1）过程是准静态过程，即过程所涉及的有相互作用的各物体之间的不平衡势差为无限小。（2）过程中不纯在耗散效应，即不存在用于摩擦、非弹性变形、电流流经电阻等使功不可逆地转变为热的现象。 4．膨胀功、流动功、技术功、轴功有何区别与联系。 答：气体膨胀时对外界所做的功称为膨胀功。 流动功是推动工质进行宏观位移所做的功。 技术功是膨胀功与流动功的差值。 系统通过机械轴与外界所传递的机械功称为轴功。 5．焓的物理意义是什么，静止工质是否也有焓这个参数？

答：焓的物理意义为，当1kg 工质流进系统时，带进系统与热力状态有关的能量有内能u 和流动功pv ，而焓正是这两种能量的总和。因此焓可以理解为工质流动时与外界传递的与其热力状态有关的总能量。但当工质不流动时，pv 不再是流动功，但焓作为状态参数仍然存在。 6．机械能向热能的转变过程、传热过程、气体自由膨胀过程、混合过程、燃烧反应过程都是自发的、不可逆的。 热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不可能自动地、无偿地从低温物体传至高温物体。 7．循环热效率公式12 1q q q -=η和121T T T -=η是否完全相同？ 答：前者用于任何热机，后者只用于可逆热机。 8．若系统从同一始态出发，分别经历可逆过程和不可逆过程到达同一终态，两个过程的熵变相同吗？ 答：对系统来说，熵是状态参数，只要始态和终态相同，过程的熵变就相等。所谓“可逆过程的熵变必然小于不可逆过程的熵变”中的熵变是指过程的总熵变，它应该包括系统的熵变和环境的熵变两部分。在始态和终态相同的情况下，系统的熵变相同，而不可逆过程中环境的熵变大于可逆过程中环境的熵变。 9．g f dS dS dS +=；熵可能大于零，可能等于零，也可能小于零。 T Q dS f δ=----熵流，表示系统与外界交换的热量与热源温差的比 值。 0≥g dS （大于时为不可逆过程，等于时为可逆过程）----熵产，表

工程热力学简答题汇总

循环吸热量q 仁h1-h4 ;循环放热量 q2=h2-h3 对外做功w 仁h1-h2 ;消耗功w2=h4-h3 热效率 n =Wnet/q 1=(h1-h2)-(h4-h3)/h1-h4 16R 和Rg 的意义及关系：Rg 是气体常数， 仅与气体种类有关而与气体的状态无关； R 是摩尔气体常数，不仅与气体状态无关， 也与气体的种类无关，R=8.3145J(mol K)。 若气体的摩尔质量为 M 则R=MRg 17热量 (可用能)的概念：在温度为T0 的环境条件下，系统(T >T0)所提供的热 量中可转化为有用功的最大值是热量 ， 用EX, Q 表示。 18热力学第二定律的表述 克劳休斯从热量传递方向性的角度提出 ： 热不可能自发地、不付出代价地从低温物 体传至高温物体。 热能转化为机械能的开尔文说法：不可能 制造出从单一热源吸热，使之全部转化为 功而不留下其他任何变化的热力发动机。 19熵定义式，及其适用条件 ds= S Q re /T(熵的变化等于可逆过程中系 统与外界交换的热量与热力学温度的比 值) 熵产由(△ S=A Sg+ △ Sf )得熵产△ Sg=A S-A Sf >0 在孤立系统内，一切实际过程(不可逆过 程)都朝着是系统熵增加的方向进行或在 极限情况下(可逆过程)维持系统的熵不 变，而任何使系统熵减少的过程是不可能 发生的。孤立系熵越大，不可逆过程越大。 1热力系统：被人为分割出来作为热力 学分析对象的有限物质系统。 开口系统：热力系统和外界不仅有能 量交换而且有物质交换。 闭口系统：热力系统和外界只有能量 交换而无物质交换。 孤立系统：热力系统和外界即无能量 交换又无物质交换。 2平衡状态：一个热力系统如果在受外 界影响的条件下系统的状态能够始终保 持不变，则系统的这种状态叫平衡状态。 准平衡过程：若过程进行的相对缓慢， 工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时 间，即所谓弛豫时间又很短，工质有足 够的时间来恢复平衡，随时都不致显著 偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做 准平衡过程。 可逆过程：当完成了某一过程之后， 如果有可能使工质沿相同的路径逆行而 回复到原来状态，并且相互作用中所涉 及到的外界亦回复到原来状态而不留下 任何改变。 3汽化潜热：即温度不变时， 单位质量 的某种液体物质在汽化过程中所吸 收的热量。 4比热的定义和单位：1kg 物质温度升高 1k 所需热量称为质量热容，又称比热 容，单位为J/(kg ? K)，用c 表示，其定 义式为 c= S q/dT 或 c= S q/dt 。 5湿空气的露点：露点是在一定的pv 下 (指不与水或湿物料相接触的情况)， 未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即 将结出露珠时的温度，可用湿度计或露 点仪测量，测的td 相当于测定了 pv 。 6平衡状态与稳定状态有何区别和联 系，平衡状态与均匀状态有何区别和联 系？ 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概 念均指系统的状态不随时间而变化，这 是它们的共同点；但平衡状态要求 的是在没有 外界作用下保持不变； 而平衡状态则一般指在外界作用下 保持不变，这是它们的区别所在。 7卡诺定理：定理一：在相同温度的 高温热源和相同温度的低温热源之 间工作的一切可逆循环，其热效率 都相等，与可逆循环的种类无关， 与采用哪一种工质也无关。 定理二：在温度同为T1的热源和同 为T2的冷源间工作的一切不可逆 循环，其热效率必小于可逆循环。 推论一：在两个热源间工作的一切 可逆循环，他们的热效率都相同， 与工质的性质无关，只决定于热源 和冷源的温度，热效率都可以表示 为加=1 — T2/T1 推论二：温度界限相同，但具有两 个以上热源的可逆循环，其热效率 低于卡诺循环 推论三：不可逆循环的热效率必定 小于同样条件下的可逆循环 8气体在喷管中流动，欲加速处于 超音速区域的气流，应采取什么形 式的喷管，为什么： 因为Ma>1超声速流动，加速 dA>0 气流截面扩张，喷管截面形状与气 流截面形状相符合，才能保证气流 在喷管中充分膨胀，达到理想加速 度过程，采用渐扩喷管。 9压气机，实际过程与理想过程的 关系，在压气机采取多级压缩和级 间冷却有什么好处： 每级压气机所需功相等，这样有利 于压气 机曲轴平衡。每个汽缸气体 压缩后达到的 最高温度相同，这样 每个汽缸的温度条件相同。每级向 外排出的热量相等，而且每级的中 间冷却器向外排除的热量也相等。 (避免压缩因比压太高而影响容积 效率，有利于气体压缩以等温压缩进 行，对容积效率的提高也有利) 10逆向循环：把热量从低温热源传 给高温热源。 11绝热节流：在节流过程中，流体 与外界没有热量交换就称绝热节流。 14简述功和热量的区别与联系 ：都 是过 程量，作功有宏观移动，传热无 宏观移动，作功有能量转化，传热无 能量转化，功变热无条件，热变功有 条件。 12喷管的形状选择与哪些因素有 关？背压对喷管性能有何影响？ 温度有何变化规律和影响？ 进口 截面参数(滞止压力 P °)和背压 (P b )； Pb>Per 选渐缩喷管，Pb v Per 选缩放喷管。 13蒸汽压缩式制冷和空气压缩式制 冷的联系与区别。蒸汽压缩式制冷 的优点，装置上的区别及原因。 答： 都是利用压缩气体来制冷，制冷装置 不用，使用的气体不同，前者使用的 是低沸点的水蒸气，后者使用的是空 气。蒸汽压缩式制冷的优点： 1,更 接近于同温限的逆向卡诺循环， 提高 了经济性；2，单位质量工质制冷量 较大。为了简化设备，提高装置运行 的可靠性，实际应用的蒸汽压缩制冷 循环常采用节流阀代替膨胀机。 14湿空气温度与吸湿能力的关系 湿含量一定时，温度升高，空气中水 蒸气密度变大，吸湿能力下降 15朗肯循环在T-S 图上表示 1- 2，绝热膨胀做功 2- 3，冷却放热，冷凝的饱和水 3- 4，在水泵里绝热压缩 4- 1，加热，汽化

工程热力学简答题电子版

工程热力学习题A 一、简要问答题 1.工程热力学的研究对象主要是什么？ 答：工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别是热能转化为机械能的规律和方法，以及提高转化效率的途径，以提高能源利用的经济性。 2.热能的利用有哪两种基本的利用形式，并举例说明？ 答：一种是热能的直接利用，如冶金，化工，食品等工业和生活上的应用，另一种是热能的间接利用，如把热能转化成机械能或电能为人们提供动力。 3.何为工质？如何采用气体而不采用液体或固体作为热机的工质？ 答：工质是指在热机中工作的借以实现将热能转化成机械能的媒介物质，因气体的膨胀性与压缩性远比液体、固体要好，所以热机中的工质是采用气体，而不采用液体，更不能采用固体。 4.功量与热量有何不同和相同之处？ 答：相同之处：（1）都是过程量，而不是状态参数；（2）都是工质与外界交换的能量；（3）可逆过程都可图示。 不同之处：（1）功量是有序能（机械能）即功量是有规则的宏观运动能量的传递，在做功过程中往往伴随着能量形态的转化，而热量是无序能（热能）即热量是大量微粒子热运动的能量传递，传热过程中不出现能量形态的转化。（2）有功转换的动力是压差，而有热交换的动力是温差，（3）功量与热量的计算表达式不同。（4）功量可在p-vt图上图示，而热量是在T-s图上图示。 5.写出热力系统第一定律的文字表达？ 答：热力学第一定律的文字表述：热可以变为功，功也可以变为热，一定量的热消失时，必产生相应量的功，消耗一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热。 6.写出1Kg工质的焓的符号与定义式及其能量含义，并指出焓是过程量还是状态参数。答：焓的符号是h，其定义式是h=u+pv，其能量含义是系统中因引进1kg工质而获得的总能量是热力学能u与推动功pv之和，焓是状态参数，而不是过程量。 7.何为理想气体，并举例指出什么气体可视为理想气体？什么气体不能视为理想气体？ 答：理想气体是指其分子是具有弹性的，而不具有体积的质点，分子间没有相互作用力的假想气体。工质中常用的氧气、氮气、氢气等及空气，燃气，烟气等在通常使用的温度，压力下都可作为理想气体。而水蒸气，制冷装置中的工质，如氟利昂汽等不能看做理想气体。 8.指出Rg，R的名称，单位，以及其值是否与气体种类及气体的状态有关？ 答：Rg称为气体参数，其单位是J/Kg*K，其值取决于气体种类，而与气体所处状态无关，R称为摩尔气体常数，也成为通用气体常数，其单位是J/mol*K，其值即于气体种类也与气体所处状态无关。 9.为何说四个基本的热力过程是多变的过程的特例？ 答：四个基本的热力过程，是指1定容过程，其过程表达式是V=c；2定压过程，其过程表达式是P=c；3定温过程，其过程表达式是T=c；4定熵过程，又称绝热过程，其过程表达式S=c。 因多变过程方程式是PV n=常数，当n=0时，pv0=常数→p=常数，这是定压过程方程式。 n=1时，pv1=常数→pv=常数，这是定温过程方程式。n=k时，pv k=常数，这是绝热过程方程式（即定熵过程方程式）；n→±∞时，P1/n*v=常数→v=常数，这是定容过程方程式。所以说，四个基本的热力过程是多变过程的特例。 10.为何说可逆绝热过程一定是定熵过程？

工程热力学 基本知识点

第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相 对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。 广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。 准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的 平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态，整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程。 可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为可逆过程。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容积功。 热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环，简称循环。 2.常用公式 状态参数:1 2 1 2 x x dx- = ? ?=0 dx 状态参数是状态的函数，对应一定的状态，状态参数都有唯一确定的数值，工质在热力过程中发生状态变化时，由初状态经过不同路径，最后到达

工程热力学基础简答题

工程热力学基础简答题

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1、什么是叶轮式压气机的绝热效率？ 答： 2、压缩因子的物理意义是什么？ 它反映了实际气体与理想气体的偏离 程度，也反映了气体压缩性的大小，Z>1表示实际气体较理想气体难压缩，Z<1表示实际气体较理想气体易压缩。 3、准平衡过程和可逆过程的区别是什么？ 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。 4、什么是卡诺循环？如何求其效率？ 答：卡诺循环包括四个步骤：等温吸热，绝热膨胀，等温放热，绝热压缩。 5、余隙容积对单级活塞式压气机的影响？ 答：余隙容积的存在会造成进气容积减少，所需功减少。余隙容积过大会使压缩机的生产能力和效率急剧下降，余隙容积过小会增加活塞与气缸端盖相碰撞的危险性 6、稳定流动工质焓火用的定义是如何表达的？

答：定义：稳定物流从任意给定状态经开口系统以可逆方式变化到环境状态，并只与环境交换热量时所能做的最大有用 功。 7、写出任意一个热力学第二定律的数学表达式、 答： 8、理想气体经绝热节流后，其温度、压力、热力学能、焓、熵如何变化？ 答：温度降低，压力降低，热力学能减小、焓不变、熵增加。 9、冬季室内采用热泵供暖，若室内温度保持在20度，室外温度为-10度时，热泵的供暖系数理论上最高可达到多少？ 答： 10、对于简单可压缩系统，实现平衡状态的条件是什么？热力学常用的基本状态参数有哪些？ 答：热平衡、力平衡、相平衡；P、V、T 11、简述两级压缩中间冷却压气机中，中间冷却的作用是什么？如何计算最佳中间压力？ 答：减少高压缸耗功，利于压气机安全运行，提高容积效率， 降低终了温度；中间压力： 12、混合理想气体的分体积定律是什么？写出分体积定律 的数学表达式。

工程热力学期末考试试题

建筑环境与设备工程专业 一、选择题(每小题3分，共分) 1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则( A ) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是( B ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt