热力学复习题汇总
《工程热力学》复习题汇总
一填空题
1．热力系统：忽略家用电热水器的表面散热，取正在加热不在使用的电热水器为控制体，（不包括电加热器），这是系统，把电加热器包括在研究对象内，这是系统，研究对象加入，构成孤立系统。
2．热力系统：盛满热水的真空保温杯是系统，内燃机在汽缸进气或排气阀门打开时，是系统。
3．过程判断：热力系统与外界在绝热但存在摩擦力的情况下，在无限小压差下缓慢的做功过程准静态过程，可逆过程。
4．过程判断：热量从温度为100℃的热源通过薄容器壁缓慢地传递给处于平衡状态下的冰水混合物，此过程准静态过程，可逆过程，理由
5.通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程，此过程为，理由为。
6.有一刚性容器，被分成两部分，一部分装有气体，一部分抽成真空，若真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板，让气体先恢复平衡再抽去下一块，问此过程为，理由为。7．闭口系统热力学第一定律表达式：，稳流开口系
统的热力学第一定律表达式为：；开口系统工质跟外界交换的技术功包括，可逆过程技术功的计算式为：；
8 闭口容器内的气体从热源吸收了100kJ的热量，并对外膨胀作功消耗了40kJ，其中克服摩擦功5kJ，假设摩擦产生的耗散热全部用于增加工质的热力学能，根据闭口系统能量守恒方程式，系统热力学能增加量为。
9．理想气体是，工程上常用的空气、燃气和烟气理想气体，水蒸气理想气体。10．一种确定的理想气体，其c p-c v定值，c p/c v定值，c p/c v随变化，其中c p-c v的含义是；工程上常用的空气、燃气理想气体，水蒸气理想气体。
11.过冷水的定压汽化过程在p-v图上可表示出五种状态，分别
为：。
12.实际气体与理想气体的偏离可用压缩因子Z表示，理想气体的Z等于，
实际气体的Z随压力的增高，呈现的变化。
13．气体在管道内绝热流动，其滞止状态是指，此时的焓h0= ；临界压力与有关，工临界流速临界声速。
14．活塞式压缩机中，因的存在，使产气量降低，但理论上对单位质量气体耗功影响。
15．活塞式内燃机有三个循环特征性能参数，分别为 。
16．活塞式内燃机循环过程与燃气轮机循环过程的主要区别可概括为 。
17．刚性绝热气缸-活塞系统，B 侧设有电热丝,判断下列4种情况分别是什么热
力系统.
二、选择题
1. 某容器中气体的表压力为0.04MPa, 当地大气压为0.1 MPa, 则该气体的绝
对压力为（ ）：
A 0.06 MPa
B 0.04MPa
C 0.14 Mpa
2． 容器中气体的真空度为0.04MPa, 当地大气压为0.1 MPa, 则该气体的绝对
压力为（ ）。
A 0.06 MPa
B 0.04MPa
C 0.14 Mpa
3. 理想气体在某一过程中吸入3100kJ 的热量， 同时内能增加了150kJ ，该过
程是（ ）：
红线内——
黄线内不包含电热丝——
黄线内包含电热丝——
兰线内——
A 膨胀过程，
B 压缩过程C定容过程
4．理想气体在某过程中吸入100kJ的热量，对外输出100kJ的功，此过程是（）。
A压缩过程 B 绝热过程 C 定温过程
5.一绝热刚体容器用隔板分成两部分，左边盛有高压理想气体，右边为真空，
抽去隔板后，容器内的气体温度将（）
A 升高
B 降低C不变
6．稳流开口系统q=Δh+w t适用于（）
A任何过程，任意工质；B可逆过程，任意工质；C 可逆过程、理想气体7. q=Δh+w t适用于（）
A稳流开口系统, B闭口系统, C任意系统, D非稳流开口系统
8．q=h2-h1适用于（）。
A压气机, B换热器, C 动力机, D 管道
9．下列能量方程式正确的有（）。
A q=Δu+pv,
B q=Δu+Δ(pv),
C q=Δh+w,
D q=Δh+w t
10．理想气体经某可逆过程后，其Δu和Δh的变化量为0，此过程为（）；若Δs=0，则此过程为（）；如w t=0，过程为（）；若w=0，过程为（）。
A定容过程，B定压过程，C定温过程，D绝热过程
11．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（）
A 大于零，
B 等于零C小于零
12. 单位千克理想气体可逆绝热过程的技术功等于
A-Δh B Δu C Δh D -Δu
13. 对于理想气体，下列各说法是否正确（）
A气体吸热后熵一定增大，B气体吸热后温度一定升高，
C气体吸热后热力学能一定升高，D气体膨胀时一定对外作功,
E气体压缩时一定耗功;
14. 某一闭口热力系统，经历了一个可逆过程，热力系对外做功20kJ, 外界对热
力系加热5kJ，热力系中工质的熵变（）
A 大于零
B 等于零
C 小于零
15．干饱和蒸汽被定熵压缩将变为
A 饱和水
B 湿蒸汽
C 过热蒸汽
16．有一卡诺热机，当它被作为制冷机使用时，两热源的温差越大则制冷系数（）
A 越大
B 越小
C 不变
17．有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环时，可以从单一热源吸收1000kJ的热，并输出1200kJ的功，这台热机（）。
A 既不违反第一定律，也不违反第二定律；
B 违反了第一定律和第二定律；
C 违反了第一定律；
D 违反了第二定律
三、判断对错，并说明理由
1．系统内质量保持恒定的热力系统一定是闭口系统；
2．绝热系统是既无质量交换，又无能量交换的热力系统；
3．开口系统中系统与外界有物质交换，而物质与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系统。
4．工质经历一个循环过程恢复到原状态后，整个循环中从外界得到的净热量大于对外作的净功；
5．20℃的蒸汽缓慢加热0℃的冰，使其融化为0℃的水，其过程为准静态过程；
6．开口系统中，随工质压力的升高，系统输出的技术功为正值；
8．能量方程t w h q +?=适用于一切工质、一切过程和任意热力系统；
9．对于理想气体的任何一种过程)(12t t c u q v -=?=和)(12t t c h q p -=?=都适用；
10．理想气体的s h u c c p v 和,,,都只是温度的单值函数；
11．当时实际气体的压缩因子1 12．迈耶公式g v p R c c =-也适用于高压水蒸气； 13．水的汽化潜热是不随压力变化的常数； 14．对于湿饱和蒸汽构成的闭口系统，其热力学状态可以由饱和温度和饱和压力 唯一确定； 15．水泵作功过程相当于稳流开口系统的定容过程； 16．绝热过程即定熵过程； 17．工质经过不可逆循环??<>0,0r T q ds δ； 19．工质经过不可逆循环??><0,0r T q s g δδ； 20. 系统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 必大于可逆途径的△S ； 21. 在两个热源间工作的一切可逆循环，其热效率大小与可逆循环的种类无关， 与工质的特性无关； 22．循环净功net W 愈大则循环热效率愈高; 23．当时实际气体的压缩因子1 24．缩放喷管是随流速增加，压力下降，马赫数从大于1降到小于1的过程； 25. 若缩放喷管进口截面上工质的参数不变，提高背压，则流经喷管的工质流量 必然下降； 26.绝热节流后气体的焓不变，因此其温度也不变； 27.绝热节流过程是等焓过程； 28.绝热节流后气体的焓不变，压力下降，熵增大； 29．压气机的余隙容积使产气量下降，生产单位千克高压气体的理论耗功量也增 加； 30．压气机余隙容积不会使产气量下降，但生产单位千克高压气体的耗功量增加； 31．对于单级活塞式压气机，余隙容积的存在具有不利影响，主要是降低了压气 机的产气量，同时增加了耗功量； 32．在压缩比相同、吸热量相同时，活塞式内燃机的三种理想循环的热效率具有 如下关系：定压加热热效率>混合加热（定容加热＋定压加热）的热效率>定容加热热效率； 33．对简单蒸汽动力循环，提高蒸汽的初温和冷凝器内的真空度都可提高循环热 效率，而提高蒸汽的初压不一定能够提高循环的热效率；采用再热循环和回热循环的机组热效率则总大于简单蒸汽动力循环的热效率； 34．压缩空气制冷循环的制冷效率为1 1 1 -=-k k πε，其中π为循环增压比，当π增加时，ε减少，单位质量工质的制冷量也减小； 四、判断题 1．下列各说法是否正确？ (1) 气体吸热后热力学能一定升高 （ ） (2) 绝热过程即定熵过程 （ ） (3) 循环净功Wnet 愈大，则循环效率越高 （ ） (4) 一杯温度等于环境温度的水没有火用值 （ ） （5）家用空调一般采用压缩空气制冷循环 （ ） 2．工质经过不可逆循环，∮ds>0, ∮δq/Tr<0 3．气流速度是超声速时，可选取缩放管作为喷管 4．水蒸气的汽化潜热是常数 5. u 是1千克工质流进开口系统时所携带的能量 （ ） 6. 开口系统的技术功 w t =i f w z g c +?+?22 （ ） 7. 绝热过程一定是定熵过程 （ ） 8. 理想气体热力学能、焓和熵都是温度的单值函数 （ ） 9. 不可逆绝热过程的熵产等于零 （ ） 10. 水蒸汽的汽化潜热是常数 （ ） 11. 工质经过不可逆循环其∮ds>0 （ ） 12. 热量不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体 （ ） 13. 压气机的产气压力一般在0.1 MPa~0.3 MPa 之间 （ ） 14. 当气流速度是亚声速时，可选取缩放管作为喷管 （ ） 15. 同条件下有摩阻的喷管出口流速比无摩阻的喷管出口流速低 （ ） 16. 同条件下有摩阻的喷管工质出口焓比无摩阻的喷管出口焓低 （ ） 17. 同条件下有摩阻的喷管工质的滞止焓等于无摩阻的喷管滞止焓 （ ） 五、简答题 1．描述准平衡过程和可逆过程的概念，说明两种过程的异同。 2．稳流开口系统能量方程式，技术功表达式，及体积功、技术功和流动功三者的关系。 3．写出符合下列条件的稳流开口系统的能量方程式：（1）绝热条件下蒸汽在汽轮机内的做功过程；（2）工质流经换热器的热交换过程 4．理想气体的定义 5．某一理性气体从初态（11,p T ）经过一可逆过程后到达终态（22,p T ），写出其熵变公式，要求至少两个计算方法，设比热容为定值。若为不可逆过程，熵变公式是否变化？ 6．写出判断不可逆的热力循环和不可逆热力过程的数学表达式； 7. 写出孤立系统熵增原理表达式，并指出孤立系统熵增大的原因。 8. 迈耶公式Cp-Cv=Rg ,是否适用于动力工程中应用的高压水蒸汽？是否适用于地球大气中的水蒸汽，为什么？ 9. 水的汽化潜热是否是常数，有什么变化规律？ 10. 描绘理想气体的热力学状态参数中，哪些参数仅是温度的单值函数，哪些是 两个独立参数的函数， 11．把理想气体热力过程表示在P-V 图和T-s 图上，确定多变指数n 的范围（要 求给出四个基本过程）； a.工质膨胀、降温且放热； b.工质吸热、升温且降压过程 12. 有一个由一台热机、高低温热源、功源等组成的孤立系统，热机的高温热源 1000=H T K ，低温热源300=L T K ，工质从高温热源吸收1000kJ 的热量，对外输出600kJ 的功，求此孤立系统的熵增。 13．图中容器为刚性容器，现将容器分成两部分，一部分装气体，一部分抽真空； 中间是隔板，若突然抽去隔板，气体是否作功？若每抽去一块隔板让气体先恢复平衡在抽去下一块隔板，气体是否作功？上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否可以在p-v 图上表示，分别是什么过程？ 14.在P-v 图上，画出理想气体某一多变过程的膨胀功、技术功和传热量。 15.在T -s 图上画出蒸汽单级压缩式制冷循环，然后转换到lg p -h 图上，并分析说 明实际压缩过程对制冷效率的影响。 16. 指出下列过程的适用条件 （a ）δd δq u w =+，（b ）δd d()q u pv =+，（c ）2 v 1d q c T =?，（d ）12h h q -= 17．分析说明提高初温和初压对提高朗肯循环效率的影响。 18. 压气机采用两级压缩中间冷却有什么优缺点？ 19．已知一活塞式内燃机的三个循环特性参数，试推导混合加热理想循环的热效 率（要画出p-v 和T-s 图）。 20.已知一活塞式内燃机的三个循环特性参数，试推导定压加热理想循环的热效 率（要画出p-v 和T-s 图）。 21.比较在初态、增压比相同的情况下压气机三种压缩过程（绝热、多变及定温） 的耗功量及终态温度的大小 22.什么是湿空气的相对含湿量及含湿量？相对湿度越大，含湿量越高，这样的 说法对吗？为什么？ 六、计算题 热力学第一定律 1. 1kg 空气首先从95kPa 和17o C 的状态定容吸热到380kPa ， 然后经历一个定熵膨胀过程到95kPa ，最后回到初态。求循环净功和热效率。已知空气k=1.4。 2.某理想气体初态时5201=p kPa ，1419.01=V m 3，经过热膨胀过程，终态的1702=p kPa ，2744.01=V m 3，过程中焓值变化95.67-=?H kJ 。已知该气体的定容比热容2.5=p c kJ/(k g ﹒K)，且为定值，试求：（1）气体常数Rg ，（2）定容比热容c v ，（3）U ? 3.一刚性容器内装有2kg 理想气体，定容下吸热量6.367=v Q kJ ，同时输入搅拌功468.3 kJ 。该过程中气体的平均比热容1124=p c J/(k g ﹒K)，934=v c J/(k g ﹒K)。已知初态温度t 1=280 o C ，求：（1）终态温度t 2,；（2）热力学能、焓和熵的变化U ?、H ?、S ?。 热力学第二定律 1. 某热机工作于12000 K T =，2300 K T =的两个恒温热源之间，试问下列几种情况能否实现？是否是可逆循环？（1）11kJ Q =，0.9kJ net W = （2）12kJ Q =， 20.3kJ Q =； （3）20.5kJ Q =， 1.5kJ net W =。 2. 有一循环装置，工作在800K 和300K 的热源之间。若与高温热源换热3000kJ, 与外界交换功2400kJ,试判断该装置能否成为热机？能否成为制冷机？ 3. 设工质在1000K 的恒温热源和300K 的恒温冷源间工作，工质从热源吸热和向冷源放热都存在50K 的温差。（1）计算循环热效率；（2）设环境温度280K ， 求热源每供给1000kJ 热量时，两处不可逆传热的有用能损失I 1和 I 2，及总有用能损失。 4．有一台多热源热机，热源A 温度1000K ，放出750 kJ 热量，热源B 温度800K ，放出480 kJ 热量，热源C 温度300K ，吸收510kJ 的热量，环境温度290K,试判断该热机能否实现？若能实现是否是可逆热机？若不可逆，热机效率是多少？最大有用能损失多少？ 压气机 1. 2kg 空气从初态为1.01=p MPa ，271=t ℃，经过2级压缩，中间冷却系统后，压力提高到 2.5MPa 。若空气进入两级气缸的温度相同，且各级压缩过程的多变指数均为1.3，空气的)/(287.0K kg kJ R g ?=。求（1）最佳的中间压力？（2）各级排气压力？（3）生产2kg 质量的压缩空气所消耗的理论功？（4）各级气缸的排气温度？ 2.已知某压气机，当存在余隙容积时的工作过程如图所示，3h 0.4455V m =，330.0223V m =，11bar p =，o 115C t =，2 3.5bar p =，=1.2n ，求排气量和1kg 气体的理论耗功量。 P V 11 2 34 V V h V 3V 4 压气机工作过程 3. 空气初态为1.01=p MPa ，201=t ℃，经3级压缩机压缩后，压力提高到12.5MPa 。若空气进入各级气缸的温度相同，且各级压缩过程的多变指数均为 1.3，求（1）最佳的中间压力？（2）各级排气压力？（3）生产1kg 质量的压缩空气所消耗的理论功？（4）各级气缸的排气温度？ 喷管与扩压管 1．已测得喷管某一截面空气的压力为0.5 MPa ，温度800K,流速600m/s,设空气 的)/(1004k kg J c p ?=，4.1=k ，求滞止温度和滞止压力。 2．出口截面面积A 2=10cm 2的减缩喷管，设空气初速度可忽略，初参数 p 1=2*106MPa, t 1=27℃。当喷管出口背压1=b p MPa 时，求空气经喷管射出的速度，流量，出口截面的状态参数v 2、t 2。设)/(1004K kg J c p ?=，4.1=k ，临界压力比528.0=cr γ。 3. 空气进入渐缩喷管时的初速为200m/s ，初压1MPa ，初温500℃。求喷管达 到最大流量时出口截面的流速、压力和温度。 燃气动力循环 1. 某内燃机进行的是狄塞尔循环（定压加热理想循 环），已知压缩比ε，定压预涨比ρ，工质为空气， 求：（1）画出s T -图，（2）推导循环热效率。 2．绘制汽油机的理论循环即定容加热循环的P-v 图和T-s 图，推导汽油机定容加热循环的热效率与压缩比12v v ε=之间的关系，并阐明该关系式的物理意义。 3. 某内燃机进行的是狄塞尔循环（定压加热理想循环），已知压缩比ε，定压预涨比ρ，工质为空气，求：（1）画出P-v 和s T -图，（2）推导循环热效率。 蒸汽动力循环 1.有一朗肯蒸汽动力循环，蒸汽进汽轮机的压力为：171=p MPa ，蒸汽温度5501=t ℃；汽轮机排汽压力52=p kPa 。请将循环表示在T-s 图上，求1公斤蒸汽：（1）在锅炉中的吸热量；（2）输出功T w ；（3）水泵耗功p w ；（4）冷凝器中的放热量；（5）该循环热效率t η； 2. 有一小型压水堆核电机组，由蒸汽发生器提供低参数工质为饱和水蒸汽，工质在汽轮机内可逆绝热膨胀做功，在冷凝器内冷凝，冷凝水经水泵再送入蒸汽发生器加热循环使用。请将循环的热力过程表示在T-s 图上。若从蒸汽发生器出来的工质为175℃的饱和水蒸汽，冷凝器内的压力为7.5KPa ，求该循环的热效率。 P v 3. 有一朗肯蒸汽动力循环，蒸汽进汽轮机的压力为：171=p MPa ，蒸汽过热度=?t 197.7℃；汽轮机排汽压力005.02=p MPa 。请将循环表示在T-s 图上，求1公斤蒸汽：（1）在锅炉中的吸热量；（2）输出功T w ；（3）水泵耗功p w ；（4）冷凝器中的放热量；（5）该循环热效率t η； 4.某一回热蒸汽动力循环如右图所示，求 循环热效率。（不要求） 1、孤立系统；热力学系统与外界既无能量交换也无物质交换时，称之为孤立系统 1、 开口系统；热力学系统与外界既有能量交换也有物质交换 2、 闭口系统；热力学系统与外界只有能量交换无物质交换 3、 绝热系统；热力学系统与外界无能量交换 4、 热源；工质从中吸收热能的物质 5、 平衡状态；一个热力学系统，在不受外界影响的条件下系统状态能够始终保持不变 6、 工质；实现热能与机械能相互转化的媒介物质 8、可逆过程；是准平衡过程，应满足热的和力的平衡条件，同时过程中不应有任何耗散效应 7、 技术功；技术上可资利用的功() ()12212 22 1z z g c c w w f f i t -+-+ = 8、 体积功；是系统由于体积改变而与环境交换的能量称为体积功。 9、 热力学能；由内动能、内位能以及维持一定分子结构的化学能和原子核内部的原子能 以及电磁场作用下的电磁能等构成。 10、 焓；热力学能与推动功之和pV U H += 11、 熵；表示物质系统状态的物理量。T Q dS ?= 12、 熵产；闭口系统内不可逆绝热过程中熵之所以增大，是由于过程中存在不可逆因素 引起耗散效应，使损失的机械功转化为热能（耗散热）被工质吸收。这部分有耗散产生的熵增量，叫做熵产 13、 理想气体；理想气体分子是具有弹性的、不具体积的质点；分子间相互没有作用力。 14、 实际气体；不满足气体分子是具有弹性的、不具体积的质点；分子间相互没有作用 力假设的气态物质 15、多变过程；工质的状态参数p 、v 、T 等都有显著变化，与外界之间换热量也不可忽略不计，这是不能简化为四种基本热力过程，可用定值=n pv 16热力学定律的两种说法；克劳修斯说法：热不可能自发地、不付代价地从低温物体转至高温物体。 开尔文说法：凡有温差的地方都能产生动力 15、 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，其热效率相等，与可逆循环的种类无关，与采用哪种工质无关。 定理二：在温度同为1T 的热源和同为2T 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。 16、 熵增原理；孤立系统内部发生不可逆变化时，孤立系的熵增加；发生可逆变化时， 熵不变；使孤立系统熵减小的变化不可能发生。 17、 能量贬值原理；孤立系统中进行热力学过程时火用 只会减少不会增加，可逆过程下 火用 保持不变。 18、 火用 ；可无限转换的能量 19、火无 ，不可能转换的能量， 20、冷量火用 ：温度低于环境温度的系统，吸入热量0Q 时所做出的最大有用功成为冷量火 化工热力学复习题 一、选择题 1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ C ） A. 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 2. 纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 3. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 4. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 5. 下面的说法中不正确的是 ( B ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。 （D ）强度性质无偏摩尔量 。 6. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 7. 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( C ). a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0 b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0 d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 8. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向 9．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E ) （A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。 （E ）r i 是G E /RT 的偏摩尔量。 10．等温等压下，在A 和B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将（B ） A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 11．下列各式中，化学位的定义式是 ( A ) 12．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是（ A ）。 A. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p [f ^i /(Y i P)]=1 B. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p [f ^ i /P]=1 C. dG i =RTdln f ^i , 0lim →p f i =1 ； D. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p f ^ i =1 13． 关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ B ） A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关 B ．偏摩尔焓等于化学位 C ．偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学位 j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,])([.])([.])([.])([.??≡??≡??≡??≡μμμμ 一、1.若已知工质的绝对压力P=，环境压力Pa=，则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 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)=0 =>W 统计热力学基础 一、单选题 1) 统计热力学主要研究（A ）。 (A) 平衡体系(B) 近平衡体系(C) 非平衡体系(D) 耗散结构(E) 单个粒子的行为 2) 体系的微观性质和宏观性质是通过（ C）联系起来的。 (A) 热力学(B) 化学动力学(C) 统计力学(D) 经典力学(E) 量子力学 3) 统计热力学研究的主要对象是：（ D） (A) 微观粒子的各种变化规律(B) 宏观体系的各种性质 (C) 微观粒子的运动规律(D) 宏观系统的平衡性质 (E) 体系的宏观性质与微观结构的关系 4) 下述诸体系中，属独粒子体系的是：（D ） (A) 纯液体(B) 理想液态溶液(C) 理想的原子晶体(D) 理想气体(E) 真实气体 5) 对于一个U,N,V确定的体系，其微观状态数最大的分布就是最可几分布，得出这一结论的理论依据是：（B ） (A) 玻兹曼分布定律(B) 等几率假设(C) 分子运动论(D) 统计学原理(E) 能量均分原理 6) 在台称上有7个砝码，质量分别为1g、2g、5g、10g、50g、100g，则能够称量的质量共有：（B ） (A) 5040 种(B) 127 种(C) 106 种(D) 126 种 7) 在节目单上共有20个节目序号，只知其中独唱节目和独舞节目各占10个，每人可以在节目单上任意挑选两个不同的节目序号，则两次都选上独唱节目的几率是：（A ） (A) 9/38 (B) 1/4 (C) 1/180 (D) 10/38 8) 以0到9这十个数字组成不重复的三位数共有（A ） (A) 648个(B) 720个(C) 504个(D) 495个 9) 各种不同运动状态的能级间隔是不同的，对于同一种气体分子，其平动、转动、振动和电子运动的能级间隔的大小顺序是：（B ） (A)?ε t > ?ε r > ?ε v > ?ε e(B)?ε t < ?ε r < ?ε v < ?ε e (C) ?ε e > ?ε v > ?ε t > ?ε r(D)?ε v > ?ε e > ?ε t > ?ε r (E)?ε r > ?ε t > ?ε e > ?ε v 10) 在统计热力学中，对物系的分类按其组成的粒子能否被分辨来进行，按此原则：（C ） (A) 气体和晶体皆属定域子体系(B) 气体和晶体皆属离域子体系 (C) 气体属离域子体系而晶体属定域子体系(D) 气体属定域子体系而晶体属离域子体系 11) 对于定域子体系分布X所拥有的微观状态t x为：（ B） 模拟题一 一．单项选择题（每题1分，共20分） 本大题解答（用A或B或C或D）请填入下表： 1.T温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体 的状态为（c ） A.饱和蒸汽 B.超临界流体 C.过热蒸汽 2.T温度下的过冷纯液体的压力P（a ） A.>()T P s B.<()T P s C.=()T P s 3.T温度下的过热纯蒸汽的压力P（ b ） A.>()T P s B.<()T P s C.=()T P s 4.纯物质的第二virial系数B（） A 仅是T的函数 B 是T和P的 函数 C 是T和V的 函数 D 是任何两强度性质 的函数 5.能表达流体在临界点的P-V等温线的正确趋势的virial方程，必须 至少用到（） A.第三virial系 数B.第二virial 系数 C.无穷 项 D.只需要理想气 体方程 6.液化石油气的主要成分是（） A.丙烷、丁烷和少量 的戊烷B.甲烷、乙烷 C.正己 烷 7.立方型状态方程计算V时如果出现三个根，则最大的根表示（） A.饱和液摩尔体积 B.饱和汽摩尔体积 C.无物理意义 8. 偏心因子的定义式（ ） A. 0.7lg()1 s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1 s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量 。 12. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 13. 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( ). a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0 b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0 d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 14. 关于化学势的下列说法中不正确的是( ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 化工热力学复习题 1、等熵膨胀后的温度一定是。 2、汽轮机出口压力下降，会使朗肯循环的效率 3、在相同温度区间工作的制冷循环，以逆卡诺循环的制冷系数为（最大、最小、不定） 4、在制冷循环中，所用的装置有，， 5、理想气体的微分节流效应系数（Joule-Thomson系数）等于，这也意味着节流前后理想气体的温度（降低、升高、不变，不确定）。 6、理想气体节流膨胀后，节流效应系数μH效应。 7、在相同温度区间工作的蒸汽动力循环，以卡诺循环的热效率为（最大、最小、不定）。 8、消耗外功，实现热由低温区向高温区传递的逆向循环中，维持低于环境温度操作的叫循环，维持高于环境温度操作的叫循环或循环。 9、为提高朗肯循环热效率可采用： 11、朗肯循环由以下几个部分构成：。 12、节流膨胀是：。 13、热泵是指 14、制冷是将体系的温度降低到的操作。 三、名词解释 1、制冷 2、节流膨胀 3、干度 4、自由度 四、作图及简答 1、改进朗肯循环的途径有哪些？ 2、请画出朗肯循环的示意图，并画出其在温熵图上的表示？ 3、μJ的变化对截流后温度的变化有何影响？ 4、试述蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响？ 5、画出双级复叠式制冷循环的实物图，指明设备的名称，并在TS图上作出制冷循环示意图 6、选择制冷剂应满足什么要求？ 7、简述吸收制冷循环的过程并画流程图 8、简述复叠式制冷循环的特点。 9、影响朗肯循环热效率的主要因素是什么？为什么回热循环能提高循环的热效率？ 10、卡诺循环中，冷热源温差越大，制冷系数是越大还是越小，为什么？ 11、选择制冷剂时要求制冷剂在大气压力下沸点要低，为什么？ 五、计算题 1、某制冷机中采用氨做制冷剂，以25℃的饱和液体进入节流阀，离开阀的温度为-20℃，试求：（1）节流过程的有效能损失。（2）当节流过程中制冷剂从环境吸收4.2kJ/kg热量时，有效能的损失。设P0=0.1Mpa,T0=27℃For NH3 4、蒸气动力循环中锅炉产生的蒸汽压力为60×105Pa，温度为500℃，该蒸汽经节流做绝热膨胀后压力降至40×105 Pa,然后进入汽轮机作可逆绝热膨胀到排气压力0.06×105 Pa.（1）画出T-S图、H-P图（2）乏汽的干度（3）气轮机对外做的功（4）热力学效率 5、某柴油机的功率为35KW，该机热力循环的最高热源温度为1800K，低温热源温度为300K，每Kg柴油燃烧后放热为42705KJ，试求柴油的最低消耗量。如果实际循环的热效率为相应卡诺循环的40%，则柴油消耗量为多少？ 6、朗肯循环中水蒸气进气轮机的蒸气压力为50×105Pa，温度为360℃，乏气压力为0.1×105 Pa,为减少输出功率，采用锅炉出口的水蒸气先经过节流阀适当降压再送进气轮机膨胀作功，如果要求输出的功量降至正常情况的84%，问节流后进气轮机前的蒸汽状态？画出T-S 图 已知：P=50×105Pa, T=360℃时H=3188.7kj/kg,S=7.666 kj/kg.k P=0.1×105Pa时，饱和液体的H=191.83 kj/kg, S=0.6493 kj/kg.k 饱和蒸汽的H=2584.7 kj/kg, S=8.1502 kj/kg.k 7、朗肯循环中水蒸气进气轮机的蒸气压力为7000 kPa，温度为550℃，乏气压力为20 kPa, 汽轮机和泵的效率均为0.75，要求输出功率为100000 kW。 1）作出理想朗肯循环和实际朗肯循环TS图2）计算该循环的热效率3）确定蒸汽流量（吨/小时） 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 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 则： 。1分 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。 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 。 B 隔板 A 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W R 0S ?=22t t,C 1111Q T Q T ηη==-=-iso 0S ?=iso 0 S ?= 第一章热力学第一定律练习题 一、判断题（说法对否）： 1.当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生 变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。 2.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态 完全确定。 3.一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完 全确定。 4.系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。 5.从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。 6.因Q P = ΔH，Q V = ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。 7．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 9．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。12．因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。16．(?U/?V)T = 0 的气体一定是理想气体。 17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。 18．当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。 同济大学《工程热力学》期末模拟试卷 第一部分 选择题（共15分） 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.流速减小，流量增大 2、某制冷机在热源T 1= 300K ，及冷源T 2= 250K 之间工作，其制冷量为1000 KJ ，消耗功为250 KJ ，此制冷机是 【 】 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. 2/2f U mc mgz ++ D. 2 /2f U pV mc mgz +++ 4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ?=-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 。 【 】 A.可逆绝热压缩 B.不可逆绝热压缩 C.边压缩边吸热 D.边压缩边放热 6、混合气体的通用气体常数，【】。【】 A.与混合气体的成份有关 B.与混合气体的质量有关 C.与混合气体所处状态有关 D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系 7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则【】 A.Q＞0，△U＞0，W＞0 B.Q=0，△U＞0，W＞0 C.Q＞0，△U＞0，W=0 D.Q=0，△U=0，W=0 8、未饱和空气具有下列关系【】 A.t＞t w＞t d B.t＞t d＞t w. C.t = t d = t w D.t = t w＞t d 9、绝热节流过程是【】过程。【】 A.定压 B.定温 C.定熵 D.节流前后焓相等 10、抽汽式热电循环的结果是【】 A.提高循环热效率，提高热能利用率 B.提高循环热效率，降低热能利用率 C.降低循环热效率，提高热能利用率 D.降低循环热效率，降低热能利用率 11、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，则气球内的气球进行的是【】 A.定压过程 B.多变过程 C.定温过程 D.定容过程 12、气体的容积比热是指【】 统计热力学基础 一、选择题 1. 下面有关统计热力学的描述，正确的是：( ) A. 统计热力学研究的是大量分子的微观平衡体系 B. 统计热力学研究的是大量分子的宏观平衡体系 C. 统计热力学是热力学的理论基础 D. 统计热力学和热力学是相互独立互不相关的两门学科 B 2.在研究N、V、U有确定值的粒子体系的统计分布时，令∑n i = N，∑n iεi = U， 这是因为所研究的体系是：( ) A. 体系是封闭的，粒子是独立的 B 体系是孤立的，粒子是相依的 C. 体系是孤立的，粒子是独立的 D. 体系是封闭的，粒子是相依的 C 3.假定某种分子的许可能级是0、ε、2ε和3ε，简并度分别为1、1、2、3 四个这样的分子构成的定域体系，其总能量为3ε时，体系的微观状态数为：( ) A. 40 B. 24 C. 20 D. 28 A 4. 使用麦克斯韦-波尔兹曼分布定律，要求粒子数N 很大，这是因为在推出该定律时：( ) . 假定粒子是可别的 B. 应用了斯特林近似公式 C. 忽略了粒子之间的相互作用 D. 应用拉氏待定乘因子法 A 5.对于玻尔兹曼分布定律n i =(N/q)·g i·exp( -εi/kT)的说法：(1) n i是第i 能级上的粒子分布数; (2) 随着能级升高，εi 增大，n i总是减少的; (3) 它只适用于可区分的独立粒子体系; (4) 它适用于任何的大量粒子体系其中正确的是：( ) A. (1)(3) B. (3)(4) C. (1)(2) D. (2)(4) C 6.对于分布在某一能级εi上的粒子数n i，下列说法中正确是：( ) A. n i与能级的简并度无关 B. εi值越小，n i 值就越大 C. n i称为一种分布 D.任何分布的n i都可以用波尔兹曼分布公式求出 B 7. 15．在已知温度T时，某种粒子的能级εj = 2εi，简并度g i = 2g j，则εj和εi上分布的粒子数之比为：( ) A. 0.5exp(ε j/2kT) B. 2exp(- εj/2kT) C. 0.5exp( -εj/kT) D. 2exp( 2ε j/kT) C 8. I2的振动特征温度Θv= 307K，相邻两振动能级上粒子数之n(v + 1)/n(v) = 1/2的温度是：( ) A. 306 K B. 443 K C. 760 K D. 556 K B 9.下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否无关：( ) A. S、G、F、C v B. U、H、P、C v C. G、F、H、U D. S、U、H、G B 10. 分子运动的振动特征温度Θv 是物质的重要性质之一，下列正确的说法是：( ) A.Θv越高，表示温度越高 B.Θv越高，表示分子振动能越小 C. Θv越高，表示分子处于激发态的百分数越小 D. Θv越高，表示分子处于基态的百分数越小 C 11.下列几种运动中哪些运动对热力学函数G与A贡献是不同的：( ) A. 转动运动 B. 电子运动 C. 振动运动 D. 平动运动 D 12.三维平动子的平动能为εt = 7h2 /(4mV2/3 )，能级的简并度为：( ) 一、判断题： 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5．在T —S 图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ，可知理想气体的p c 为一过程量； 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。 15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20．热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21．当热源和冷源温度一定，热机工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变，所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体。 24．在p －v 图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。 化工热力学标准化作业一 一、是否题（正确划"号，错误划X号，并写清正确与错误 的原因） 1、纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。 2、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 3、由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z v 1。 4、纯物质的三相点随着所处的压力或温度不同而改变。 5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。 6、纯物质的平衡气化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零， 7、气体混合物的virial系数，如B C…，是温度的函数。 8*、virial方程和RK方程既可以应用于汽相，又可以用于液相。 9*、在virial方程中，virial系数反映了分子间的相互作用。 10*、Pitzer普遍化方法即为普遍化的压缩因子方法。 二、填空题 1、T温度下的过热纯蒸气的压力p ____ p s（T）。 2、表达纯物质的汽液平衡的准则有____ （吉氏函数）、 _____________________________________ （Claperyon 方程）。它们（能/不能）推广到其它类型的相相平衡。 3、Lydersen、Pitzer的三参数对应态原理的三个参数分别为 _____________ 、 4、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是______ 的（相同／不同）；一定温度下的泡点与露点，在p-T 图上是________ 的（重叠／分开），而在p-V图上是______ 的（重叠/分开）；泡点的轨迹称为_____________ 露点的轨 迹称为 _____________ ，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为 ___________ ；纯物质汽液平衡时，压力称为 ______ ，温度称为_____ 。 5、正丁烷的偏心因子3 =0.193，临界压力p c=3.797MPa时，则在T r=0.7时的蒸汽压为 _____________ M P a 6* 、状态方程通常分为三类，分别是___________ ，________ ， ________ 。7*、在状态方程的分类中，RK 方程属于 ______________ ，virial 方程属于 _________ 。 8*、RK方程是在vdW方程的基础上建立起来的，vdW方程的形式是p二RT（V _ b）_ a/ V, RK方程的形式为___________________ 。 三、计算题 1、将1mol甲烷压缩贮于容积为0.125m3，温度为323.16K的钢瓶内，问此甲 烷产生的压力有多大？分别用（1）理想气体状态方程；（2）RK方程计算。已 知甲烷的临界参数为T C=190.6K, p c=4.60MPa RK方程中a=0.42748RT；5/p c, b=0.08664 RT c/p c。 解： 2、质量为500g的氨贮于体积为30000cm的钢弹内，钢弹浸于温度为65C的恒瘟水浴中，试分别用下述方法计算氨的压力。（1）理想气体状态方程；（2）RK方程；（3）Pitzer普遍化方法。已知氨的临界常数为T c=405.6K,p c=11.28MPa, 一.就是非题 1.两种湿空气的相对湿度相等,则吸收水蒸汽的能力也相等。() 2.闭口系统进行一放热过程,其熵一定减少() 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.理想气体在绝热容器中作自由膨胀,则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??=() 5.对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析,其结果与所取系统的形式无关。() 6.工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程,则工质熵的变化就是一样的。() 7.对于过热水蒸气,干度1>x () 8.对于渐缩喷管,若气流的初参数一定,那么随着背压的降低,流量将增大,但最多增大到临界流量。() 9.膨胀功、流动功与技术功都就是与过程的路径有关的过程量() 10.已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。() 二.选择题(10分) 1.如果热机从热源吸热100kJ,对外作功100kJ,则()。 (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 与B 。 2.压力为10bar 的气体通过渐缩喷管流入1bar 的环境中,现将喷管尾部截去一小段,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)流速减小,流量增大 3.系统在可逆过程中与外界传递的热量,其数值大小取决于()。 (A)系统的初、终态;(B)系统所经历的过程; (C)(A)与(B);(D)系统的熵变。 4.不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后,其结果只能就是()。 (A)全部水变成水蒸汽(B)部分水变成水蒸汽 (C)部分或全部水变成水蒸汽(D)不能确定 5.()过程就是可逆过程。 (A)、可以从终态回复到初态的(B)、没有摩擦的 (C)、没有摩擦的准静态过程(D)、没有温差的 三.填空题(10分) 1.理想气体多变过程中,工质放热压缩升温的多变指数的范围_________ 2.蒸汽的干度定义为_________。 3.水蒸汽的汽化潜热在低温时较__________,在高温时较__________,在临界温度为__________。 4.理想气体的多变比热公式为_________ 5.采用Z 级冷却的压气机,其最佳压力比公式为_________ 四、名词解释(每题2分,共8分) 1.卡诺定理: 2..理想气体 3.水蒸气的汽化潜热 5.含湿量 五简答题(8分) 1、证明绝热过程方程式 2、已知房间内湿空气的d t 、wet t 温度,试用H —d 图定性的确定湿空气状态。 六.计算题(共54分) 1.质量为2kg 的某理想气体,在可逆多变过程中,压力从0、5MPa 降至0、1MPa,温度从162℃降至27℃,作出膨胀功267kJ,从外界吸收热量66、8kJ 。试求该理想气体的定 值比热容p c 与V c [kJ/(kg ·K)],并将此多变过程表示在v p -图与s T -图上(图上 先画出4个基本热力过程线)。(14分) 2.某蒸汽动力循环。汽轮机进口蒸汽参数为p1=13、5bar,t1=370℃,汽轮机出口蒸汽参数为p2=0、08bar 的干饱与蒸汽,设环境温度t0=20℃,试求:汽轮机的实际功量、理想功量、相对内效率(15分) 3.压气机产生压力为6bar,流量为20kg/s 的压缩空气,已知压气机进口状态1p =1bar,1t =20℃,如为不可逆绝热压缩,实际消耗功就是理论轴功的1、 15倍,求压气 机出口温度2t 及实际消耗功率P 。(已知:空气p c =1、004kJ/(kgK),气体常数R=0、287kJ/(kgK))。(15分) 4.一卡诺循环,已知两热源的温度t1=527℃、T2=27℃,循环吸热量Q1=2500KJ,试求:(A)循环的作功量。(B)排放给冷源的热量及冷源熵的增加。(10分) 一.就是非题(10分) 1、× 2、× 3、× 4、√ 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×10、× 二.选择题(10分) 1、B 2、A3、A4、A5、C 三.填空题(10分) 第五章 统计热力学基本方法 在第四章我们论证了最概然分布的微观状态数lnt m 可以代替平衡系统的总微观状态数ln Ω，而最概然分布的微观状态数又可以用粒子配分函数来表示。在此基础上，为了达到从粒子的微观性质计算系统的宏观热力学性质之目的，本章还需重点解决以下两个问题：（1）导出系统的热力学量与分子配分函数之间的定量关系；（2）解决分子配分函数的计算问题。 §5.1 热力学量与配分函数的关系 本节的主要目的是推导出系统的热力学函数与表征分子微观性质的分子配分函数间的定量关系。在此之前先证明β = - 1/（kT ） 一 求待定乘子β 对独立可别粒子系统： ln Ω = ln t m = ln (N !∏i i i ! g i N N ) = ln N ! +i i i ln g N ∑ - ∑i i !ln N 将Stirling 近似公式代入、展开得 ln Ω = N ln N +i i i ln g N ∑ - ∑i i i ln N N 代入Boltzmann 关系式 (4—6)得 S = k (N ln N +i i i ln g N ∑ - ∑i i i ln N N ) 按Boltzmann 分布律公式 N i = q N g i exp (βεi ) ，代入上式的ln N i 中,利用粒子数与能量守恒关系得 独立可别粒子系统： S = k (N ln q -βU ) (5—1a) 独立不可别粒子系统： S = k (N ln q -βU - ln N ! ) (5—1b) 上式表明S 是(U ，N ，β)的函数，而β是U ，N ，V 的函数，当N 一定时，根据复合函数的偏微分法则 N V N U N N V U S U S U S ,,,,??? ? ??????? ????+??? ????=??? ????βββ 对（5—1a,b ）式微分结果均为 N V U S ,??? ????N V N V U U q N k k ,,ln ??? ??????? ?????-???? ????+-=βββ （5—2） 又 q = )ex p(g i i i βε ∑ 所以 N V q ,ln ???? ????β = N V q q ,1???? ????β= )ex p(g 1i i i i βεε∑q =N U （5—3） 代入（5—2）式得 N V U S ,? ?? ????= - k β 对照热力学中的特征偏微商关系 T U S N V 1,= ? ?? ???? 便可以得到 kT 1-=β 第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状 态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等， 初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态压力相 等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临 界流体。） 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自 由度是零，体系的状态已经确定。）华南理工大学热力学复习题(校内本科)答案
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