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工程热力学计算题

1、已知某柴油机混合加热理想循环，p1=0.17MPa、t1=60℃,压缩比为ε＝v1/v2=14.5,定容升压比λ＝p3/p2=1.43,定压预胀比ρ＝v4/v3=1.42，设工质比热容为定值，C P=1.004kJ/(㎏·K)、C v=0.718kJ/(㎏·K),求：

（1）试画出该循环的p-v图和T-s图；

（2）循环中各点的温度、压力；

（3）循环热效率，并于同温度限的卡诺循环热效率作比较。

解：（1）试画出该循环的p-v图和T-s图；

p-v 图；――――――3分

T-s 图；――――――3分

（2）循环中各点的温度、压力；

点1：k=C P/C v=1.004kJ/(㎏·K)/0.718kJ/(㎏·K)=1.4 p

=0.17Mpa=1.7×105Pa；t1=60℃=333K――――――2分点2：1-2为绝热压缩过程

=T1[v1/v2](k-1)=T1[v1/v2](k-1)=333K×14.50.4=970.5K

=P1×(v1/v2)k=P1εk=170kPa×14.51.4=7.184×106Pa

――――――2分

点3：2-3为等容过程

=T2[P3/P2]=T2λ=970.5K×1.43=1387.8K

/P2=λ;P3=P2×λ=7.184×106Pa×1.43=1.027×107Pa

――――――2分

点4：3-4为等压过程

=T3[v4/v3]=T3×ρ=1387.8K×1.42=1970.7K

=P3=1.027×107Pa

――――――2分

点5：4-5为绝热膨胀过程

v4=R g T4/P4=[C P-C v]×T4/P4

=[1004J/(㎏·K)-718J/(㎏·K)]×1970.7K/1.027×107Pa

=0.0548m3/kg

v5=v1=R g T1/P1=[C P-C v]×T1/P1

=[1004J/(㎏·K)-718J/(㎏·K)]×333K/1.7×105Pa =0.5602m3/kg

=T4[v4/v5](k-1)=T4[v4/v1](k-1)=1970.7K×[0.0548/0.5602 ]0.4

=777.7K

=R g T5/v5=[1004J/(㎏·K)-718J/(㎏·K)]×777.7K/0. 5602m3/kg

=3.97×105Pa

――――――2分

（3）循环热效率，并于同温度限的卡诺循环热效率作比较。

ηt=w net/q1=1-q2/q1=1-[C v(T5-T1)]/[C v(T3-T2)+C p(T4-T3)]

=1-319.3/（299.6+585.2）=63.9％

――

――――2分

ηc =1-T 1/T 4=1-333K/1970.7K=83.1％>ηt

――

――――2分 2、已知某定压燃气轮机装置理想循环，参数如下：p 1=100kPa ；T 1＝300K ；循环增温比为：τ=5.24；循环增压比为：Π＝p 2/p 1=12。假设工质为空气且比热容为定值，k =1.4，C P =1.005kJ/(kg.K)。求：（1）试画出该循环的p-v 图和T-s 图；

（2）循环中吸收和放出的热q 1和q 2和循环功w net ；

（3）循环热效率，并于同温度限的卡诺循环热效率作比较。

解：⑴、试画出该循环的p-v 图和T-s 图；

p-v

图；――――――3分

T-s

图；――――――3分

⑵、循环中吸收和放出的热q 1和q 2和循环功w net ；

1-2、3－4是绝热过程

T 2=T 1[p 2/p 1](k-1)/k =T 1Π(k-1)/k =300K ×120.4/1.4=610.2K ―――2分 τ=5.24=T 3/T 1;T 3=5.24×T 1=1572K ――――――1分

T 4=T 3[P 4/P 3](k-1)/k =1572K(1/Π)(k-1)/k =772.9K ――――――1

分

2-3、4-1为等压过程吸收的热：

q 1=q 2-3=C P (T 3-T 2)=1.005kJ/(kg.K)×(1572-610.2)K=966.6kJ/kg ――――――2分

放出的热：

q 2=q 4-1=C P (T 1-T 4)=1.005kJ/(kg.K)×(300-772.9)K=-475.3kJ/kg ――――――2分

循环净功

w net =q 1–∣q 2∣=966.6kJ/kg-475.3kJ/kg=491.3kJ/kg ――

――――2分

⑶、循环热效率，并于同温度限的卡诺循环热效率作比较。 ηt =w net /q 1=491.3（kJ/kg ）/966.6（kJ/kg ）=50.8％――――――2分

ηc =1-T 1/T 3=1-300/1572=80.9％>ηt ――――――2分

3、已知某活塞式内燃机定容加热理想循环，工质为空气，压缩比为ε＝6,气体压缩过程起点状态是p 1=98.1kPa 、t 1=60℃,加热过程中气体吸热879kJ/㎏。假定比热容为定值且C P =1.005kJ/(㎏·K)、k =1.4,求：（1）试画出该循环的p-v 图和T-s 图；（2）循环中各点的温度和压力；

（3）循环热效率，并于同温度限的卡诺循环热效率作比较。解：（1）试画出该循环的p-v 图和T-s 图；

p-v 图――――――2分

（2）循环中各点的温度和压力；

点1：∵k=1.4=C P/C V;C P=1.005kJ/(㎏·K)

∴C V=C P/1.4=1.005kJ/(㎏·K)/1.4=0.718kJ/(㎏·K)

∵C P-C V=R g;

∴R g=0.287kJ/(㎏·K)

T1=(60+273.15)K=333.15K p1=98.1kPa――――――3分

点2：P2=P1(v1/v2)k=P1εk=98.1kPa×61.4=1205.3kPa

T2=T1(v1/v2)k-1=T1εk-1=333.15K×60.4=682.2K――――――3分

点3：q1=C v(T3-T2)

T3=T2+q1/C v=682.2K+879kJ/kg/0.718kJ/(㎏·K)=1906K

P3=P2(T3/T2)=1205.3kPa×

1906K/682.2K=3367.5kPa――――――3分

点4：

P4=P3(v3/v4)k=P3(1/ε)k=3367.5kPa×(!/6)1.4=274.1kPa

T4=T1P4/P1=333.15K×274.1kPa/98.1kPa=930.1K――――――3分

（3）循环热效率，并于同温度限的卡诺循环热效率作比较。

ηt=1-q2/q1=1–(T4-T1)/(T3-T2)

=1-(930.1K-333.15K)/(1906K-682.2K)

=1-596.95/1223.8=0.512=51.2％――――――2分

ηc=1-T1/T3=1-333.15K/1906K=82.5％>ηt――――――2分

4、已知某活塞式内燃机定压加热理想循环，压缩比为ε＝17,输入1㎏空气的热量q1＝750kJ/㎏。若气体压缩过程起点状态是p1=100kPa、t1=25℃,假定比热容为定值且C P=1.005kJ/(㎏·K)、C v=0.718kJ/(㎏·K),求：（1）试画出该循环的p-v图和T-s图；

（2）循环中各点的温度和压力和比体积；

（3）循环热效率，并于同温度限的卡诺循环热效率作比较。

解：（1）试画出该循环的p-v图和T-s图；

p-v图；――――――2分T-s图；――――――2分

（2）循环中各点的温度和压力和比体积；

点1：p1=100kPa；T1=298K；

R g=C P-C v=1.005kJ/(㎏·K)-0.718kJ/(㎏·K)=0.287kJ/(㎏·K)

v1=R g T1/P1=0.287kJ/(㎏·K)×298K/100kPa=0.8553m3/kg―――――――――3分

点2：v2=v1/ε=0.8553m3/kg/17=0.0503m3/kg

k=C P/C v=1.005kJ/(㎏·K)/0.718kJ/(㎏·K)=1.4

P2=P1[v1/v2]k=100kPa×171.4=5279.9kPa

T2=P2v2/R g=5279.9kPa×0.0503m3/kg/0.287kJ/(㎏·K)=925.4K {另一方法;T2=T1(v1/v2)k-1=298K×170.4=925.5K}―――――――――3分点4：

q1=C p(T4-T2)

T4=T2+q1/C p=925.4K+750kJ/㎏/1.005kJ/(㎏·K)

=1496.3K

P4=P2=5279.9kPa

v4=R g T4/P4=0.287kJ/(㎏·K)×1496.3K/5279.9kPa=0.0813m3/kg

点5：v5=v1=0.8553m3/kg

P5=P4[v4/v5]k=P4[v4/v1]k=5279.9kPa×[0.0813m3/kg/0.8553m3/kg]1.4 =195.8kPa

T5=P5v5/R g=195.8kPa×0.8553m3/kg/0.287kJ/(㎏·K)=583.5K (另一方法：

T5=P5T1/P1=195.8kPa×298K/100kPa=583.5K)―――――――3分

（3）循环热效率，并于同温度限的卡诺循环热效率作比较。

ηt=1–q2/q1=1–C v(T5–T1)/C P(T4–T2)

=1–(T5–T1)/k(T4–T2)=1-285.5/(1.4×570.9)=64.3％―――――――――2分

ηc=1–T L/T H=1-298K/1496.3K=80.1％―――――――――2分5、设气缸中有1kg氧气，其压力为0.1MPa、温度为70℃。如进行一个定压过程，气体对外作功8kJ。试求过程中气体（1）热力学能的变化；（2）熵的变化；（3）气体的吸收热量。设比热容为定值，已知：氧气的气体常数为0.2598kJ/(kg.K),比定容热容为0.625kJ/(kg.K)。

解：m=1kg氧气;P1=P2=0.1Mpa;T1=343K;

R g=0.2598kJ/(kg.K);Cv=0.625kJ/(kg.K);

C p=Cv+R g=0.625kJ/(kg.K)+0.2598kJ/(kg.K)=0.8848kJ/(kg.K);――――――3分

（1）热力学能的变化∵P1=P2

∵w=P?v=P(v2–v1)=8kJ=P2v2–P1v1=R g(T2–T1)

T2–T1=8kJ/kg/0.2598kJ/(kg.K)=30.79K――――――3分

T2=30.79K+343K=373.79K――――――2分

?u=Cv(T2–T1)=0.625kJ/(kg.K)×30.79K=19.24kJ/kg――――――4分

（2）熵的变化

?s=C p ln(T2/T1)=0.8848/(kg.K)×ln(373.79/343)=0.07606kJ/(kg.K)――――――4分

（3）气体的吸收热量∵?u=q–w

∴q=?u+w=19.24kJ/kg+8kJ/kg=27.24kJ/kg――――――4分

6、已知乙醇在48.4℃时的饱和蒸气压为26.66kPa，乙醇的正常沸点为78℃；试求：

（a）表示蒸气压与温度关系的方程式ln(P/Pa)=–A/T＋B中的常数A 和B；（b）乙醇的摩尔蒸发焓；

（c）在多大压力下乙醇的沸点为100℃

解:（a）方程式ln(P/Pa)=–A/T＋B中的常数A和B；

ln(101325Pa/Pa)=–A/351K＋B――――――3分

ln(26660Pa/Pa)=–A/321.6K＋B――――――3分

A=5126.5K――――――3分

B=26.1――――――3分

（b）乙醇的摩尔蒸发焓；

把ln{P}=(-Δvap H m/R)/T+C与ln(P/kPa)=26.1—5126.5/(T/K)比较

Δvap H m/R＝5126.5K；――――――2分

Δvap H m＝5126.5K×8.314J·K-1·mol-1＝42.62kJ·mol-1――――――2分

（c）在多大压力下乙醇的沸点为100℃

100℃=373K带入ln(P/Pa)=26.1—5126.5/(T/K)

ln(P/Pa)=26.1—5126.5/373

P=232.36kPa――――――4分

7、有一台压缩机用于压缩氮气，使其压力由0.3MPa提高到0.9MPa。设比热容为定值

及进口温度为500K,,试求压缩过程中消耗的体积功和技术功：（1）压缩过程为绝热可

逆过程；（2）压缩过程为定温过程。对于氮Rg=0.2968kJ/(kg.K)；

C V=0.741kJ/(kg.K)；κ＝1.4。

解:（1）压缩过程为绝热可逆过程；

初态P1＝0.3Mpa;T1=500K;终态P2＝0.9Mpa

R g=0.2968kJ/(kg.K)；C V=0.741kJ/(kg.K)；κ＝1.4。

∵过程为绝热可逆过程∴q=0;

T2=T1[P2/P1](k-1)/k=500K×[0.9Mpa/0.3Mpa]0.2857

=684.4K――――――4分

体积功：∵Δu=q–w

∴w=∫Pd v=-Δu=C V(T1–T2)=0.741kJ/(kg.K)×(500K-684.4K) =-136.6kJ/kg――――――4分

{另一方法：w=[1/(k-1)]R g T1[1-(p2/p1)(k-1)/k]

=2.5×0.2968kJ/(kg.K)×500K[1-1.369]=-136.8kJ/ kg}

技术功：

Wt=-∫vd P=kw=1.4×(-136.6kJ/kg)=-191.2kJ/kg

{另一方法：w t=[k/(k-1)]R g T1[1-(p2/p1)(k-1)/k]

=3.5×0.2968kJ/(kg.K)×500K[1-1.369]=-191.5kJ/ kg}――――――4分

（2）压缩过程为定温过程。

初态P1＝0.3Mpa;T1=500K;终态P2＝0.9Mpa

R g=0.2968kJ/(kg.K)；C V=0.741kJ/(kg.K)；κ＝1.4。

∵过程为定温过程

∴T2=T1;ΔT=0;Δu=q–w=0

体积功：

w=∫

Pd v==R g T1ln(p1/p2)=0.2968kJ/(kg.K)×500K×ln(0.3Mpa/0.9Mpa)

=-163.0kJ/kg――――――4分

技术功：

Wt=-∫vd P==R g T1ln(p1/p2)=-163.0kJ/kg――――――4分

8、固态苯的饱和蒸气压与绝对温度的函数关系为：ln(P/Pa)=27.57—5320/(T/K)

液态苯的饱和蒸气压与绝对温度的函数关系为为：ln(P/Pa)=23.33—4109/(T/K)

试求：（1）苯的三相点的温度、压力；

（2）三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓；（3）三相点的熔化熵。

解:（1）苯的三相点的温度、压力；

ln(P/Pa)=27.57—5320/(T/K)

ln(P/Pa)=23.33—4109/(T/K)

27.57—5320/(T/K)=23.33—4109/(T/K)

T=285.6K――――4分

ln(P/Pa)=27.57—5320/307.4=10.56

P=7650.7Pa――――4分

（2）三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓；

把ln{P}=(-Δvap H m/R)/T+C

与ln(P/Pa)=23.33—4109/(T/K)比较

Δvap H m/R＝4109K；

Δvap H m＝4109K×8.314J·K-1·mol-1＝34.16kJ·mol-1――――3分把ln{P}=（-Δsub H m/R）/T+C

与ln(P/Pa)=27.57—5320/(T/K)比较

Δsub H m/R＝5320K；

Δsub H m＝5320K×8.314J·K-1·mol-1＝44.23kJ·mol-1――――3分Δsub H m=Δfus H m+Δvap H m

Δfus H m=Δsub H m-Δvap H m=44.23kJ·mol-1-34.16kJ·mol-1

=10.07kJ·mol-1――――3分

（3）三相点的熔化熵。

Δfus S m=Δfus H m/T=10070J·mol-1/285.6K=35.26J·mol-1·K-1――――3分

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(第五版_)课后习题答案

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2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv 。解：（1）2N 的气体常数 28 83140==M R R ＝)/(K kg J ? （2）标准状态下2N 的比容和密度 1013252739.296?==p RT v ＝kg m /3 v 1= ρ＝3/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv Mv ＝p T R 0＝kmol m /3 2-3．把CO 2压送到容积3m 3的储气罐里，起始表压力301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO 2的质量。当地大气压B ＝ kPa 。解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中CO 2的质量 1 111RT v p m = 压送后储气罐中CO 2的质量 2222RT v p m = 根据题意容积体积不变；R ＝ B p p g +=11 （1） B p p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T （4）压入的CO 2的质量

)1122(21T p T p R v m m m -= -= （5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m= 2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m 3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3，问鼓风机送风量的质量改变多少解：同上题 1000)273 325.1013003.99(287300)1122(21?-=-= -=T p T p R v m m m ＝ 2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为的空气3 m 3，充入容积 m 3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气罐。使用理想气体状态方程。第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量 288 2875.810722225???==RT v p m kg 压缩机每分钟充入空气量 288 28731015???==RT pv m kg 所需时间 ==m m t 2 第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为一定量的空气压缩为的空气；或者说、 m 3的空气在下占体积为多少的问题。根据等温状态方程 const pv = 、 m 3的空气在下占体积为 5.591 .05.87.01221=?==P V p V m 3 压缩机每分钟可以压缩的空气3 m 3，则要压缩 m 3的空气需要的时间 == 3 5.59τ 2－8 在一直径为400mm 的活塞上置有质量为3000kg 的物体，气缸中空气的温度为18℃

工程热力学第四版课后思考题答案

1．闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？不一定,稳定流动系统内质量也保持恒定。 2.有人认为开口系统内系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系统不可能是绝热系。对不对,为什么?不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。 3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态,稳定状态则不一定是平衡状态。 4.倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式 p =ｐb +p ｇ（p > p ｂ）， p = p b -ｐv (p < p b ）中,当地大气压是否必定是环境大气压? 当地大气压p b 改变，压力表读数就会改变。当地大气压ｐb 不一定是环境大气压。 5．温度计测温的基本原理是什么? 6.经验温标的缺点是什么？为什么？不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。 7.促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。有势差(温度差、压力差、浓度差、电位差等等)存在。 8．分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统(闭口系统——忽略蒸发时)、正在运行的电视机是闭口系统。 9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体(但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统? 不包括电加热器为开口(不绝热）系统(a 图)。包括电加热器则为开口绝热系统(b 图)。将能量传递和质量传递(冷水源、热水汇、热源、电源等)全部包括在内，构成孤立系统。或者说，孤立系统把所有发生相互作用的部分均包括在内。 4题图 9题图

哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

第二章热力学第一定律思考题 1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h pv =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大）与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者的数学本质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+??? 因为 0du =?，()0d pv =? 所以 0dh =?，因此焓是状态参数。而对于能量方程来说，其循环积分：

工程热力学第四版课后思考题答案

1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。 2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。 3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。 4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式 p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b ) 中，当地大气压是否必定是环境大气压？当地大气压p b 改变，压力表读数就会改变。当地大气压 p b 不一定是环境大气压。 5．温度计测温的基本原理是什么？ 6．经验温标的缺点是什么？为什么？不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。 7．促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。 8．分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统（闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。 9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体（但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？不包括电加热器为开口（不绝热）系统（a 图）。包括电加热器则为开口绝热系统（b 图）。将能量传递和质量传递（冷水源、热水汇、热源、电源等）全部包括在内，构成孤立系统。或者说，孤立系统把所有发生相互作用的部分均包括在内。 4题图 9题图

工程热力学考研试题及答案

1．湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中，不相互独立的一对是（D ）D ．(p,t)2．在不可逆循环中（B ）A ． ??>?ds T q B ． ??t w >t C ．t DP =t w =t D ．t w > t DP >t 6．如果孤系内发生的过程都是可逆过程，则系统的熵（C ） A ．增大 B ．减小 C ．不变 D ．可能增大，也可能减小21．理想气体的可逆过程方程式=n pv 常数，当n ＝ ∞ 时，即为等体过程。 7．pdv dT c q v +=δ适用于（A ）A ．可逆过程，理想气体 B ．不可逆过程，理想气体 C ．可逆过程，实际气体 D ．不可逆过程，实际气体 8．电厂蒸汽动力循环回热是为了（C ）A ．提高循环初参数 B ．降低循环终参数C ．提高平均吸热温度 D ．提高汽轮机的相对内效率 9．活塞式压气机采取分级压缩（ C ）A ．能省功 B ．不能省功 C ．不一定省功 D ．增压比大时省功 10．理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大，将使生产1kg 压缩空气的耗功量（C ）A 增大 B ．减小C ．不变 D ．的变化视具体压缩空气的耗功量 11．下列各项中，不影响燃烧过程热效应的是（C ）A ．反应物的种类 B ．反应温度C ．反应速度D ．反应压力 12．欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用（C ）A ．渐缩喷管B ．渐扩喷管C ．缩放喷管D ．前后压差较大直管 13．水蒸汽h －s 图上定压线（C ．在湿蒸汽区是直线，在过热蒸汽区是曲线 14．为提高空气压缩制冷循环的制冷系数，可以采取的措施是（D ） A ．增大空气流量 B ．提高增压比C ．减小空气流量 D ．降低增压比 15．在范德瓦尔方程中，常数b 为考虑气体而引入的修正项。（C ）A 分子间内位能 B ．分子运动动能C ．分子本身体积D ．分子间相互作用力二、多项选择题16．理想气体可逆等温过程的体积变化功w 等于（AC ）A ．2 1 p p RT ln B ．1 2p p RT ln C ．1 2v v RT ln D ．2 1v v RT ln E ．(p 2v 2－p 1v 1) 17．vdp dh q －=δ适用于 AC A ．可逆过程，理想气体 B ．不可逆过程，理想气体 C ．可逆过程，实际气体D ．不可逆过程，实际气体 E ．任意过程，任意气体 18．再热压力若选得合适，将使（BCDE ） A ．汽耗率提高 B ．热耗率提高 C ．循环热效率提高 D ．排汽干度提高 E ．平均吸热温度提高 19．马赫数小于1的气流可逆绝热地流过缩放管时，如果把喷管的渐扩段尾部切去一段，在其他条件不变的情况下，其（BDE ）A ．流量变小B ．流量不变 C ．流量变大 D ．出口压力变大E ．出口速度变大 20．不可逆循环的热效率（BE ） A ．低于可逆循环的热效率 B ．在相同的高温热源和低温热源间低于可逆循环的热效率 C ．高于可逆循环的热效率 D ．在相同的高温热源和低温热源间高于可逆循环的热效率 E ．可能高于，也可能低于可逆循环的热效率三、填空题 22．在一定的压力下，当液体温度达到饱和时，继续加热，立即出现强烈的汽化现象。 23．湿空气的绝对温度是指lm 3湿空气中所含水蒸汽的质量。 24．火电厂常用的加热器有表面式和混合式。 25．可逆绝热地压缩空气时，无论是活塞式压气机还是叶轮式压气机，气体在压气机内的状态变化规律是相同的。 26．理想气体的绝热节流效应是零效应。 27．利用平均比热表计算任意体积气体在定压过程中的吸热量时，应使用公式 Q ＝V 0 )t |c -t |(c 1t 0'p 2t 0'p 1 2?? 。 28．图示通用压缩子图上一状态点A ，其位置表明：在该状态下气体分子之间的相互作用力主要表现为排斥力。

工程热力学课后题答案

习题及部分解答第一篇工程热力学第一章基本概念 1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。 2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密度。 3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。若水柱高mm 200，水银柱高mm 800，如图2-26所示。已知大气压力为mm 735Hg ，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa ？解：根据压力单位换算 kPa p p p p kPa Pa p kPa p Hg O H b Hg O H 6.206)6.106961.1(0.98)(6.10610006.132.133800.96.110961.180665.92002253=++=++==?=?==?=?= 4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角 30=α ，压力计中使用 3 /8.0cm g =ρ的煤油，斜管液体长度 mm L 200=，当地大气压力 MPa p b 1.0=，求烟气的绝对压力（用MPa 表示）解： MPa Pa g L p 6108.7848.7845.081.98.0200sin -?==???==α ρ MPa p p p v b 0992.0108.7841.06=?-=-=- 5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中C 为压力表，读数为 kPa 110，B 为真空表，读数为kPa 45。若当地大气压kPa p b 97=，求压力表A 的读数（用kPa 表示） kPa p gA 155= 6. 试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。（1）.取水为系统；（2）.取电阻丝、容器和水为系统；（3）.取图中虚线内空间为系统。

工程热力学-课后思考题答案

第一章基本概念与定义 1．答：不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定 2．答：这种说法是不对的。工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。 3．答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。平衡状态并非稳定状态之必要条件。物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。 4．答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。当地大气压不一定是环境大气压。环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。 5．答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。 6．答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。 7．答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。 8．答：（1）第一种情况如图1-1（a）,不作功（2）第二种情况如图1-1（b）,作功（3）第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来，第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。 9．答：经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。系统和外界整个系统不能恢复原来状态。 10．答：系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后，系统恢复到原来状态，外界没有变化；若存在不可逆因素，系统恢复到原状态，外界产生变化。 11．答：不一定。主要看输出功的主要作用是什么，排斥大气功是否有用。

工程热力学思考题答案,第三章

第三章理想气体的性质 1.怎样正确看待“理想气体”这个概念？在进行实际计算是如何决定是否可采用理想气体的一些公式？答：理想气体：分子为不占体积的弹性质点，除碰撞外分子间无作用力。理想气体是实际气体在低压高温时的抽象，是一种实际并不存在的假想气体。判断所使用气体是否为理想气体（1）依据气体所处的状态（如：气体的密度是否足够小）估计作为理想气体处理时可能引起的误差；（2）应考虑计算所要求的精度。若为理想气体则可使用理想气体的公式。 2.气体的摩尔体积是否因气体的种类而异？是否因所处状态不同而异？任何气体在任意状态下摩尔体积是否都是 0.022414m 3 /mol? 答：气体的摩尔体积在同温同压下的情况下不会因气体的种类而异；但因所处状态不同而变化。只有在标准状态下摩尔体积为 0.022414m 3 /mol 3.摩尔气体常数 R 值是否随气体的种类不同或状态不同而异？答：摩尔气体常数不因气体的种类及状态的不同而变化。 4.如果某种工质的状态方程式为pv =R g T ，那么这种工质的比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数吗？答：一种气体满足理想气体状态方程则为理想气体，那么其比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数。 5.对于一种确定的理想气体，()p v C C 是否等于定值？p v C C 是否为定

值？在不同温度下()p v C C -、p v C C 是否总是同一定值？答：对于确定的理想气体在同一温度下()p v C C -为定值， p v C C 为定值。在不同温度下()p v C C -为定值，p v C C 不是定值。 6.麦耶公式p v g C C R -=是否适用于理想气体混合物？是否适用于实际气体？答：迈耶公式的推导用到理想气体方程，因此适用于理想气体混合物不适合实际气体。 7.气体有两个独立的参数，u(或 h)可以表示为 p 和 v 的函数，即(,)u u f p v =。但又曾得出结论，理想气体的热力学能、焓、熵只取决于温度，这两点是否矛盾？为什么？答：不矛盾。实际气体有两个独立的参数。理想气体忽略了分子间的作用力，所以只取决于温度。 8.为什么工质的热力学能、焓、熵为零的基准可以任选？理想气体的热力学能或焓的参照状态通常选定哪个或哪些个状态参数值？对理想气体的熵又如何？答：在工程热力学里需要的是过程中热力学能、焓、熵的变化量。热力学能、焓、熵都只是温度的单值函数，变化量的计算与基准的选取无关。热力学能或焓的参照状态通常取 0K 或 0℃时焓时为0，热力学能值为 0。熵的基准状态取p 0=101325Pa 、T 0=0K 熵值为 0 。 9.气体热力性质表中的h 、u 及s 0的基准是什么状态？答：气体热力性质表中的h 、u 及s 0的基准是什么状态00(,)T P 00T K =

西安交通大学805工程热力学考研历年真题及答案

西安交通大学考研历年真题解析 ——805工程热力学主编：弘毅考研编者：孤独的坚持弘毅教育出品 https://www.wendangku.net/doc/e41689700.html,

【资料说明】《工程热力学专业历年真题解析（专业课）》系西安交通大学优秀工程热力学考研辅导团队集体编撰的“历年考研真题解析系列资料”之一。历年真题是除了参考教材之外的最重要的一份资料，这也是我们聚团队之力，编撰此资料的原因所在。历年真题除了能直接告诉我们历年考研试题中考了哪些内容、哪一年考试难、哪一年考试容易之外，还能告诉我们很多东西。 1.命题风格与试题难易第一眼看到西交大历年试题的同学，都觉得试题“简单”。西交大的试题不偏、不怪，但想拿高分，不容易。题目不多，因此每题所占分值量大。其实，“试题很基础”----“试题很简单”----“能得高分”根本不是一回事。试题很基础，所以大部分学生都能算出结果，但是想得高分，就要比其他学生强，要答的条理、完整且结果正确，这不容易。大家不要被试题表象所迷惑。很多学生考完，感觉超好，可成绩出来分数却不高，很大程度上就是这个原因：把考的基础当成考的简单。其实这很像武侠小说中的全真教，招式看似平淡无奇，没有剑走偏锋的现象，但是如果没有扎实的基础和深厚的内功是不会成为大师的。我们只能说命题的风格是侧重考察基础的知识，但是，我们要答的规范，让老师给你满分，这并不容易。 2.考试题型与分值大家要了解有哪些题型，每个题型的分值。从最近几年看，西交大的试题类型基本没有变化，分为填空、简答及计算。填空10道题，每题5分，这考察考生的基础知识掌握情况，不应失分。简答题一般20分，这需要考生对所要回答的问题有清楚全面的认知。计算题占分值最高，需要考生重视。再往历年回顾，还有判断选择作图题等，需要考生适当留意。 3.各章节的出题比重西交大的专业课没有考试大纲，因此没有重、难点的告知，但大家可以通过对历年真题的分析，掌握各个章节在整个考研中的重要地位。本团队着重推荐西交大何雅玲老师编著的《工程热力学精要分析典型题解》。 4.重要的已考知识点考研专业课试卷中，很多考点会反复出现，一方面告诉大家这是重点，另一方面也可以帮助大家记忆重要知识点，灵活的掌握各种答题方法。对于反复考查的知识点，一

工程热力学试题

工程热力学试题（本试题的答案必须全部写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效）说明： 1）答题前请考生务必认真阅读说明； 2）考生允许携带计算器； 3）重力加速度g＝9.80m/s2； 4）本套试题中所用到的双原子理想气体绝热指数K＝； 5）理想气体通用气体常数R＝(mol·k)； 6）标准大气压Pa＝； 7）氧原子量取16，氢原子量取1，碳原子量取12，N原子量取14； 8）空气分子量取29，空气的定压比热Cp=(kg·K)。一、是非题（每题2分，共20分；正确的打√，错误的打×。） 1、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，则两个过程该系统的熵变相同。（） 2、循环功越大，热效率越高。（） 3、对于由单相物质组成的系统而言，均匀必平衡，平衡必均匀。（） 4、系统经历不可逆过程后，熵一定增大。（） 5、湿空气相对湿度越高，含湿量越大。（） 6、理想气体绝热节流前后温度不变。（）

7、系统吸热，熵一定增大；系统放热，熵一定减小。（） 8、对于具有活塞的封闭系统，气体膨胀时一定对外做功。（） 9、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（） 10、对于实际气体，由焓和温度可以确定其状态。（）二、填空题（每题5分，共50分） 1、某气体的分子量为44，则该气体的气体常数为。 2、某甲烷与氮的混合气，两组分的体积百分含量分别为70％和30％，则该混气的平均分子量为。 3、300k对应的华氏温度为。 4、卡诺循环热机，从200℃热源吸热，向30℃冷源放热，若吸热率是10kw，则输出功率为。 5、自动升降机每分钟把50kg的砖块升高12m，则升降机的功率为。 6、、30℃的氦气经节流阀后压力降至100kpa，若节流前后速度相等，则节流前管径与节流后管径的比值为。 7、某双原子理想气体的定压比热为，则其定容比热可近似认为等于。 8、容积2m3的空气由、40℃被可逆压缩到1MPa、0.6m3，则该过程的多变指数为。 9、空气可逆绝热地流经某收缩喷管，若进口压力为2MPa，出口

(完整版)工程热力学习题集附答案

工程热力学习题集一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为能源和能源。 2．孤立系是与外界无任何和交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为。 5．只有过程且过程中无任何效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水饱和水湿蒸气、和。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越、水蒸气含量越，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．能源按其有无加工、转换可分为能源和能源。 12．绝热系是与外界无交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个和两个过程所构成。 17．相对湿度越，湿空气越干燥，吸收水分的能力越。（填大、小） 18．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有：（）、（）、（）。 22、理想气体的热力学能是温度的（）函数。 23、热力平衡的充要条件是：（）。 24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（）。 25、卡诺循环由（）热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的（）、（）、（）。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。

工程热力学思考题答案

第十一章制冷循环 1.家用冰箱的使用说明书上指出，冰箱应放置在通风处，并距墙壁适当距离，以及不要把冰箱温度设置过低，为什么答：为了维持冰箱的低温，需要将热量不断地传输到高温热源（环境大气），如果冰箱传输到环境大气中的热量不能及时散去，会使高温热源温度升高，从而使制冷系数降低，所以为了维持较低的稳定的高温热源温度，应将冰箱放置在通风处，并距墙壁适当距离。在一定环境温度下，冷库温度愈低，制冷系数愈小，因此为取得良好的经济效益，没有必要把冷库的温度定的超乎需要的低。 2.为什么压缩空气制冷循环不采用逆向卡诺循环答：由于空气定温加热和定温放热不易实现，故不能按逆向卡诺循环运行。在压缩空气制冷循环中，用两个定压过程来代替逆向卡诺循环的两个定温过程。 3.压缩蒸气制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法为什么答：压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机。工质在节流阀中的过程是不可逆绝热过程，不可逆绝热节流熵增大，所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量。而压缩蒸气制冷循环在膨胀过程中，因为工质的干度很小，所以能得到的膨胀功也极小。而增加一台膨胀机，既增加了系统的投资，又降低了系统工作的可靠性。因此，为了装置的简化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝热节流。

4.压缩空气制冷循环的制冷系数、循环压缩比、循环制冷量三者之间的关系如何答：压缩空气制冷循环的制冷系数为：()() 14 2314-----o o net k o q q h h w q q h h h h ε= == 空气视为理想气体，且比热容为定值，则：()() 14 2314T T T T T T ε-= --- 循环压缩比为：2 1 p p π= 过程1-2和3-4都是定熵过程，因而有：1 3 22114 k k T T P T P T -??== ??? 代入制冷系数表达式可得：11 1 k k επ -= - 由此式可知，制冷系数与增压比有关。循环压缩比愈小，制冷系数愈大，但是循环压缩比减小会导致膨胀温差变小从而使循环制冷量减小，如图（b ）中循环1-7-8-9-1的循环压缩比较循环1-2-3-4-1的小，其制冷量（面 T s O 4′ 9′ 1′ O v （a （b ）压缩空气制冷循环状态参数

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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。

工程热力学思考题答案整理版

⒉ 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么? 答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 ⒊ 平衡状态与稳定状态，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。 ⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式 )( )( b v b b e b P P P P P P P P P P <-=>+=；中，当地大气压是否必定是环境大气压? 答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。 “当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的P b 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。 ⒌ 温度计测温的基本原理是什么? 答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。 ⒍ 经验温标的缺点是什么?为什么? 答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 ⒎ 促使系统状态变化的原因是什么?举例说明。答：分两种不同情况： ⑴ 若系统原本不处于平衡状态，系统各部分间存在着不平衡势差，则在不平衡势差的作用下，各个部分发生相互作用，系统的状态将发生变化。例如，将一块烧热了的铁扔进一盆水中，对于水和该铁块构成的系统说来，由于水和铁块之间存在着温度差别，起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下，无需外界给予系统任何作用，系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化：铁块的温

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工程热力学计算练习题 1、设工质在K T H 1200=的恒温热源和K T L 300=的恒温冷源间按热力循环工作，已知吸热量为150kJ ，求热效率和循环净功。 2、5kg 氧气初态为p 1＝0.8MPa 、T 1＝800K ，经可逆定压加热过程达到1200K 。设氧气为理想气体，比热容为定值，摩尔质量M ＝32×10－3kg/mol ，试求氧气终态的体积V 2、热力学能变量ΔU 、焓变量ΔH 、熵变量ΔS 。 3、有人设计一台循环装置，在温度为1100K 和350K 的两个恒温热源之间工作，且能输出净功1250kJ ，而向冷源放热500kJ 。试判断该装置在理论上是否可行？ 4、空气流经喷管作定熵流动，已知进口截面上空气的压力p 1＝7bar 、温度t 1＝947℃，出口截面上空气的压力p 2＝1.4bar ，质量流量q m ＝0.5kg/s 。空气的比定压热容c p =1.004kJ/(kg ·K)，气体常数Rg ＝0.287 kJ/(kg ·K)，k ＝1.4，试确定喷管外形、出口截面上空气的流速和出口截面面积。

证明题 1、试证明可逆过程的功?= -2 121pdV W 。证明：设有质量为m 的气体工质在气缸中进行可逆膨胀，其变化过程如图中连续曲线1－2表示。由于过程是可逆的，所以工质施加在活塞上的力F 与外界作用在活塞上的各种反力之总和随时只相差一无穷小量。按照功的力学定义，工质推动活塞移动距离dx 时，反抗斥力所作的膨胀功为 pdV pAdx Fdx W ===δ 式中，A 为活塞面积，dV 是工质体积微元变化量。在工质从状态1到状态2的膨胀过程中，所作的膨胀功为?=-2 121pdV W 2、试证明理想气体的比定压热容仅仅是温度的函数。证明：引用热力学第一定律解析式，对于可逆过程有vdp dh q -=δ 定压过程p p p p T h dT vdp dh dT q c )()()(??=-==δ 对于理想气体T R u pv u h g +=+=，显然焓值与压力无关，也只是温度的单值函数，即()T f h h =，故dT dh T h c p =??=)( 理想气体的比定压热容仅仅是温度的函数。

工程热力学课后习题及答案第六版完整版

工程热力学课后习题及答案第六版完整版 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积 Mv 。解：（1）2N 的气体常数 28 83140== M R R ＝)/(K kg J ? （2）标准状态下2N 的比容和密度 101325 2739.296?== p RT v ＝kg m /3 v 1=ρ＝3/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv Mv ＝ p T R 0＝kmol m /3 2-3．把CO 2压送到容积3m 3的储气罐里，起始表压力301=g p kPa ，终了表压力 3.02=g p Mpa ，温度由t1＝45℃增加到t2 ＝70℃。试求被压入的CO 2的质量。当地大气压B ＝ kPa 。解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中CO 2的质量压送后储气罐中CO 2的质量根据题意容积体积不变；R ＝ B p p g +=11 （1） B p p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T （4）压入的CO 2的质量 )1 122(21T p T p R v m m m -= -= （5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg 2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m 3的空气，如外界的温度增高

到27℃，大气压降低到，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3，问鼓风机送风量的质量改变多少解：同上题 1000 )273 325 .1013003.99(287300)1122(21?-=-= -=T p T p R v m m m ＝41.97kg 2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为的空气3 m 3，充入容积8.5 m 3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气罐。使用理想气体状态方程。第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量 288 2875.810722225???==RT v p m kg 压缩机每分钟充入空气量 288 28731015???==RT pv m kg 所需时间 == m m t 2 第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为一定量的空气压缩为的空气；或者说、 m 3的空气在下占体积为多少的问题。根据等温状态方程、8.5 m 3的空气在下占体积为 5.591 .05.87.01221=?== P V p V m 3 压缩机每分钟可以压缩的空气3 m 3，则要压缩 m 3的空气需要的时间 == 3 5.59τ 2－8 在一直径为400mm 的活塞上置有质量为3000kg 的物体，气缸中空气的温度为18℃，质量为2.12kg 。加热后其容积增大

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