中国石油大学奥鹏远程教育期末复习题

《工程热力学与传热学》——期末复习题——答案

《工程热力学与传热学》期末复习题

工程热力学部分

1、判断对错

1-1 孤立系统就是绝热闭口系统； （ × ） 1-2 孤立系统的热力状态不能发生变化； （ × ） 1-3 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵变； （ × ） 1-4 任何没有体积变化的过程就一定不对外作功； （ × ） 1-5 封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功； （ √ ） 1-6 气体吸热后热力学能一定升高； （ × ） 1-7 只有加热，才能使气体的温度升高； （ × ） 1-8 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历的过程无关； （ √ ） 1-9 气体被压缩时一定消耗外功。 （ √ ） 1-10 气体膨胀时一定对外作功； （ × ） 1-11 不可逆过程的熵变无法计算。 （ × ） 1-12 理想混合气体中，各组元的体积分数等于其摩尔分数。 （ √ ） 1-13 道尔顿定律只适用于理想气体，定律指出混合气体的总压力等于各组元分压力之和； （ √ ） 1-14 一切可逆热机的热效率均相同； （ × ） 1-15 不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率； （ × ） 1-16 由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加； （ × ） 1-17 工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小； （ × ） 1-18 封闭热力系统发生放热过程，系统的熵必减小； （ × ） 1-19 当m公斤的河水与G公斤的沸水具有相同的热力学能时，它们的可用能一定相同。 （ × ） 1-20 知道了温度和压力，就可确定水蒸气的状态； （ × ） 1-21 水蒸气的定温膨胀过程满足Q=W。 （ × ） 1-22 对未饱和湿空气，露点温度即是水蒸气分压力所对应的水的饱和温度。 （ √ ） 1-23 当湿空气的相对湿度为0时，表示空气中完全没有水蒸气。 （ × ） 1-24 湿空气的相对湿度为100% 时，表示空气中全部都是水蒸气。 （ × ） 1-25 湿空气的含湿量d一定时，温度越高，其吸湿能力越强。 （ √ ）

2、基本概念和 问答题

2-1 热力系统的定义，分类。

答：热力系统的定义；在热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究对象。 热力系统的分类：（1）按系统与外界是否进行物质交换分： a）闭口系统：系统与外界之间没有物质交换，只有能量交换（控制质量系统）。b）开口系统：系统与外界之间既有物质交换，又有能量交换（控制容积系统）。（2）按系统与外界之间进行能量交换情况分：a）简单系统：系统与外界只交换热量和一种形式的功。b）绝热

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《工程热力学与传热学》——期末复习题——答案

系统：系统与外界之间完全没有热量交换。C）孤立系统：系统与外界之间既无物质，又无能量交换。

2-2 说明准静态过程和可逆过程的关系。

答：准平衡过程（准静态过程）：是指过程中系统所经历的每一个状态都无限接近于平衡状态的过程。可逆过程：是指当系统完成某一路径后，如果全过程沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及的一切（system, surrounding ）都恢复到原来的状态而不留下任何痕迹，则这一过程即为可逆过程。

准静态过程和可逆过程的着眼点不同：准静态过程只着眼于工质内部的平衡，有无外部的机械摩擦（耗散）对工质内部的平衡并无影响可逆过程：可逆过程则分析工质与外界作用所产生的总效果。不仅强调工质内部的平衡，而且要求工质与外界作用可以无条件地逆复，过程进行时不存在任何能量的耗散。可逆过程是无耗散的准静态过程。

2-3 在热力学中，体积变化功和热量的正负是如何规定的？

答：体积变化功正负规定：1）系统对外作功，取正，d v > 0, ?w > 0；2）外界对系统作功，取负，d v < 0, ?w < 0。

热量正负规定：1）系统吸热：热量为正，? q > 0；2）系统放热：热量为负，? q < 0 ；3）系统绝热： ? q = 0 。

2-4 写出可逆过程中膨胀功，技术功的计算公式，并在P-V中表示膨胀功，技术功。

答：可逆过程中膨胀功：w??2??21pdv，技术功：wt?1vdp

2-5 试指出膨胀功，技术功，流动功的区别和联系，并将可逆过程中的膨胀功，技术功表示在p-v图中。

答：膨胀功是由于工质体积的变化对外所做的功；技术功是指工程技术上可以直接利用的功，包括宏观动能，宏观位能，轴功；工质在流过热工设备时，必须受外力推动，这种推动工质流动而做的功称为流动功。膨胀功，轴功，技术功，流动功的联系为：w?w1t?(p2v2?p1v1)?ws?2?c2f?g?z??(pv) 2-6 解释热力系统储存能的含义。

答：储存于热力系统的能量称为热力系统的储存能。工程热力学所涉及到的热力系统的储存能主要有两类：一是取决于系统本身热力状态的热力学能，另一类是与系统的宏观运动速度有关的宏观动能和与系统在重力场中所处的位置有关的宏观位能。

2-7 写出焓的定义和物理意义

答：焓的定义：h?u?pv。物理意义：比焓表示单位质量工质沿流动方向向前传递的总能量中取决于热力状态的那部分能量。

2-8 写出开口系统稳定流动能量方程式的表达形式，说明式中各量的含义。

答：开口系统稳定流动的能量方程式为：q??h?12?c2f?g?z?ws。 2 / 31

p1?wt??vdpdp?w?pdvv2v 《工程热力学与传热学》——期末复习题——答案

式中q为工质与外界交换的热量，?h为工质进出口焓的增加，?cf为工质宏观动能的变化，g?z为工质宏观位能的变化，ws系统对外所作轴功。

2-9 一绝热刚性容器，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（1）空气的热力学能如何变化 ？（2）空气是否做了功？

答（1）气体向真空自由膨胀，不对外作功，根据热力学第一定律，可得热力学能的变化为0，即?U?0。 （2）不对外作功，W?0

2-10 描述绝热节流过程的特点？写出节流过程能量方程式的形式。

答：绝热节流过程的特点：绝热节流过程是典型的不可逆过程，节流前后流体压力减小，速度提高，熵值增加。能量方程式：h1=h2。 2-11 什么是理性气体？

答：理想气体是人们提出的一种理想化的模型。理想气体分子间的平均距离相当大，分子体积与分子的总体积相比可忽略不计，分子之间无作用力，分子之间的互相碰撞以及分子与容器壁的碰撞都是弹性碰撞。

2-12 理想气体的cp和cV之差及cp和cV之比是否在任何温度下都等于一个常数？

答：理想气体的cp- cV=Rg， …… 此处隐藏：3433字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……