工程热力学复习大纲
一名词解释
1 比热容的定义为：单位物量的物质，温度升高或降低1K（1°C）所吸收或放出的热量，称为该物体的比热容（有时简称比热）。即 c=δq/dT。
2定容比热容：在定容情况下，单位物量的气体，温度变化1K（1°C）所吸收或放出的热量。即c v=δq v/dT
3定压比热容：在定压情况下，单位物量的气体，温度变化1K（1°C）所吸收或放出的热量。
4 梅耶公式（适用于理想气体）：c p-c v=R
5 c p与c v之比值称为比热容比，它也是一个重要参数。K= c p/c v=M c p/M c v
6 膨胀功（也称容积功）：在压力差作用下，由于系统工质容积发生变化而传递的机械功。7绝热节流：稳态稳流的流体快速流过狭窄断面，来不及与外界换热也没有功量的传递，可理想化称为绝热节流。绝热节流前后焓相等。h1=h2
8 节流过程是指流体（液体、气体）在管道中流经阀门、孔板或多孔堵塞物等设备时，由于局部阻力，使流体压力降低的一种特殊流动过程。若节流过程中流体与外界没有热量交换，称为绝热节流。
9绝对湿度:每立方米湿空气中所含有的水蒸气质量，称为湿空气的绝对湿度。绝对湿度也就是湿空气中水蒸气的密度ρv，按理想气体状态方程其计算式为ρv=mv/V=pv/RvT(kg/m3) 10相对湿度（φ）:湿空气的绝对湿度ρv与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度ρs的比值。。
11 定熵滞止参数：将具有一定速度的流体在定熵条件下扩压，使其流速降低为零，这时气体的参数称为定熵滞止参数。
12准静态过程：理论研究可以设想一种过程，这种过程进行的非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡状态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，即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，这样的过程称为准静态过程。
13可逆过程：系统经历某一过程后，如果能使系统与外界同时恢复到初始状态，对外界没有留下任何影响，既没有得到功，也没有消耗功。这种过程没有热力学损失，其正向效果与逆向效果恰好互相抵消，这样的过程称为可逆过程。
14饱和空气：由干空气与饱和水蒸气（状态点b）所组成的湿空气
15 未饱和空气：由干空气与过热水蒸气（状态点a）所组成的湿空气。
16 湿空气密度
17 热力学能：内动能、内位能及维持一定分子结构的化学能和原子核内部的原子能等一起构成内部储存能，统称热力学能。
18外部储存能：将系统的宏观能量和重力位能称为外部储存能。
宏观动能：以外界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量。
重力位能：系统工质与外力场的相互作用所具有的能量。
19 系统的总能:系统的总能E为内储存能与外储存能之和。 E=U+E k+E p E=U+1/2mc2+mg
对1kg质量物体的总能，也称比总能。 e=1/2mc2+gz
20 功量：在热力学中，功是系统除温差以外的其他不平衡视差所引起的系统与外界之间传递的能量。
21 轴功：系统通过机械轴与外界传递的机械功。
22 流动功（或推动功）：为推动流体通过控制体界面而传递的机械功，它是维持流体正常流动所必须传递的能量。
23技术功：技术功等于彭长功与流动功的代数和。
24 熵由熵流和熵产组成。
令δsf=δq′/T,称为熵流，是由热量的流动带来的熵变，故吸热为正；放热为负；绝热为零。
令δsg=(δw-δw′)/T,称为熵产，是由闭口系统内部任何不可逆因素带来的熵变。称
△δw=δw-δw′为由于过程不可逆带来的作功能力的损失。显然δsg在不可逆时为正；可逆时为零。
25 火用：当系统由任意状态可逆转变到与环境状态相平衡时，能最大限度转换为功的那部分能量称为火用。不能转换为功的那部分能量称为火无。
26 干度x=湿蒸汽中含干蒸汽的质量/湿蒸汽的总质量
二填空
1 将流动工质传递的总能量中取决于工质的热力状态的那部分能量写在一起，引入一新的物理量，称为焓，定义式为：H=U+PV（J）或h=u+pv（J/kg）
2 理想气体的焓和热力学能一样，也仅是温度的单值函数。
3 焓的物意：⑴对流动工质（开口系统），表示沿流动方向传递的总能量中，取决于热力状态的那部分能量。⑵对不流动工质（闭口系统），焓只是一个复合状态参数。
4 卡诺循环是由两个可逆的定熵过程和两个可逆的定温过程构成的。
5 热湿比ε在h-d图上反映了过程线1-2的倾斜度，因此，也称角系数。ε=1000△h/△d 是过程方向与特征。
6 状态公理：确定纯物质系统平衡状态的独立参数N=n+1
7 单位质量工质在微元热力过程中所作的膨胀过程为：δw=pfdS=pdv
可逆过程1-2所作的膨胀功为w=∫12pdv(J/kg)
8通常规定：系统吸热，q为正值；系统对外放热，q为负值。相应地，可逆过程中熵的变化为：系统吸热，ds＞0；系统放热，ds＜0；绝热过程，ds=0。
9 正循环是动力循环，逆循环是制冷与制热循环。
10 理想气体状态方程：
1kg气体：pv=RT mkg气体：pV=mRT 1kmol物量：pV M=R0T nkmol物量pV=nR0T
11 通用气体常数R0：R0=p0V M0/T0 (kmol*K)
已知通用气体常数及气体的分子量即可求得气体常数R：R=R0/M (J/(kg*K))
12
技术功、膨胀功及流动功之间的关系，由式
w t=q-△h=(△u+w)-( △u+p2v2-p1v1)=w+p1v1-p2v2及上图可知：
w t= w+p1v1-p2v2=面积12561+面积41604-面积23052
显然，技术功也是过程量，其值取决于初、终状态及过程特征。
13 习题1-1 如果气压计读值为B=10aPa（a=5）,试完成下列计算：
⑴表压力为1.5MPa时的绝对压力（MPa）；
⑵真空表读值为4kPa时的绝对压力（kPa）；
⑶绝对压力为90 kPa时的真空值（kPa）；
⑷绝对压力为1MPa时的表压力（MPa）。
14
各压力间的关系
15 稳态稳流能量方程表达式：δQ=【（h2-h1）+1/2(c22-c12)+g(z2-z1)】δm+δW s
或Q=【（h2-h1）+1/2(c22-c12)+g(z2-z1)】m+W s
对于单位质量工质可写成：q=（h2-h1）+1/2(c22-c12)+g(z2-z1)+w s=△h+1/2△c2+w s
对于微元热力过程：δq=dh+1/2d c2+gdz+δw s
16音速：微小扰动在物体中的传播速度。
17马赫数：在研究可压缩流体时，以当地音速作为比较标准，引进马赫数这个无因次量，
用M表示，其定义为M=c/a.式中c是给定状态的气体流速，
a是该状态下的音速。根据马赫数的大小，可以把气流速度
分为三档：当M＜1，称为亚音速；当M=1，称为音速；当M
＞1，称为超音速
18 连续性方程：dc/c+df/f-dv/v=0
绝热稳定流动能量方程式：d*c2/2=-dh
定熵过程方程式：dp/p+kdv/v=0
19 习题1-5 某气缸中有0.5Kg的气体，从初态p1=0.7MPa，V1=0.02m3，可逆膨胀到终态V2=0.05 m3，各膨胀过程维持以下关系：⑴p=定值；⑵pV=定值。试计算各过程所作的膨胀功；并示意在p-v图上。
三判断
1 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界，其作用是确定研究对象，将系统与外界分隔开来。系统的边界可以是实际存在的、假想的、固定不变的，也可以是运动或可变形的。
2 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。
3 绝热系统：系统与外界之间没有没有热量传递的系统，称为绝热系统。
4 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的系统，称为孤立系统。
5 单相系与复相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的部分称为一个相，相与相之间有明显的界限。由单一物相组成的系统称为单相系；由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成称三相系统。
6 单元系与多元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系，纯物质就属单元系，例如，纯水、纯氧、纯氮等，无论它们是单相还是复相都是单元系。又两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系，例如，氮气、水和冰组成的混合物属二元系统，化学反应系统及溶液等都属多元系统。
7 均匀系与非均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布称为均匀系，否则为非均匀系。
8 强度性系数：与物质的量无关的参数，如温度T、压力P，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。强度性参数在热力过程中起着推动力作用，称为广义力或势，一切实际热力过程都是在某种势差推动下进行的。
9 广延性参数：与物质的量有关的参数，如系统的体积V、热力学能U、焓H和熵S等，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。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。如传递热量必然引起系统熵的变化；系统对外作膨胀功必然引起系统体积的增加。
10 制冷系数可能大于、等于或小于1，而供热系数总是大于1。ε2=1+ε1
11 df/f=(M2-1)dc/c 指出了任何流体定熵流动过程中管道截面积变化与速度变化的关系。
12 制冷循环：1-2是空气在压缩机内定熵压缩过程；
2-3是空气在冷却器内定压放热过程；
3-4是空气在膨胀机内定熵膨胀过程；
4-1是空气在冷室换热器中定压吸热过程。
四选择
1 临界压力Pc与进口压力P1的比值，称为临界压力比β，即β=Pc/P1。
2 国际单位制（ＳＩ）规定压力单位为帕斯卡（Ｐａ），即１Ｐａ＝１Ｎ／㎡。工程上还采用其他压力单位，如巴（ｂａｒ）、标准大气压（ａｔｍ）、工程大气压（ａｔ）、毫米水柱（ｍｍＨ２Ｏ）和毫米汞柱（ｍｍＨｇ）等单位。
3只有绝对压力才是状态参数。
五简答
1 溜冰冰刀
2 北方冬天晾衣服，是否经过液相？不经过
3 有没有500°C的水？没有，t＞374.16°C
4 有没有-3°C的蒸汽？有
5 在一密闭容器内有水的气液混合物加热能使其变为气态吗？不能
6 绝对湿度的大小能否说明湿空气的干燥或潮湿的程度？不能
六计算
习题3-3膨胀功、流动功、轴功和技术功有何差别，互相有无联系？试用p-v图说明之。
习题3-5有一闭口系统，从状态1经过a 变化到状态2，如图，又从状态2经过b 回到状态1；再从状态1经过c 变化到状态2。在这个过程中，热量和功的某些值已知，如下表中所列，还有某些量未知（表中空白栏），试确定这些未知量。
解：闭口系统。
使用闭口系统能量方程
(1)对1-a-2和2-b-1组成一个闭口循环，有??
=W Q δδ
即10＋（－7）＝x1+（－4） x1=7 kJ
(2)对1-c-2和2-b-1也组成一个闭口循环
x2＋（－7）＝2+（－4） x2=5 kJ
(3)对过程2-b-1，根据W U Q +?= =---=-=?)4(7W Q U －3 kJ
习题3-6 一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环，试填充表中所缺数据。
习题4-3 将满足下列要求的多变过程表示在p-v图及T-s图上（工质为空气）。
⑴工质既升压、又升温、又放热；
⑵工质既膨胀、又降温、又放热；
⑶n=1.6的膨胀过程，并判断q、w、△u的正负；
⑷n=1.3的压缩过程，并判断q、w、△u的正负。
习题4-4将p-v图表示的循环，如图所示，表示在T-s图上。
习题5-1 卡诺循环工作于600°C及40°C两个热源之间，设卡诺循环每秒钟从高温热源取热100KJ。求⑴卡诺循环的热效率；⑵卡诺循环产生的功率；⑶每秒钟排向冷源的热量。
南京师范大学《工程热力学》考试重点笔记专业课复习资料（最新版）封面 南京师范大学工程热力学第第 1 章基本概念本章基本要求:深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。本章重点：取热力系统，对工质状态的描述，状态与状态参数的关系，状态参数，平衡状态，状态方程，可逆过程。1. 1 热力系统一、热力系统热力系统一、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(按系统与外界有无物质交换)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=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和= 一切热力系统连同相互作用的外界 四、根据系统内部状况划分可压缩系统：由可压缩流体组成的系统。简单可压缩系统：与外界只有热量及准静态容积变化均匀系统：内部各部分化学成分和物理'性质都均匀一致的系统，是由单相组成的。非均匀系统：由两个或两个以上的相所组成的系统。单元系统：一种均匀的和化学成分不变的物质组成的系统。多元系统：由两种或两种以上物质组成的系统。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。注意:系统的选取方法仅影响解决问题的繁复程度，与研究问题的结果无关。思考题：孤立系统一定是闭口系统吗。反之怎样。孤立系统一定不是开口的吗。孤立系统是否一定绝热。1 ．2 工质的热力状态与状态参数一、状态与状态参数状态：工质的热力状态与状态参数一、状态与状态参数状态：热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。状态参数：描述工质状态特性的各种状态的宏观物理量。如：温度（T）、压力（P）、比容（）或密度（）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。状态参数的数学特性:1．1212x x dx 有关，而与状态变化的途径无关。2． dx =0 表明：状态参数的循环积分为零基本状态参数：可直接或间接地用仪表测量出来的状态参数。如：温度、压力、比容或密度1 ．温度：宏观上，是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量。微观上,是大量分子热运动强烈程度的量度BTw m22式中22w m分子平移运动的动能，其中 m 是一...
例1:如图，已知大气压p b=101325Pa ，U 型管内 汞柱高度差H =300mm ，气体表B 读数为0.2543MPa ，求：A 室压力p A 及气压表A 的读数p e,A 。 解： 强调： P b 是测压仪表所在环境压力 例2:有一橡皮气球，当其内部压力为0.1MPa （和大气压相同）时是自由状态，其容积为0.3m 3。当气球受太阳照射而气体受热时，其容积膨胀一倍而压力上升到0.15MPa 。设气球压力的增加和容积的增加成正比。试求： （1）该膨胀过程的p~f （v ）关系； （2）该过程中气体作的功； （3）用于克服橡皮球弹力所作的功。 解：气球受太阳照射而升温比较缓慢，可假定其 ，所以关键在于求出p~f （v ） (2) （3） 例3：如图，气缸内充以空气，活塞及负载195kg ，缸壁充分导热，取走100kg 负载，待平 衡后，不计摩擦时，求：（1）活塞上升的高度 ;（2）气体在过程中作的功和换热量，已 知 解：取缸内气体为热力系—闭口系 分析：非准静态，过程不可逆，用第一定律解析式。 计算状态1及2的参数： 过程中质量m 不变 据 因m 2=m 1,且 T 2=T 1 体系对外力作功 注意：活塞及其上重物位能增加 例4：如图，已知活塞与气缸无摩擦，初始时p 1=p b ，t 1=27℃，缓缓加热， 使 p 2=0.15MPa ，t 2=207℃ ，若m =0.1kg ，缸径=0.4m ，空气 求：过程加热量Q 。 解： 据题意 ()()121272.0T T m u u m U -=-=? 例6 已知：0.1MPa 、20℃的空气在压气机中绝热压缩后，导入换热器排走部分热量，再进入喷管膨胀到0.1MPa 、20℃。喷管出口截面积A =0.0324m2，气体流速c f2=300m/s 。已知压气机耗功率710kW ，问换热器的换热量。 解： 稳定流动能量方程 ——黑箱技术 例7:一台稳定工况运行的水冷式压缩机，运行参数如图。设空气比热 cp =1.003kJ/(kg·K)，水的比热c w=4.187kJ/(kg·K)。若不计压气机向环境的散热损失、动能差及位能差，试确定驱动该压气机所需功率。[已知空气的焓差h 2-h 1=cp (T 2-T 1)] 解：取控制体为压气机（不包括水冷部分 流入： 流出： 6101325Pa 0.254310Pa 355600Pa B b eB p p p =+=+?=()()63 02160.110Pa 0.60.3m 0.0310J 30kJ W p V V =-=??-=?=斥L ?{}{}kJ/kg K 0.72u T =1 2T T =W U Q +?=()()212211U U U m u m u ?=-=-252 1.96010Pa (0.01m 0.05m)98J e W F L p A L =??=???=???={}{}kJ/kg K 0.72u T =W U Q +?=g V m pq q R T =()f 22g p c A R T =620.110Pa 300m/s 0.0324m 11.56kg/s 287J/(kg K)293K ???==??()111 11111m V m P e q p q P q u p v ++?++() 1 2 1 22222m V m e q p q q u p v ++Φ?Φ++水水
2.5 典型例题 例题２－１ 一个装有２kg 工质的闭口系经历如下过程：过程中系统散热25kJ ，外界对系统做功100kJ ，比热力学能减少15kJ/kg ，并且整个系统被举高1000m 。试确定过程中系统动能的变化。 解 由于需要考虑闭口系统动能及位能的变化，所以应用第一定律的一般表达式（２－７b ），即 2 f 12 Q U m c m g z W =?+?+?+ 于是 2 f 1K E 2 m c Q W U m g z ?= ?=--?-? (25k J )(100k J )(2k g )(1 =----- 2 -3 (2k g )(9.8m /s )(1000m 10) -?? = +85 .4k 结果说明系统动能增加了 85.4kJ 。 讨论 （１） 能量方程中的Q ,W ，是代数符号，在代入数值时，要注意按规定的正负号含 义 代入。U ?，mg z ?及 2 f 12 m c ?表示增量，若过程中它们减少应代负值。 （２） 注意方程中每项量纲的一致，为此mg z ?项应乘以310-。 例题２－２ 一活塞汽缸设备内装有５kg 的水蒸气，由初态的比热力学能 12709.0kJ/kg u =，膨胀到22659.6kJ/kg u =，过程中加给水蒸气的热量为 80kJ ，通过 搅拌器的轴输入系统18.5kJ 的轴功。若系统无动能、位能的变化，试求通过活塞所做的功 解 依题意画出设备简图，并对系统与外界的相互作用加以分析。如图２－４所示，这是一闭口系，所以能量方程为 Q U W =?+ 方程中是总功，应包括搅拌器的轴功和活塞膨胀功，则能量方程为 p a d d l e p i Q U W W =?++ p s i t o n p a d d l e 2 ()W Q W m u u =--- (+80kJ)(18.5kJ)(5kg)(2659.62709.9)kJ/kg =---- 350kJ =+ 讨论 （１） 求出的活塞功为正值，说明系统通过活塞膨胀对外做功。
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。
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
工程热力学考研大纲 一、参考书目: 工程热力学A《工程热力学》童钧耕主编，高等教育出版社，2007年 二、基本要求: 1．理解和掌握热力学的基本概念和热力学的宏观研究方法，能够运用基本概念，针对实际问题的特点选取热力系统，列出简化条件，并进行功和热量的计算； 2．掌握热力学第一定律、第二定律的实质，对闭口系和开口系统进行热力过程的分析和计算，并能用状态坐标图表示过程及能量转换的特点； 3．掌握运用理想气体、水蒸气、湿空气等常用工质的热力性质图表及公式进行热力过程的分析和计算； 4．掌握提高能量利用率的基本原则和主要途径。把实际热工设备的工作过程简化成理想热力循环或热力过程，应用第一、第二定律对循环或过程进行分析和计算。 三、主要知识点 第一章基本概念热力系统，状态及平衡状态，状态参数及其特性，参数坐标图，热力过程及准静态过程，热力循环 第二章热力学第一定律闭口系热力学第一定律解析式，热力学第一定律应用于开口系统，稳定流动能量方程式，焓，技术功，能量方程应用 第三章理想气体及其混合物理想气体状态方程及气体常数，理想气体的比热，理想气体的内能、焓和熵的计算，混合气体的概念，分压力和分容积，混合气体成分 表示方法及其核算，混合气体的比热、内能、焓和熵的计算 第四章气体的基本热力过程四个典型热力过程，多变过程及多变指数 第五章热力学第二定律过程的方向性，卡诺循环和卡诺定理，熵的导出，孤立系统熵增原理，熵方程，熵流与熵产，作功能力损失 第六章实际气体的性质实际气体的性质，范德瓦尔方程，对应态原理，通用压缩因子图 第七章蒸汽的性质蒸汽的性质，蒸汽图表及其应用， 第八章气体和蒸气流动稳定流动基本方程，流速和流量，临界压力比，临界流速和最大流量，喷管的计算，摩阻对流动的影响，绝热滞止，绝热节流，第九章气体的压缩气体的理想压缩功，压缩机的效率，活塞式压缩机余隙容积的影响，多级压缩和中间冷却 第十章动力循环分析分析循环的热效率法，分析循环中不可逆损失的熵方法第十一章蒸汽动力循环朗肯循环，蒸汽参数对循环热效率的影响，再热循环，回热循环， 第十二章气体动力循环活塞式内燃机循环，燃气轮机装置循环，提高循环热效率的各种途径， 第十三章制冷循环空气压缩制冷，蒸汽压缩制冷，提高制冷系数的各种途径，第十四章湿空气湿空气的概念，湿空气的热力过程，焓湿图，湿空气的应用，
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_______。
3．5 典型例题 例题3－１ 某电厂有三台锅炉合用一个烟囱，每台锅炉每秒产生烟气733 m （已折算成标准状态下的体积），烟囱出口出的烟气温度为100C ?，压力近似为101.33kPa ，烟气流速为30m/s 。求烟囱的出口直径。 解 三台锅炉产生的标准状态下的烟气总体积流量为 烟气可作为理想气体处理，根据不同状态下，烟囱内的烟气质量应相等，得出 因p =0p ，所以 烟囱出口截面积 32V 299.2m /s 9.97m q A = == 烟囱出口直径 3.56m 讨论 在实际工作中，常遇到“标准体积”与“实际体积”之间的换算，本例就涉及到此问题。又例如：在标准状态下，某蒸汽锅炉燃煤需要的空气量3V 66000m /h q =。若鼓风机送入的热空气温度为1250C t =?，表压力为g120.0kPa p =。当时当地的大气压里为b 101.325kPa p =，求实际的送风量为多少？ 解 按理想气体状态方程，同理同法可得 而 1g1b 20.0kPa 101.325kPa 121.325kPa p p p =+=+= 故 33V1101.325kPa (273.15250)K 66000m 105569m /h 121.325kPa 273.15kPa q ?+=?=? 例题３－２ 对如图３－９所示的一刚性容器抽真空。容器的体积为30.3m ，原先容 器中的空气为0.1MPa ，真空泵的容积抽气速率恒定为30.014m /min ，在抽气工程中容器内温度保持不变。试求： （１） 欲使容器内压力下降到0.035MPa 时，所需要的抽气时间。 （２） 抽气过程中容器与环境的传热量。 解 （１）由质量守恒得 即 所以 V d d q m m V τ-= （３） 一般开口系能量方程 由质量守恒得 out d d m m =- 又因为排出气体的比焓就是此刻系统内工质的比焓，即out h h =。利用理想气体热力性质得
表明比定容热容不随比体积变化，这与实际情况不符，说明范德瓦尔方程并不能准确的描述实际气体的这方面的性质。 第七章 水蒸气 例：用温度为500K 的恒温热源加热1atm 的饱和水，使之定压汽化为100oc 的饱和干蒸汽，求：1）该过程中工质的熵变如何计算？2）过程中熵流和熵产。
第八章 气体和蒸汽的流动 例：空气进入喷管时流速为300m/s ，压力为0.5MPa ，温度450K ，喷管背压pb=0.28MPa ，求：喷管的形状，最小截面积及出口流速。cp=1004J/kg·k ，Rg=287J/kg·k 解：由于cf1=300m/s ，所以应采用滞止参数 滞止过程绝热 所以采用缩放喷管 注：若不考虑cf1，则 pcr=νcr·p1=0.528?0.5=0.264MPa 北航流体力学、工程热力学综合考试考研大纲（版） 北航流体力学、工程热力学综合考试大纲（2011版） 第一部分工程流体力学（40%，60分） 一、考试范围及内容 1、流体力学的基本概念 连续介质的概念，流体的基本性质及分类，广义牛顿内摩擦定律，流线方程。 2、流体静力学 流体静平衡方程，自由面的形状，流体静平衡规律，非惯性坐标系中的静止液体。 3、一维定常流动的基本方程 控制体和体系，连续方程，动量方程，动量矩方程，伯努利方程，能量方程。 4、粘性流体动力学基础 粘性流体运动的两种流态，微分形式的流体力学基本方程组，N-S方程的准确解，初始条件和边界条件。 5、边界层流动 附面层概念和附面层几种厚度的定义，附面层的积分方程。 6、可压缩流动 可压缩流动基本概念，音速和马赫数，几个重要的气流参数。 二、基本要求 1、对流体的力学特性（连续性、压缩性、膨胀性、粘性、静止流体和理想流体的压强特性、粘性流体的应力）以及作用力的分类有清晰的概念。 2、学会描述流体运动的方法，能够正确地运用欧拉法计算流动参数和流线方程。 3、会建立一维定常流动的基本方程（连续方程、动量方程、伯努利方程和能量方程）。能正确地运用上述基本方程组解决工程中简单的一维定常流动的问题。 4、能熟练地掌握判定流态（层流、紊流）的方法和紊流的基本知识，了解粘流运动的特点、紊流流动的处理方法及描述二维不可压粘性流体的N－S方程和雷诺方程。 5、掌握附面层的概念，会建立附面层积分关系式，并用平板附面层的计算方法对工程问题做近似估算，了解附面层分离的原因后果及防止分离的一般方法。 6、理解可压缩流动的特点，掌握气流滞止参数、临界参数、速度系数及气动函数的物理意义及其在气动参数计算中的作用。 三、参考书 《气体动力学基础》（流体力学部分），西北工业 大学出版社（2006年5月出版），王新月主编 工程热力学例题 1.已知一闭口系统沿a c b途径从状态a变化到状态b时，吸入热量80KJ/kg，并对外做功 30KJ/Kg。(1)、过程沿adb进行，系统对外作功10KJ/kg，问系统吸热多少? (2)、当系统沿曲线从b返回到初态a、外界对系统作功20KJ/kg，则系统 与外界交换热量的方向和大小如何? (3)、若ua=0，ud=40KJ/Kg，求过程ad和db的吸热量。 解：对过程acb，由闭口系统能量方程式得： （1）、对过程adb闭口系统能量方程得： （2）、对b-a过程，同样由闭口系统能量方程得： 即，系统沿曲线由b返回a时，系统放热70KJ/Kg。 (3)、当ua=0，ud=40KJ/Kg，由ub-ua=50KJ/Kg，得ub=50KJ/Kg，且： （定容过程过程中膨胀功wdb=0） 过程ad闭口系统能量方程得： 过程db闭口系统能量方程得： 2. 安静状态下的人对环境的散热量大约为400KJ/h，假设能容纳2000人的大礼堂的通风系统坏了：（1）在通风系统出现故障后的最初20min内礼堂中的空气内能增加多少？（2）把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统，假设对外界没有传热，系统内能变化多少？如何解释空气温度的升高。 解：（1）热力系：礼堂中的空气。(闭口系统)根据闭口系统能量方程 因为没有作功故W=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热， （2）热力系：礼堂中的空气和人。(闭口系统)根据闭口系统能量方程 因为没有作功故W=0；对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量， 所以内能的增加为0。空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。 3. 空气在某压气机中被压缩。压缩前空气的参数是p1=0.1MPa，v1=0.845m3/kg；压缩后的参数是p2=0.8MPa，v2=0.175m3/kg。假定空气压缩过程中，1kg空气的热力学能增加146KJ，同时向外放出热量50KJ，压气机每分钟产生压缩空气10kg。求： （1）压缩过程中对每公斤气体所做的功； （2）每生产1kg的压缩空气所需的功； （3）带动此压气机至少需要多大功率的电动机？ 分析：要正确求出压缩过程的功和生产压缩气体的功，必须依赖于热力系统的正确选取，及对功的类型的正确判断。压气机的工作过程包括进气、压缩和排气3个过程。在压缩过程中，进、排气阀门均关闭，因此此时的热力系统式闭口系统，与外界交换的功是体积变化功w。 要生产压缩气体，则进、排气阀要周期性地打开和关闭，气体进出气缸，因此气体与外界交换的功为轴功ws。又考虑到气体动、位能的变化不大，可忽略，则此功也是技术功wt。 （1）解：压缩过程所做的功，由上述分析可知，在压缩过程中，进、排气阀均关闭，因此取气缸中的气体为热力系统，如图（a）所示。由闭口系统能量方程得： 《工程热力学I》课程教学大纲 课程名称：工程热力学I 课程代码： 学分/学时：3学分/48学时 开课学期：春季学期 适用专业：机械工程及自动化、热能与动力工程、核工程、建筑环境与设备及相关专业先修课程：大学物理、高等数学 后续课程：工程热力学II 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标（需明确各教学环节对人才培养目标的贡献，专业人才培养目标中的知识、能力和素质见附表） 课程性质：工程热力学是机械工程、热能动力工程、工业工程、核科学与工程、航空航天工程等专业的一门重要技术基础课，是机械、能源动力类专业必修主干课。 教学目标：工程热力学是研究热能有效利用以及热能与其它能量转换规律的科学。本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识，也为从事相关专业技术工作、科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础。（A5.1, A5.2, B2, C2） 本课程由基本概念、热力学基本理论、纯物质热物理性质、基本热力过程及应用五部分组成。通过本课程教学，不仅使学生在能量转换和利用特别是热能与机械能的转换和合理利用方面树立正确的概念，同时培养学生科学抽象、逻辑思维能力，进一步强化实践是检验理论的唯一标准的认识观。具体来说： （1）掌握热能和机械能相互转换的基本规律，并能推广应用于其它能量的转换问题。（A5.1） （2）初步掌握热力过程和热力循环的分析方法，了解提高能量利用经济性的基本原则和主要途径。（A5.1） （3）能运用常用工质物性公式、图表（如水蒸气）和电子软件等进行一般热力过程计算。（A5.2） （4）初步具有从实际问题抽象为理论，并运用理论分析解决实际问题能力。（B2） （5）强化理论来源于实践，实践是检验理论的唯一标准的认识观。（A5.1, A5.2, C2） 冷源吸热，则 S sio ( 2.055 2.640 0)kJ/K 0 所以此循环能实现。 效率为 c 1 T 2 1 303K 68.9% c T 1 973K 而欲设计循环的热效率为 800kJ 1 60% c 2000 kJ c 即欲设计循环的热效率比同温度限间卡诺循环的低，所以循环 可行。 （２）若将此热机当制冷机用，使其逆行，显然不可能进行，因为根据上面的分析，此 热机循环是不可逆循环。当然也可再用上述３种方法中的任一种，重新判断。 欲使制冷循环能从冷源吸热 800kJ ，假设至少耗功 W min ， 4． 4 典型例题精解 ４.４ .１ 判断过程的方向性，求极值 例题 ４－１ 欲设计一热机， 使之能从温度为 973K 的高温热源吸热 2000kJ ，并向温 度为 303K 的冷源放热 800kJ 。（１）问此循环能否实现？（２）若把此热机当制冷机用，从 冷源吸热 800K ，能否可能向热源放热 2000kJ ？欲使之从冷源吸热 800kJ,至少需耗多少功？ 解 （１）方法１：利用克劳修斯积分式来判断循环是否可行。如图４－ 5a 所示。 Q |Q 1| |Q 2| 2000kJ -800kJ = -0.585kJ/K <0 T r T 1 T 2 973K 303K 所以此循环能实现，且为不可逆循环。 方法２：利用孤立系统熵增原理来判断循环是否可行。如图４－ 源、冷源及热机组成，因此 5a 所示，孤立系由热 S iso S H S L S E S E 0 a ） 式中： 和分别为热源及冷源的熵变； 原来状态，所以 为循环的熵变，即工质的熵变。因为工质经循环恢复到 而热源放热，所以 S E b ） S H |Q 1 | T 1 2000kJ 2. 055 k J/ K 973K c ） S L |Q 2 | T 2 800kJ 2. 640kJ/K 303K d ） 将式（ b ）、（ c ）、（d ） 代入式（ a ），得 方法３：利用卡诺定理来判断循环是否可行。若在 T 1和T 2 之间是一卡诺循环，则循环 W t |Q 1 | |Q 1 | |Q 2| |Q 1| 根据孤立系统熵增原理，此时， 欢迎阅读 工程热力学例题 1.已知一闭口系统沿a c b 途径从状态a 变化到状态b 时，吸入热量80KJ/kg ，并对外做功 30KJ/Kg 。 (1)、过程沿adb 进行，系统对外作功10KJ/kg ，问系统吸热多少? (2)、当系统沿曲线从b 返回到初态a 、外界对系统作功20KJ/kg ， 则系统与外界交换热量的方向和大小如何? (3)、若ua=0，ud=40KJ/Kg ，求过程ad 和db 的吸热量。 解：对过程acb ，由闭口系统能量方程式得： （1（2(3) wdb=0 ） 2. （2 3. ，同（1（2（3及对进、排气阀门均关闭，因此此时的热力系统式闭口系统，与外界交换的功是体积变化功w 。 要生产压缩气体，则进、排气阀要周期性地打开和关闭，气体进出气缸，因此气体与外界交换的功为轴功ws 。又考虑到气体动、位能的变化不大，可忽略，则此功也是技术功wt 。 （1）解：压缩过程所做的功，由上述分析可知，在压缩过程中，进、排气阀均关闭，因此取气缸中的气体为热力系统，如图（a ）所示。由闭口系统能量方程得： （2）生产压缩空气所需的功，选气体的 进出口、气缸内壁及活塞左端面所围空间为热力系统，如（b）图虚线所示，由开口系统能量方程得： （3）电动机的功率: 4. 某燃气轮机装置如图所示，已知压气机进口处空气的比焓h1=290kJ/kg。经压缩后空气升温使比焓增为h2=580kJ/kg，在截面2处空气和燃料的混合物以cf2=20m/s的速度进入燃烧室，在定压下燃烧，使工质吸入热量q=670kJ/kg。燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态3`， h3`=800kJ/kg，流速增加到cf3`，此燃气进入动叶片，推动转轮回转作功。若燃气在动叶片 中的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度 cf4=100m/s，若空气流量为100kg/s，求： （1）压气机消耗的功率为多少？ （2 （3 （4 （5 由 增 （2 （3 因 5．，设 × × 焓变：△h=cp△T=k△u=1.4×8=11.2×10^3J 熵变：△s= =0.82×10^3J/(kg·K ) 6. 某可逆机同时与温度为T1=420K、T2=630K、T3=840K的三个热源连接，如下图所示。假定在一个循环中从T3热源吸取1260KJ的热量，对外做功210KJ。求：热机与其它两个热源交换的热量大小及方向和各热源熵变？ 解：设Q1、Q2方向如图所示，由热机循环工作,可知： 即 又由热力学第一定律可知： 815工程热力学（不含传热学） 1．考试内容 ①基本概念：热力学系统、热力平衡状态（含化学平衡）、热力过程、状态参数（包括基本状态参数及导出状态参数中的热力学能、焓、熵、火用（有效能）、自由能、自由焓）。 ②能量的基本形式：热力学能、热量、功。 ③热力学基本定律：热力学第一定律、热力学第二定律。 ④热力过程的分析计算：理想气体的热力过程、水蒸气的热力过程、湿空气的热力过程、压气机的热力过程，气体流动的热力过程。 ⑤热力循环的分析计算：活塞式内燃机的理想循环、燃气轮机装置循环、朗肯循环、空气的制冷装置循环。 ⑥工质的热力性质：理想气体（包括理想混合气体）、水蒸气、湿空气。 ⑦化学反应系统的能量守恒和平衡分析。 2．考试要求 ①了解：水蒸气参数计算、水蒸气热力过程分析计算；热力学微分方程的作用；湿空气状态参数计算、工程应用原理；制冷工作原理；过量空气、理论燃烧温度概念；实际气体概念。 ②理解：热力系统、平衡状态（准平衡状态）、基本状态参数、导出状态参数（热力学能、焓、熵、火用（有效能）、自由能、自由焓）概念；热力过程；功、热量的概念；热力学第二定律的本质；定压热效应与标准生成焓及温度之间的关系；化学平衡常数与自由焓之间的关系。 ③掌握：热力学第一定律实质；理想气体状态方程、比热容等概念；理想气体热力过程分析；理想气体热力学能、焓、熵、火用（有效能）的计算；压气机分析计算；理想气体在喷管内的热力过程分析计算；活塞式内燃机、燃气轮机装置理想循环分析；孤立系统熵增原理，熵平衡方程和火用（有效能）平衡方程；标准生成焓计算方法；化学平衡成分计算方法。 3．题型及分值 综合题（内含简述、名词解释、计算、分析）。全部题中：需要了解的内容占20分；需要理解的内容占60分；需要掌握的内容占70分。 例1.1：已知甲醇合成塔上压力表的读数150kgf/cm 2，这时车间内气压计上的读数为780mmHg 。试求合成塔内绝对压力等于多少kPa ？ 14819kPa 例1.2：在通风机吸气管上用U 型管压力计测出的压力为300mmH 2O ，这时气压计上的读数750mmHg 。 试：（1）求吸气管内气体的绝对压力等于多少kPa ？ 103kPa （2）若吸气管内的气体压力不变，而大气压下降至735mmHg ，这时U 型管压力计的读数等于多少？ 504mmH 2O 例1.3：某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力计，如图所示。压力表A 、C 位于大气环境中，B 位于室Ⅱ中。设大气压力为97KPa ： （1）若压力表B 、表C 的读数分别为75kPa 、0.11MPa ，试确定压力 表A 上的读数及容器两部分内气体的绝对压力； p A =35kPa ， p Ⅰ=207kPa ， p Ⅱ=132kPa （2）若表C 为真空计，读数为24kPa ，压力表B 的读数为36kPa ，试 问表A 是什么表？读数是多少？ A 为真空计，且p A =60kPa 例1.4：判断下列过程中哪些是①可逆的②不可逆的③不确定是否可逆的，并扼要说明不可逆的原因。 （1）对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发；是不确定的。 （2）对刚性容器内的水作功，使其在恒温下蒸发；是不可逆的。 （3）对刚性容器中的空气缓慢加热。使其从50℃升温到100℃。是不确定的。 （4）一定质量的空气，在无摩擦、不导热的汽缸和活塞中被缓慢压缩。是可逆的。 （5）50℃的水流与25℃的水流绝热混合。是不可逆的。 例2.1：如图所示，某种气体工质从状态1（p 1、V 1）可逆地膨胀到状态2 （p 2、V 2）。膨胀过程中： （a ）工质的压力服从p=a-bV ，其中a 、b 为常数； （b ）工质的pV 值保持恒定为p 1V 1 试：分别求两过程中气体的膨胀功。 答案：（a ）()()2221212 b W a V V V V =-- -；（b ）2111ln V W p V V = 例2.2：如图所示，一定量气体在气缸内体积由0.9m 3可逆地膨胀到1.4m 3， 过程中气体压力保持定值，且p=0.2MPa ，若在此过程中气体内能增加 12000J ，试求： ６．４ 典型题精解 例题６－１利用水蒸气表判断下列各点的状态，并确定其h ，s ，x 的值。 ()()()()()113223344 35 51 2 MPa,300 C 29MPa,0.017m /kg 30.5MPa,0.94 1.0MPa,175C 5 1.0MPa,0.2404m /kg p t p v p x p t p v ==?======?== 解 （１）由饱和水和饱和蒸汽表查得 p =2MPa 时，s 212.417C t =?显然s t t >，可知该状态为过热蒸汽。查未饱和水过热蒸汽表，得 2MPa p =，300C t =?时3022.6kJ/kg, 6.7648kJ/(kg K)h s ==?，对于过热蒸汽， 干度x 无意义。 （１） 查饱和表得p =9MPa 时，' 3 '' 3 0.001477m /kg,0.020500m /kg,v v ==可见 '"v v v <<，该状态为湿蒸汽，其干度为 '3" '3(0.0170.001477)m /kg 0.8166(0.0205000.001477)m /kg v v x v v --===-- 又查饱和表得9MPa p = 时 '''' '' 1363.1kJ/kg,2741.9kJ/kg 3.2854kJ/(kg K), 5.6771kJ/(kg K) h h s s ===?=? 按湿蒸汽的参数计算式得 ' " ' ()h h x h h =+- 1363.1kJ/kg 0.8166(2741.91361.1)kJ/kg =+- =2489.0kJ/kg '"'()s s x s s =+- 3.2854k J /(k g K )0.8166(5.6771 3.28 K)=?+-? 5.238k J / (k g =? ( 3 ) 显然，该状态为湿蒸汽状态。由已知参数查饱和水和饱和蒸汽表得 '''' '' 640.35kJ/kg,2748.6kJ/kg 1.8610kJ/(kg K), 6.8214kJ/(kg K) h h s s ===?=? 工程热力学复习题答案整理-判断题和简答题 校内本科班工程热力学复习题答案整理 （判断题和简答题部分） 一、判断正误，并解释原因（5 题，4 分每题） 1、热力系统处于平衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳定均匀的。 答：错误。因为均匀是相对于平衡状态下单相物系而言的。详见P16 2、理想气体的分子是没有大小和质量的，且其相互间的碰撞是弹性的。 答：错误。理想气体是些弹性的、不具体积的质点，存在质量。 3、从微观上讲，只要分子之间的作用力和分子自身体积可以忽略，则这种气体就可以 视为理想气体。高空大气层内气体十分稀薄，满足上述要求，故可以视为理想气体，可 用经典热力学知识处理有关问题。 答：正确。详见P61-P62 4、理想气体发生的任意可逆热力过程都能够用“n pv=常数”来描述其过程特点。 答：错误。只有当n pv中的n为常数时才可以用来描述。 正确。当考察的过程时微元过程时。 5、如果从同一初始状态到同一终态有可逆和不可逆两个过程，则可逆过程的熵变小于 不可逆过程的熵变。 答：错误。因为熵是状态函数，对于同一初始状态和同一终态的两个过程，其熵变相同。 6、根据热力学第二定律，自然界不可能有熵产为负的过程发生，所有自发过程都会导 致能量品质的降低。 答：正确。所有自发过程都是不可逆过程，而不可逆过程会导致作功能力损失，使能量的品质降低。 7、水在定压汽化过程中温度保持不变，则此过程中的吸热量等于其对外所做的膨胀功。 答：错误。此过程吸收的热量等于蒸汽分子内位 能增加和对外所做的膨胀功。详见P80 8、水蒸汽图表中参数的零点选定为三相状态下的液态水的参数。 答：正确。详见P82 9、水处于三相状态时的压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。 答：错误。处在三相状态下的水由于存在着汽化潜热，则升高相同的温度所需热量更多，即比热容要大于临界状态下的相应值。 正确。对于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。 10、对于任一现成喷管，无论其形式如何，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量 都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。 答：错误。当背压下降至临界压力 P时，流量达 cr 最大。若背压再下降，则流量保持不变。 11、如果气体能够在活塞式压气机的气缸内实现最新北航流体力学、工程热力学综合考试考研大纲(版
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