工程热力学试题附答案

一、判断命题是否正确，错误的加以改正 1、气体膨胀时一定对外作功，压缩时一定消耗外功。 答：×，气体膨胀时不一定对外作功，压缩时一定消耗外功。 2、气体吸热后温度一定升高，熵也一定增加。 答：×，气体吸热后温度不一定升高，熵也一定增加。 3、工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增加。 答：×，工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵不变。 4、水蒸气绝热膨胀过程中的技术功

wthcpT。

答：×，水蒸气是实际气体，其焓不是温度的单值函数，蒸气绝热膨胀过程中的技术功

wth。

5、工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增加。 答：×，工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵不变。 6、水蒸气不可逆绝热膨胀熵增加，水蒸气不可逆绝热压缩熵减小。 答：×，水蒸气不可逆绝热膨胀和不可逆绝热压缩熵都增加。

二、选择题

1、准静态过程中，系统经过的所有状态都接近_D___ A 初态 B 环境状态 C 邻近状态 D 平衡状态 2、 热力学第一定律适用于： C A、开口系统、理想气体、稳定流动； B、闭口系统、实际气体、任意流动； C、任意系统、任意工质、任意过程； D、任意系统、任意工质、可逆过程。 3、卡诺定律指出 C

A、相同温限内一切可逆循环的热效率相等；

B、相同温限内可逆循环的热效率必大于不可逆循环的热效率； C、相同温度的两个恒温热源之间工作的一切可逆循环的热效率相等；

D、相同温度的两个恒温热源之间工作的一切循环的热效率相等。 4、qcVdTpdv 适用于 A

A、理想气体、闭口系统、可逆过程； B、实际气体、开口系统、可逆过程； C、理想气体、闭口系统、任意过程； D、任意气体、开口系统、任意过程。 5、经过不等温传热后， B A、热量的可用能和废热均减少； B、热量的可用能减少，废热增加； C、热量的可用能不变，废热增加； D、热量的可用能不变，废热减少。

6、工质从同一初态出发，经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态，则两种过程中外界环境的熵变分别为S不环、S环，则 B A、S不环S环； B、S不环S环； C、S不环S环 D、以上三种情况都有可能。 三、简答题

1、理想气体是一种科学假定的气体模型，其假定条件是什么？其状态参数的变化应遵循什么规律？

答：理想气体是一种经过科学抽象的假象气体，认为气体分子之间是完全弹性的、不占据体积的质点，分子之间不存在相互的作用力。 其状态参数的变化应遵循以下规律：pvRT 2、简述多级压缩中间冷却的作用。

答：当活塞式压气机压缩终了时的气体温度过高会使润滑油过热变质，损坏压缩机，严重时还会引起爆炸。因此采用中间冷却使压缩过程接近定温压缩。这样使压缩过程省功、安全、容积效率也得到提高。

3、画出压缩空气制冷循环的流程示意图和T-S图。

四、证明题 试证明：q123

证明：从示热图可见

q143。图中1-2、4-3为定容过程，1-4、2-3为定压过程。

q123为图示面积

a-1-2-3-b-a

q143为图示面积

a-1-4-3-b-a 显然两块面积大小并不相等，则q123四、计算题

1、某可逆循环中，工质向T1400K的热源吸热400KJ，向T2200K的热源吸热800KJ，向T3300K热源放热。求该循环的净功Wmax。 解：因循环可逆，根据克劳修斯积分等式

q143得证。

Q/Tr0，即

Q1/T1Q2/T2Q3/T30 400/400800/200Q3/3000 Q31500kJ

WnetQnetQ1Q2Q34008001500300kJ

答：外界对工质作功300kJ

2、如图所示，刚性绝热气缸活塞系统内装有一定量的气体，气缸两端的两个活塞连动，因此活塞移动时气缸内的总容积不变，现在活塞移动时外界机器对气体作功40KJ，活塞静止后，系统恢复平衡。已知系统初态p12.0MPa，T1400K，系统内气体总质量为

m2Kg，气体的比热容取定值，Rg0.287KJ/(Kg.K)，cv0.716KJ/(Kg.K)求：

（1）气体终态的压力和温度；（2）系统的熵变；（3）判断过程是否可逆？ 解：（1）根据题意装置与外界绝热，平衡后压力、温度处处相等，则有：

QUW

Q0，W40kJ，故：U40kJ T2U/(mcV)T140040/(20.716)427.93K

V2V1mRgT1/p12287400/(2106)0.1148m3

p2mRgT2/V22287427.93/0.11482.14MPa

（2）

SmcVlnT2/T1Rglnv2/v1mcVlnT2/T120.716•ln427.93/4000.097kJ/K

（3）因为系统为闭口绝热系统，且S0，所以过程不可逆。