工程热力学复习题

《工程热力学》复习题型

一、简答题

1. 状态量(参数)与过程量有什么不同?常用的状态参数哪些是可以直接测

定的?哪些是不可直接测定的?

内能、熵、焓是状态量,状态量是对应每一状态的(状态量是描述物质系统状态的物理量)。功和热量是过程量,过程量是在一个物理或化学过程中对应量。(过程量是描述物质系统状态变化过程的物理量)温度是可以直接测定的,压强和体积是不可以直接测定的。

2. 写出状态参数中的一个直接测量量和一个不可测量量;写出与热力学第二

定律有关的一个状态参数。

3. 对于简单可压缩系统,系统与外界交换哪一种形式的功?可逆时这种功如

何计算。 交换的功为体积变化功。可逆时

4. 定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程,其多变指数的值分别是多

少? 0、1、k、n

5. 试述膨胀功、技术功和流动功的意义及关系,并将可逆过程的膨胀功和技

术功表示在p?v图上。

膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功;轴功是指工质流经热力设备(开口系统)时,热力设备与外界交换的机械功(由于这个机械工通常是通过转动的轴输入、输出,所以工程上习惯成为轴功);流动功是推动工质进行宏观位移所做的功。

膨胀功=技术功+流动功

6. 热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么?写出各自的数学表达式。 热力学第一定律的实质就是能量守恒与转换定律在热力学上的应用。(他的文字表达形式有多种,例如:1、在孤立系统中,能的形式可以转换,但能的总量不变;2、第一类永动机是不可能制成的。)数学表达式: 进入系统的能量-离开系统的能量=系统储存能量的增量 热力学第二定律的实质是自发过程是不可逆的;要使非自发过程得以实现,必须伴随一个适当的自发过程作为补充条件。数学表达式可用克劳修斯不等式表示:

7. 对于简单可压缩系,系统只与外界交换哪一种形式的功?可逆时这种功如

何计算(写出表达式)?

简单可压缩系统与外界只有准静容积变化功(膨胀功或压缩功)的交换。可逆时公的计算表达式:

8. 试述可逆过程的特征及实现可逆过程的条件。 热力学系统完成某一过程后,如果令过程沿相同的的路径进行而能使过程中所涉及的一切(系统和外界)完全回到原来状态,而不留下任何痕迹,则这一过程称为可逆过程。

9. 在稳定流动能量方程中,哪几项参量是机械能形式?

10. 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分?指出它们的正负号。

对于一个开放系统,熵的变化可分为两部分,一部分是熵流,由系统与外界交换热量而引起的熵变,吸热为正,放热为负;另一部分则是熵产,表示由于过程中的不可逆因素引起的熵增加,可逆时为零,不可逆时为正,不能为负值。 11. 实际气体绝热节流后,它的温度如何变化?

对实际气体,由于焓是温度和压力的函数,所以节流前后虽焓值不变,温度却发生变化

12. 采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa的空气压缩至2.5MPa,中间压力

为多少时耗功最少?0.5MPa

13. 压气机高压比时为什么采用多级压缩中间冷却方式? 首先高压压缩机必须要通过多级压缩才能实现,压缩的气体是从大气缸到小气缸的压比产生压力,如果进气口的气缸太大,而出气缸太小,这气就会产生发热过大可缸体损坏,因此要多级压缩,且每级要加冷却管来保证正常工作 14. 闭口系进行一放热过程,其熵是否一定减少? 不一定,可逆绝热过程是定熵过程

15. 热力系统熵变化有哪两种?各代表什么物理意义?

16. 第一类永动机是怎样的一种机器?

第一类永动机是一种不需供给能量而能永远对外做功的机器。 17. 试画出朗肯循环的T-s图,并指明该循环是由哪些过程组成的,以及这些

过程都是在什么设备内完成的。它与蒸汽卡诺循环有什么不同?

18. 提高蒸汽轮机动力循环热效率的措施有那些?

答:提高蒸汽初温初压、采用回热循环、抽汽回热循环、再热循环和热电联供循环等。

二、判断题(对的打“√”,错的打“×”,把正确答案填在下表上) 1. 、下列说法有无错误?如有错误,指出错在哪里:

(1) 工质进行不可逆循环后其熵必定增加;

(2) 使热力系熵增加的过程必为不可逆过程;

(3) 工质从状态1到状态2进行了一个可逆吸热过程和一个不可逆吸热过程。后者的熵增必定大于前者的熵增。

答:(1)这种说法有错误。因为熵是状态函数,工质在实完成了一个循环后回到原状态其熵不变,不管循环是否可逆。

(2)这种说法有错误。因为闭口系增熵的原因有两个,即吸热和不可逆损失(对开口系则还应该增加流入质量这个因素)。所以使热力系熵增的过程未必都是不可逆过程,如等温 吸热过程是增熵过程,同时又可能是可逆过程。可见增熵未必不可逆,不可逆也未必增熵。

(3)这种说法有错误。熵只是状态参数,只取决于状态,而与如何达到这一状态无关。当工质的初始和终结态1和2指定以后,不管中间进行的过程特性如何,熵的变化(S2?S1)也就完全确定了。因此,在这种条件下不能说不可逆过程的熵增大于可逆过程的熵增。

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