中国石油大学（北京）远程教育学院期末复习题
《工程热力学与传热学》
一. 选择题
1. 孤立系统的热力状态不能发生变化；（ × ） 2. 孤立系统就是绝热闭口系统；（ × ） 3. 气体吸热后热力学能一定升高；（ × ） 4. 只有加热，才能使气体的温度升高；（ × ） 5. 气体被压缩时一定消耗外功；（ √ ）
6. 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；（ √ ） 7. 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；（ √ ） 8. 在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。（ × ） 9. 理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。（ × ）
10. 对于确定的理想气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv的大小与气体的温度无关。（ × ）
11. 一切可逆热机的热效率均相同；（ × ）
12. 不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率；（ × ）
13. 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
过程的熵变等于可逆过程的熵变；（ √ ）
14. 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；（ × ） 15. 不可逆过程的熵变无法计算；（ × ）
16. 工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（ × ） 17. 封闭热力系统发生放热过程，系统的熵必然减少。（ × ） 18. 由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加；（ × ） 19. 知道了温度和压力，就可确定水蒸气的状态；（ × ） 20. 水蒸气的定温膨胀过程满足Q=W；（ × ）
21. 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。（ √ ）
二. 问答题
1. 说明什么是准平衡过程？什么是可逆过程？指出准平衡过程和可逆过程的关系。
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答：（1）准平衡过程：是假设过程中系统所经历的每一个状态都无限接近平衡态的过程，（2）可逆过程：是指如果系统完成了某一过程之后，再沿着原路逆行，恢复到原来的状态，外界也随之回复到原来的状态的过程。（3）准平衡过程和可逆过程的关系：准平衡过程着眼于系统内的平衡，可逆过程着眼于系统和外界的总平衡。一个准平衡过程不一定是可逆过程，但一个可逆过程一定是一个准平衡过程。可逆过程是无耗散的准平衡过程。
2. 试指出膨胀功，技术功，流动功的区别和联系？写出流动功的计算公式，说明流动功
大小与过程特性有无关系？
答：（1）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；流动功：推动工质流动而做的功称为流动功。膨胀功，技术功，流动功的联系为：
1w?wt?(p2v2?p1v1)?ws??cf2?g?z??(pv)。
2（2）流动功的计算公式：wf?p2v2?p1v1??(pv)，其大小与过程的特性无关，只与进出口的状态有关。
3. 试指出膨胀功，轴功，技术功，流动功的区别和联系，写出可逆过程中膨胀功，技术
功的计算公式。
答：（1）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；流动功：推动工质流动而做的功称为流动功。膨胀功，技术功，流动功的联系为：
1w?wt?(p2v2?p1v1)?ws??cf2?g?z??(pv)。
2 （2）可逆过程中膨胀功的计算公式：w??21 pdv；技术功的计算公式：wt???vdp。
124. 写出开口系统稳定流动能量方程式的表达式，说明式中各量的含义。
1（2）式?cf2?g?z?ws。
212中各量含义：q为工质与外界交换的热量，?h为工质进出口焓的变化，?cf为工质
2答：（1）开口系统稳定流动的能量方程式为：q??h?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。 5. 试将满足空气下列要求的多变过程表示在p-v图和T-s图上 （1）理想气体的定温，定压，定容和定熵过程；
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（2）空气升压，升温，又放热的热力过程。 答： p
6. 试将满足空气下列要求的多变过程表示在p-v图和T-s图上 （1）理想气体的定温，定压，定容和定熵过程； （2）空气膨胀，升温，又吸热的热力过程。 答： p
7. 试将满足空气下列要求的多变过程表示在p-v图和T-s图上 （1）理想气体的定温，定压，定容和定熵过程； （2）工质又膨胀，又降温，又放热的多变过程。 答：
8. 回答什么是热力学第一定律？什么是热力学第二定律？写出两个与热力学第二定律相等价的数学表达式。
答：（1）热力学第一定律：在热能和机械能的相互转换过程中，能的总量保持不
变。（2）热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其他变化。开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源取热，使之全部转变为功而不
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0vpTTsv工质膨胀，升温，吸热过程sTv空气升温，升压，放热过程T空气升温，升压，放热过程vp.0p.sTv0sT工质膨胀，升温，吸热过程vpp.sT0v0ssvTvp.p工质膨胀，降温，放热过程工质膨胀，降温，放热过程.sT0s产生其他影响。（3）与热力学第二定律等价的数学表达式：1）克劳修斯积分式：
??QT?0，用于判断一个循环是否可能，是否可逆。式中等号用于可逆循环，不等号
用于不可逆循环。2）孤立系统熵增原理：dSiso?dSg?0。孤立系统熵增原理指出孤立系统的熵只能增大，或者不变，绝不能减小。孤立系统的熵增完全由熵产组成，式中等号用于可逆过程，不等号用于不可逆过程。3）过程熵变的计算式：?S??21?Q，
T用于判断过程能否进行，是否可逆，等号为可逆过程，不等号为不可逆过程。（以上等价数学表达式写出2个即可）
9. 说明什么是第一类永动机？什么是第二类永动机的含义，它们是否违反了热力学第一
定律和热力学第二定律。
答：（1）第一类永动机：是指不花费代价就能够产生功的机器。（2）第二类永动
机：是指能够从单一热源取热并使之完全变为功的机器。（3）第一类永动机违反了热力学第一定律。第二类永动机不违反热力学第一定律，但却违反了热力学第二定律。 10. 什么是饱和湿空气？什么是未饱和湿空气？如何将未饱和湿空气转变为饱和湿空
气？
答：（1）饱和湿空气：是由干空气和干饱和水蒸气组成的空气。（2）不饱和湿空气：是由干空气和过热水蒸气组成的空气。（3）将未饱和湿空气转变为饱和湿空气的方法有两种：
方法1：湿空气温度T一定时，增加水蒸气分压力 pv?pvmax?ps(T), 方法2：保持水蒸气含量pv不变，降低湿空气温度T?Ts(pv)。
11. 解释相对湿度，含湿量的含义。写出水蒸气分压力，相对湿度，含湿量之间的相互关
系。
答：（1）相对湿度：湿空气的绝对湿度ρv与同温度下湿空气的最大绝对湿度ρs
之比称为湿空气的相对湿度，即：???v。（2）含湿量：在湿空气中，与单位质量干?s空气共存的水蒸气的质量，称为湿空气的含湿量。（3）水蒸气分压力，相对湿度，含湿量的关系为：d?0.622pvpb?pv?0.622?ps
pb??ps12. 说明朗肯循环的基本系统组成，指出在每个设备中完成的热力过程。
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答：（1）朗肯循环的基本系统组成：锅炉，汽轮机，冷凝器，给水泵。（2）锅
炉中：未饱和水定压加热成为过热水蒸气过程；汽轮机中：过热水蒸汽在汽轮机中可逆绝热膨胀对外作功至冷凝压力过程；冷凝器中：湿蒸气可逆定压放热冷凝为饱和水过程；给水泵中：饱和水在凝结水泵中可逆绝热被压缩过程。
13. 写出朗肯循环热效率的计算公式？分析提高朗肯循环热效率的方法有哪些？
答：（1）朗肯循环热效率公式为：由：Q1?h1?h3,得：??Q2?h2?h3
Q1?Q2Q1?(h1?h4)?(h2?h3)h1?h4?h1?h2h1?h3（2）提高朗肯循环热效率的方法有：
1）保持蒸汽的初压p1，终压p2不变，提高蒸汽的初温T1；2）保持蒸汽的初温T1，终压p2不变，提高蒸汽的初压p1；3）保持蒸汽的初压p1，初温T1不变，降低蒸汽的终压p2；4）在朗肯循环基础上，改进循环，如采用再热循环，回热循环等。 14. 分析采用再热循环的目的是什么？
答：再热循环的目的主要在于增加蒸汽干度，以便在蒸气初温度限制下可以采用
较高的初压力，从而提高循环热效率。 15. 分析采用回热循环的目的是什么？
答：回热循环的目的主要是提高进入锅炉之前的给水，且减少冷源损失，从而提
高循环的热效率。
16. 如图所示为蒸汽一次回热循环的T-s图，指出图中与回热相关的热力过程，并写出一
次回热循环热效率的计算公式。
答：（1）与回热有关的热力过程为：
过程7-8-9：?kg工质在回热加热器中定压放热过程；
过程4-9： (1??)kg工质在回热加热器中定压吸热过程。 （2）热效率计算公式： 由：Q1?h1?h10,得：??Q1?Q2Q1?043T5１kg6109(1-α)kgαkg8172 Q2?（1??）（h2?h3）(h1?h10)?（1??）(h2?h3)h1?h10（1??）(h2?h3) ?1?h1?h9TT-s 图s17. 如图所示为蒸汽一次再热循环的T-s图，指出与一次再热相关
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04322‘s再热循环T–s图
《工程热力学与传热学》——期末复习题-77791458609821975
