工程熱力學(xué)期末考試試題?一、單選題（每題2分，共30分）1.工程熱力學(xué)中，閉口系是指（）A.系統(tǒng)與外界無物質(zhì)交換B.系統(tǒng)與外界無能量交換C.系統(tǒng)與外界既無物質(zhì)交換又無能量交換D.系統(tǒng)與外界有物質(zhì)交換但無能量交換

2.熱力學(xué)第零定律表明（）A.若兩個熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個都與第三個熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同)，則它們彼此也必定處于熱平衡B.不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化C.不可能從單一熱源取熱，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響D.一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動的無序性增大的方向進(jìn)行

3.理想氣體比熱比γ=cp/cv，對于空氣，γ的值約為（）A.0.718B.1.005C.1.4D.1.67

4.一定質(zhì)量的理想氣體，在等溫膨脹過程中（）A.內(nèi)能增加，對外做功，吸收熱量B.內(nèi)能不變，對外做功，吸收熱量C.內(nèi)能減少，對外做功，放出熱量D.內(nèi)能不變，對外做功，放出熱量

5.工質(zhì)經(jīng)歷一個不可逆循環(huán)后，其熵變（）A.大于零B.小于零C.等于零D.不確定

6.卡諾循環(huán)的熱效率只與（）有關(guān)A.高溫?zé)嵩礈囟菳.低溫?zé)嵩礈囟菴.高溫?zé)嵩礈囟群偷蜏責(zé)嵩礈囟菵.工質(zhì)種類

7.水蒸氣定壓發(fā)生過程中，當(dāng)干度x=1時，處于（）A.未飽和水狀態(tài)B.飽和濕蒸汽狀態(tài)C.飽和干蒸汽狀態(tài)D.過熱蒸汽狀態(tài)

8.濕空氣的含濕量d是指（）A.1kg干空氣所含有的水蒸氣質(zhì)量B.1m3濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量C.1kg濕空氣所含有的水蒸氣質(zhì)量D.1m3干空氣所含有的水蒸氣質(zhì)量

9.噴管中氣體流動時，若Ma>1，則為（）A.亞音速流動B.音速流動C.超音速流動D.不確定

10.氣體在絕熱節(jié)流過程中，其（）A.焓不變，溫度不變B.焓不變，溫度可能變化C.焓變化，溫度不變D.焓變化，溫度可能變化

11.對于回?zé)嵫h(huán)，下列說法正確的是（）A.提高了熱效率，減少了汽耗率B.提高了熱效率，增加了汽耗率C.降低了熱效率，減少了汽耗率D.降低了熱效率，增加了汽耗率

12.朗肯循環(huán)中，汽輪機(jī)排出的乏汽在凝汽器中被（）A.等溫加熱B.等壓加熱C.等溫冷卻D.等壓冷卻

13.熱機(jī)的效率η與循環(huán)熱效率ηt的關(guān)系是（）A.η≤ηtB.η≥ηtC.η=ηtD.不確定

14.熱泵是一種能使熱量從低溫物體傳向高溫物體的能量利用裝置，其工作原理是（）A.逆卡諾循環(huán)B.卡諾循環(huán)C.朗肯循環(huán)D.布雷頓循環(huán)

15.下列哪種設(shè)備不屬于熱力發(fā)動機(jī)（）A.汽輪機(jī)B.內(nèi)燃機(jī)C.壓縮機(jī)D.燃?xì)廨啓C(jī)

二、填空題（每題2分，共20分）1.熱力學(xué)能是指_____________________。2.理想氣體狀態(tài)方程為_____________________。3.可逆過程的特點是_____________________。4.熵是_____________________的狀態(tài)參數(shù)。5.水蒸氣的汽化潛熱隨壓力升高而_____________________。6.濕空氣的相對濕度φ=_____________________。7.噴管的作用是使氣體_____________________。8.蒸汽動力裝置主要由_____________________、_____________________、_____________________和_____________________等設(shè)備組成。9.壓縮比是指_____________________。10.制冷系數(shù)是指_____________________。

三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)及表達(dá)式，并說明其在工程中的應(yīng)用。2.什么是卡諾定理？簡述其內(nèi)容及意義。3.簡述水蒸氣定壓發(fā)生過程及其pv圖和Ts圖。

四、計算題（每題10分，共20分）1.1kg某種理想氣體，初態(tài)壓力p1=0.5MPa，溫度t1=200℃，經(jīng)歷一個可逆定溫過程，體積膨脹為原來的2倍。已知該氣體的比熱cv=0.718kJ/(kg·K)，求：氣體對外做的功W；氣體吸收的熱量Q；氣體內(nèi)能的變化ΔU。2.一簡單理想朗肯循環(huán)，蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)時的壓力p1=3MPa，溫度t1=400℃，乏汽壓力p2=0.004MPa。已知汽輪機(jī)入口蒸汽焓h1=3230kJ/kg，汽輪機(jī)出口蒸汽焓h2=2150kJ/kg，凝汽器出口水焓h3=121kJ/kg，給水泵出口水焓h4=124kJ/kg。求：循環(huán)熱效率ηt；汽耗率d。

答案

一、單選題1.A2.A3.C4.B5.C6.C7.C8.A9.C10.B11.A12.D13.A14.A15.C

二、填空題1.氣體內(nèi)部分子熱運(yùn)動的動能和分子間相互作用的位能之和2.pV=mRT3.系統(tǒng)進(jìn)行無限緩慢的過程，且過程中沒有摩擦損失4.衡量系統(tǒng)無序程度5.減小6.pv/ps7.壓力降低，流速增加8.鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、給水泵9.氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比10.制冷量與消耗的功之比

三、簡答題1.熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)及表達(dá)式，并說明其在工程中的應(yīng)用：實質(zhì)：熱力學(xué)第一定律是能量轉(zhuǎn)換與守恒定律在熱現(xiàn)象中的應(yīng)用，它表明熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，功也可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊?；消耗一定的功必產(chǎn)生一定的熱，一定的熱消失時，也必產(chǎn)生一定的功。表達(dá)式：閉口系：Q=ΔU+W；開口系：q=Δh+w+qm(ci2/2+gzi)qm(co2/2+gzo)，一般工程中若進(jìn)出口動能和位能變化可忽略，則q=Δh+w。在工程中的應(yīng)用：例如熱機(jī)，通過燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對外做功，符合熱力學(xué)第一定律能量守恒；又如制冷機(jī)，消耗電能實現(xiàn)熱量從低溫物體向高溫物體傳遞，也遵循熱力學(xué)第一定律。在分析各種熱力設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換過程、計算功量和熱量等方面都有重要應(yīng)用。2.什么是卡諾定理？簡述其內(nèi)容及意義：卡諾定理：內(nèi)容：在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆熱機(jī)，其效率都相等，與工作物質(zhì)無關(guān)；在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切不可逆熱機(jī)，其效率都小于可逆熱機(jī)的效率。意義：卡諾定理給出了熱機(jī)效率的極限值，指出了提高熱機(jī)效率的方向。它為熱機(jī)的理論研究奠定了基礎(chǔ)，通過對比可逆和不可逆熱機(jī)的效率，明確了實際熱機(jī)與理想可逆熱機(jī)的差距，為改進(jìn)熱機(jī)性能提供了理論依據(jù)，推動了熱機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展。3.簡述水蒸氣定壓發(fā)生過程及其pv圖和Ts圖：水蒸氣定壓發(fā)生過程：未飽和水預(yù)熱階段：水在定壓下被加熱，溫度升高，比體積略有增大，處于液態(tài)。飽和水蒸發(fā)階段：繼續(xù)加熱，水開始沸騰，溫度保持不變（飽和溫度），水逐漸變?yōu)檎羝?，比體積迅速增大，從飽和水變?yōu)楦娠柡驼羝?。過熱蒸汽階段：干飽和蒸汽繼續(xù)吸熱，溫度升高，比體積進(jìn)一步增大，成為過熱蒸汽。pv圖：未飽和水預(yù)熱階段：是一條比體積隨壓力略有上升的近似直線。飽和水蒸發(fā)階段：是一條水平線段，壓力不變，比體積迅速增大。過熱蒸汽階段：是一條比體積隨壓力增大而上升的曲線。Ts圖：未飽和水預(yù)熱階段：是一條斜率為正的曲線。飽和水蒸發(fā)階段：是一條水平線段，溫度不變，熵增大。過熱蒸汽階段：是一條斜率為正的曲線，熵繼續(xù)增大。

四、計算題1.已知理想氣體定溫過程，\(p_1=0.5MPa\)，\(T_1=200+273=473K\)，\(V_2=2V_1\)。定溫過程氣體對外做功：\(W=p_1V_1\ln\frac{V_2}{V_1}=p_1V_1\ln2\)。由理想氣體狀態(tài)方程\(p_1V_1=mRT_1\)，\(m=1kg\)，\(R=\frac{R_g}{M}\)（對于空氣\(R_g=8.314J/(mol·K)\)，\(M=29g/mol=0.029kg/mol\)，\(R=287J/(kg·K)\)）。\(p_1V_1=1×287×473=135751J\)。\(W=135751×\ln2≈93877J=93.877kJ\)。定溫過程氣體內(nèi)能不變，\(\DeltaU=0\)。根據(jù)熱力學(xué)第一定律\(Q=\DeltaU+W\)，所以\(Q=W=93.877kJ\)。2.循環(huán)吸熱量\(q_1=h_1h_4=3230124=3106kJ/