2025年度工程熱力學試題附答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.下列參數(shù)中，（）是狀態(tài)參數(shù)。A.熱量B.功C.焓D.熵流2.理想氣體的內(nèi)能是（）的單值函數(shù)。A.溫度B.壓力C.比容D.熵3.卡諾循環(huán)的熱效率僅與（）有關。A.高溫熱源溫度B.低溫熱源溫度C.高低溫熱源溫度D.工質(zhì)性質(zhì)4.某理想氣體經(jīng)歷一個可逆定壓過程，其焓變$\Deltah$與溫度變化$\DeltaT$的關系為（）。A.$\Deltah=c_{v}\DeltaT$B.$\Deltah=c_{p}\DeltaT$C.$\Deltah=R_{g}\DeltaT$D.$\Deltah=0$5.對于絕熱節(jié)流過程，下列說法錯誤的是（）。A.節(jié)流前后焓值相等B.節(jié)流前后熵值增加C.節(jié)流前后壓力降低D.節(jié)流過程是可逆過程6.水蒸氣的定壓發(fā)生過程中，下列哪個階段溫度保持不變（）。A.未飽和水加熱成飽和水B.飽和水加熱成干飽和蒸汽C.干飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽D.整個定壓發(fā)生過程7.濕空氣的含濕量$d$是指（）。A.1kg干空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量B.1kg濕空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量C.1m3干空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量D.1m3濕空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量8.朗肯循環(huán)中，提高蒸汽初溫$t_{1}$，其他條件不變，則循環(huán)熱效率（）。A.提高B.降低C.不變D.不確定9.實際氣體的壓縮因子$Z$（）。A.一定大于1B.一定小于1C.可能大于1，也可能小于1D.恒等于110.某熱力系與外界無熱量交換，則該熱力系進行的過程是（）。A.定溫過程B.定壓過程C.定容過程D.絕熱過程11.下列關于熵的說法中，錯誤的是（）。A.熵是狀態(tài)參數(shù)B.熵增原理表明孤立系的熵永不減少C.可逆過程熵變等于零D.不可逆過程熵變大于零12.對于理想氣體的多變過程$pV^{n}=C$，當$n=\gamma$時，該過程為（）。A.定容過程B.定壓過程C.定溫過程D.絕熱過程13.蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，制冷劑在蒸發(fā)器中（）。A.等壓吸熱B.等壓放熱C.絕熱膨脹D.絕熱壓縮14.下列哪種氣體可視為理想氣體（）。A.水蒸汽B.氧氣C.制冷劑蒸汽D.燃氣中的水蒸氣15.已知某理想氣體的比定壓熱容$c_{p}$和比定容熱容$c_{v}$，則其氣體常數(shù)$R_{g}$為（）。A.$c_{p}c_{v}$B.$c_{p}+c_{v}$C.$c_{p}/c_{v}$D.$c_{v}/c_{p}$二、多項選擇題（每題3分，共15分，少選得1分，選錯不得分）1.下列屬于狀態(tài)參數(shù)的有（）。A.溫度B.壓力C.熱量D.內(nèi)能E.功2.提高卡諾循環(huán)熱效率的方法有（）。A.提高高溫熱源溫度B.降低高溫熱源溫度C.提高低溫熱源溫度D.降低低溫熱源溫度E.增加循環(huán)的吸熱量3.水蒸氣的定壓發(fā)生過程包括（）。A.未飽和水加熱成飽和水B.飽和水加熱成干飽和蒸汽C.干飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽D.過熱蒸汽冷卻成干飽和蒸汽E.干飽和蒸汽冷卻成飽和水4.下列關于濕空氣的說法中，正確的有（）。A.濕空氣的相對濕度$\varphi$反映了濕空氣的吸濕能力B.濕空氣的含濕量$d$只與水蒸氣分壓力$p_{v}$有關C.濕空氣的露點溫度$t_66ewyya$是對應于水蒸氣分壓力$p_{v}$的飽和溫度D.當濕空氣的相對濕度$\varphi=100\%$時，為飽和濕空氣E.濕空氣的焓$h$是干空氣焓和水蒸氣焓之和5.朗肯循環(huán)的基本設備包括（）。A.鍋爐B.汽輪機C.冷凝器D.水泵E.壓縮機三、判斷題（每題1分，共10分）1.熱量和功都是過程量，它們的大小與過程的路徑有關。（）2.理想氣體的內(nèi)能和焓都只是溫度的單值函數(shù)。（）3.卡諾循環(huán)是實際中可以實現(xiàn)的最理想的循環(huán)。（）4.絕熱過程一定是等熵過程。（）5.水蒸氣的干度$x$是指濕蒸汽中干飽和蒸汽的質(zhì)量分數(shù)。（）6.濕空氣的含濕量$d$越大，說明濕空氣越潮濕。（）7.朗肯循環(huán)中，提高蒸汽初壓力$p_{1}$，其他條件不變，則循環(huán)熱效率一定提高。（）8.實際氣體在壓力很低、溫度很高時，可近似視為理想氣體。（）9.熵增原理只適用于孤立系。（）10.蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，制冷劑在冷凝器中是等壓放熱過程。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述狀態(tài)參數(shù)的特點。2.說明卡諾循環(huán)的構成及卡諾定理的內(nèi)容。3.什么是水蒸氣的臨界狀態(tài)？臨界狀態(tài)有哪些特點？4.簡述蒸汽壓縮制冷循環(huán)的基本過程。五、計算題（共25分）1.（10分）有1kg空氣，初始狀態(tài)為$p_{1}=0.1MPa$，$t_{1}=27^{\circ}C$，經(jīng)歷一個可逆定容過程，壓力升高到$p_{2}=0.5MPa$。已知空氣的比定容熱容$c_{v}=0.718kJ/(kg\cdotK)$，氣體常數(shù)$R_{g}=0.287kJ/(kg\cdotK)$。求：（1）終態(tài)溫度$t_{2}$；（2）過程中空氣的內(nèi)能變化$\Deltau$；（3）過程中空氣吸收的熱量$q$。2.（15分）某朗肯循環(huán)，蒸汽初參數(shù)為$p_{1}=10MPa$，$t_{1}=500^{\circ}C$，乏汽壓力$p_{2}=0.005MPa$。試求：（1）循環(huán)各狀態(tài)點的焓值；（2）循環(huán)的凈功$w_{net}$；（3）循環(huán)熱效率$\eta_{t}$。已知：$h_{1}=3373.7kJ/kg$，$s_{1}=6.5966kJ/(kg\cdotK)$，$h_{2s}=2045.8kJ/kg$，$h_{2}=2133.7kJ/kg$，$h_{3}=137.77kJ/kg$，$h_{4}=147.77kJ/kg$。答案一、單項選擇題1.C。焓是狀態(tài)參數(shù)，熱量和功是過程量，熵流與過程有關不是狀態(tài)參數(shù)。2.A。理想氣體的內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)。3.C?？ㄖZ循環(huán)的熱效率$\eta_{c}=1\frac{T_{2}}{T_{1}}$，僅與高低溫熱源溫度有關。4.B。對于理想氣體可逆定壓過程，$\Deltah=c_{p}\DeltaT$。5.D。絕熱節(jié)流過程是不可逆過程，節(jié)流前后焓值相等，熵值增加，壓力降低。6.B。水蒸氣定壓發(fā)生過程中，飽和水加熱成干飽和蒸汽階段溫度保持不變。7.A。濕空氣的含濕量$d$是指1kg干空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量。8.A。朗肯循環(huán)中，提高蒸汽初溫$t_{1}$，其他條件不變，循環(huán)熱效率提高。9.C。實際氣體的壓縮因子$Z$可能大于1，也可能小于1。10.D。與外界無熱量交換的熱力系進行的過程是絕熱過程。11.C?？赡孢^程熵變不一定等于零，只有可逆絕熱過程熵變才等于零。12.D。對于理想氣體多變過程$pV^{n}=C$，當$n=\gamma$時，為絕熱過程。13.A。蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，制冷劑在蒸發(fā)器中等壓吸熱。14.B。氧氣可視為理想氣體，水蒸汽、制冷劑蒸汽、燃氣中的水蒸氣一般不能視為理想氣體。15.A。理想氣體的氣體常數(shù)$R_{g}=c_{p}c_{v}$。二、多項選擇題1.ABD。溫度、壓力、內(nèi)能是狀態(tài)參數(shù)，熱量和功是過程量。2.AD。提高卡諾循環(huán)熱效率的方法是提高高溫熱源溫度和降低低溫熱源溫度。3.ABC。水蒸氣的定壓發(fā)生過程包括未飽和水加熱成飽和水、飽和水加熱成干飽和蒸汽、干飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽。4.ACDE。濕空氣的含濕量$d$不僅與水蒸氣分壓力$p_{v}$有關，還與大氣壓力有關，B錯誤。5.ABCD。朗肯循環(huán)的基本設備包括鍋爐、汽輪機、冷凝器、水泵，不包括壓縮機。三、判斷題1.√。熱量和功都是過程量，其大小與過程路徑有關。2.√。理想氣體的內(nèi)能和焓都只是溫度的單值函數(shù)。3.×?？ㄖZ循環(huán)是一種理想循環(huán)，實際中無法實現(xiàn)。4.×。絕熱過程不一定是等熵過程，只有可逆絕熱過程才是等熵過程。5.√。水蒸氣的干度$x$是指濕蒸汽中干飽和蒸汽的質(zhì)量分數(shù)。6.×。濕空氣的含濕量$d$大小不能單獨說明濕空氣是否潮濕，還需結合溫度等因素，相對濕度更能反映潮濕程度。7.×。朗肯循環(huán)中，提高蒸汽初壓力$p_{1}$，其他條件不變，循環(huán)熱效率不一定提高，可能會出現(xiàn)臨界點等情況。8.√。實際氣體在壓力很低、溫度很高時，可近似視為理想氣體。9.√。熵增原理只適用于孤立系。10.√。蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，制冷劑在冷凝器中是等壓放熱過程。四、簡答題1.狀態(tài)參數(shù)的特點如下：狀態(tài)一定，狀態(tài)參數(shù)的值就確定，與達到該狀態(tài)的路徑無關。狀態(tài)參數(shù)是點函數(shù)，其變化量只與初終狀態(tài)有關，與過程路徑無關，即$\DeltaX=X_{2}X_{1}$。對于一個封閉的循環(huán)，狀態(tài)參數(shù)的變化量為零，即$\ointdX=0$。2.卡諾循環(huán)由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程構成。具體為：定溫吸熱過程、絕熱膨脹過程、定溫放熱過程、絕熱壓縮過程?？ㄖZ定理內(nèi)容：在相同溫度的高溫熱源和相同溫度的低溫熱源之間工作的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相等，與工質(zhì)無關。在相同溫度的高溫熱源和相同溫度的低溫熱源之間工作的一切不可逆循環(huán)，其熱效率必小于可逆循環(huán)的熱效率。3.水蒸氣的臨界狀態(tài)是指水的液態(tài)和氣態(tài)能夠平衡共存的最高壓力和最高溫度點。臨界狀態(tài)的特點：臨界溫度$T_{c}$是氣體能夠液化的最高溫度，高于臨界溫度，無論加多大壓力氣體都不能液化。臨界壓力$p_{c}$是臨界溫度下使氣體液化所需的最小壓力。臨界比容$v_{c}$是臨界狀態(tài)下的比容，此時液態(tài)和氣態(tài)的比容相等，氣液不分。4.蒸汽壓縮制冷循環(huán)的基本過程如下：壓縮過程：低溫低壓的制冷劑蒸汽在壓縮機中被絕熱壓縮成高溫高壓的蒸汽。冷凝過程：高溫高壓的制冷劑蒸汽在冷凝器中與冷卻水或空氣進行熱交換，等壓放熱冷凝成高壓液體。節(jié)流過程：高壓液體通過節(jié)流閥絕熱節(jié)流，變成低溫低壓的濕蒸汽。蒸發(fā)過程：低溫低壓的濕蒸汽在蒸發(fā)器中從被冷卻對象吸收熱量，等壓汽化變成低溫低壓的蒸汽，完成一個循環(huán)。五、計算題1.（1）對于可逆定容過程，$\frac{p_{1}}{T_{1}}=\frac{p_{2}}{T_{2}}$，已知$p_{1}=0.1MPa$，$T_{1}=27+273=300K$，$p_{2}=0.5MPa$，則$T_{2}=\frac{p_{2}}{p_{1}}T_{1}=\frac{0.5}{0.1}\times300=1500K$，$t_{2}=T_{2}273=1227^{\circ}C$。（2）空氣的內(nèi)能變化$\Deltau=c_{v}(T_{2}T_{1})=0.718\times(1500300)=861.6kJ/kg$。（3）對于定容過程，$q=\Deltau=861.6kJ/kg$。2.（1）已知$h_{1}=3373.7kJ/kg$，$s_{1}=6.5966kJ/(kg\cdotK)$，$h_{2s}=2045.8kJ/kg$，$h_{2}=2133.7kJ/kg$，$h_{3}=137.77kJ/kg$，$h_{4}=147.77kJ/kg$，即各狀態(tài)點焓值分別為：$h_{1}=3373.7kJ/kg$，$h_{2}=2133.7kJ/kg$，$h_{3}=137