工程热力学复习题答案判断题和简答题.docx

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1、工程热力学复习题答案判断题和简答题校内本科班工程热力学温习题答案整理判定题和简答题部分一、判定正误，并解释原因5题，4分每题1、热力系统处于平衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳定均匀的。答：错误。由于均匀是相对于平衡状态下单相物系而言的。详见P162、理想气体的分子是没有大小和质量的，且其互相间的碰撞是弹性的。答：错误。理想气体是些弹性的、不详细积的质点，存在质量。3、从微观上讲，只要分子之间的作用力和分子本身体积能够忽略，则这种气体就能够视为理想气体。高空大气层内气体特别稀薄，知足上述要求，故能够视为理想气体，可用经典热力学知识处理有关问题。答：正确。详见P61-P624、理

2、想气体发生的任意可逆热力经过都能够用“npv=常数来描绘其经过特点。答：错误。只要当npv中的n为常数时才能够用来描绘。正确。当考察的经过时微元经过时。5、假如从同一初始状态到同一终态有可逆和不可逆两个经过，则可逆经过的熵变小于不可逆经过的熵变。答：错误。由于熵是状态函数，对于同一初始状态和同一终态的两个经过，其熵变一样。6、根据热力学第二定律，自然界不可能有熵产为负的经过发生，所有自发经过都会导致能量品质的降低。答：正确。所有自发经过都是不可逆经过，而不可逆经过会导致作功能力损失，使能量的品质降低。7、水在定压汽化经过中温度保持不变，则此经过中的吸热量等于其对外所做的膨胀功。答：错误。此经过

3、吸收的热量等于蒸汽分子内位能增加和对外所做的膨胀功。详见P808、水蒸汽图表中参数的零点选定为三相状态下的液态水的参数。答：正确。详见P829、水处于三相状态时的压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。答：错误。处在三相状态下的水由于存在着汽化潜热，则升高一样的温度所需热量更多，即比热容要大于临界状态下的相应值。正确。对于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。10、对于任一现成喷管，无论其形式怎样，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。答：错误。当背压下降至临界压力P时，流量达最大。若背压再下降，则流量保持cr不变。11、假如气体能够

4、在活塞式压气机的气缸内实现定温压缩，则没必要采用分级压缩了。答：错误。分级压缩主要是为了减小余隙容积对产气量的影响；能够通过中间冷却的方式实现降温。所以仍需要分级压缩。详见P27412、气体压缩时采用分级压缩后对压缩气体的生产量没有影响。答：错误。由于分级压缩能够提高容积效率，即能够提高压缩气体的生产量。13、压缩蒸汽制冷循环中，由于制冷剂流过节流阀后其焓和熵都会增大，所以会使制冷系数和制冷能力下降，因而最好用膨胀机代替之。答：错误。制冷剂流过节流阀后其焓保持不变。不应用膨胀机压缩，目的是简化装置和提高装置运行的可靠性。详见P35414、根据对应态原理，两个比照态参数对应相等的物质就是热力学类

5、似物质。答：错误。由于两个比照态参数对应相等的并且能知足同一比照态方程的物质才是热力学类似物质。详见P20815、湿空气处于饱和状态时的温度就是对应于某一水蒸气分压力下的露点。答：正确。详见P37716、湿空气的相对湿度度就是湿空气中水蒸气的分压力，与同一温度、同样总压力下的饱和湿空气中水蒸气分压力的比值。答：正确。详见P37817、系统熵增大的经过必定是不可逆经过。答：错误。熵增大的经过能够是可逆经过，某闭口系可逆并且吸热，由fgSSS?=+知熵增大。18、系统熵减小的经过不可能自发进行。答：错误。系统熵减小的经过能够自发进行，如某闭口系可逆且向外界放热，由fgSSS?=+知熵减小，但该经过

6、能够自发进行。正确。孤立系熵减小的经过不可能自发进行。19、气体吸热后温度一定升高。答：错误。由quw=?+气体吸热同时对外界做功，则温度不一定升高。反例：卡诺循环中的定温吸热。20、气体吸热后热力学能一定升高。答：错误。由quw=?+气体吸热同时对外界做功，则热力学能不一定升高。21、燃气轮机装置理想循环的最佳增压比可获得最高的循环热效率。答：错误。燃气轮机装置理想循环的最佳增压比可获得最大的循环的净功，而不是最高的循环热效率，燃气轮机装置理想循环的热效率随增压比的增大而提高，最佳增压比并不是最大增压比。详见P30222、柴油机的热效率一般比汽油机高。答：正确。汽油机被压缩的是燃气和空气的混

7、合物，不能采用大压缩比；而柴油机因压缩的仅仅是空气，所以压缩比能够较高。而实际发动机的内部热效率在一定范围内主要取决于压缩比。因而柴油机的热效率一般比汽油机高。详见P29223、假如采取有效的冷却方法，使活塞式压气机的压气经过接近等温，则没有必要采用分级压缩的工艺。答：错误。分级压缩主要是为了减小余隙容积对产气量的影响，冷却作用只是减小消耗功。所以仍需要分级压缩。详见P27424、工质经过不可逆经过的熵流必然小于初终态一样的可逆经过的熵流。答：正确。由熵方程fgSSS?=+对不可逆经过，则必存在熵产gS，且gS大于零。又初终态一样，有S?一样，则工质经过不可逆经过的熵流必然小于初终态一样的可逆

8、经过的熵流。25、气体吸热后熵一定增大。答：正确。由熵方程fgSSS?=+，气体吸热后,fQS大于零，熵产0gS，故熵一定增大。26、温度高的物体比温度低的物体具有更多的热量。答：错误。热量是个经过量，不能讲物体具有多少热量。详见P2627、两种理想气体在闭口系统中进行绝热混合，则混合后气体的内能、焓及熵等于混合前的两种气体的内能、焓及熵之和。答：错误。熵不等。我问教师的28、假如几种气体的状态参数一样，则其比照参数一样。答：错误。比照参数为状态参数与相应的临界参数的比值。假如几种气体的状态参数一样，而相应的临界参数不同，则其比照参数不同。详见P20829、假如几种气体处于对应状态，它们的比照

9、参数一样。答：正确。30、存在400的水。答：错误。由于水的临界温度373.99crT=400，不能再将此时的蒸汽液化。31、存在-40的水蒸汽。答：正确。减小压力至某一值时，能够存在-40的水蒸气。32、一样的压力和温度下，湿空气的密度比干空气的密度更大。答：错误。由mmMvV=，而干空气的摩尔质量要大于水蒸气的摩尔质量，有干空气的摩尔质量要大于湿空汽的摩尔质量，则干空气的密度更大。或者根据pRgT=PRgT=，RRgM=一样的压力和温度下，gMMRRg湿空气干空气湿空气干空气湿空气干空气故干空气的密度更大。33、在同一地区，阴雨天的大气压力比晴朗天气的大气压低。34、在同一地区，冬天的大气

10、压力总比夏天的大气压高。35、蒸汽动力循环中的再热压力越高越好。答：错误。假如再热压力太高，对干度的改善较少，且附加部分与基本循环相比所占比例甚小，即便其本身效率高，而对整个循环作用不大。二、简答题5题，5分每题1、一个门窗打开的房间，若房内空气压力不变而温度上升，请问房间内空气的总焓将怎样变化？为什么？空气按理想气体定值比热考虑。答：总焓将不变。c=mh=mccpppggpVpVHTTRTR=总焓，由于房内空气压力不变，体积不变，比热容为一定值，则可知总焓H不变。2、从汽轮机排出的乏汽能够通过绝热压缩变成液态水吗？为什么？答：不能够。从汽轮机排出的乏汽通过绝热压缩后将会变为过热蒸汽。3、能否

11、通过在喷管内接近可逆的充分绝热膨胀，使离临界点不太远的过热蒸汽部分液化？为什么？答：能够。由于在喷管内接近可逆的充分绝热膨胀，工质的温度和压力均下降，能够使离临界点不太远的过热蒸汽部分液化。4、湿空气的相对湿度是怎样定义的？它有什么物理意义？答：湿空气的相对湿度?是指湿空气中水蒸气分压力vp与同一温度同样总压力的饱和湿空气中水蒸气分压力()spt的比值。其物理意义：相对湿度?逾小表示湿空气离饱和湿空气愈远，即空气愈枯燥，汲取水蒸气的能力愈强，当0?=时即为干空气；反之，?愈大空气愈潮湿，汲取水蒸气的能力也愈差，当1?=时，为饱和湿空气。详见P3785、什么是压缩因子？请解释利用通用压缩因子图确

12、定实际气体的压缩因子的原理。答：压缩因子Z即为温度、压力一样时的实际气体比体积与理想气体比体积之比。原理：6、什么是理想气体的多变经过？由于多变经过指数能够为任意实数，因而能否能够认为多变经过可代表理想气体的任意热力经过？如理想气体的定容比热为定值，能否某一固定多变经过的比热也为定值？为什么？答：理想气体的多变经过是指经过中气体的基本状态参数知足npv?=常数的可逆经过。不能够以为多变经过可代表理想气体的任意热力经过，由于npv?=常数中的n要为定值。7、什么是临界压力比？在设计喷管时，怎样根据此参数值对喷管进行选型？答：临界压力比为0crcrpvp=，是流速到达当地声速时工质的压力和滞止压力

13、之比。选型：当背压与滞止压力之比0bcrpvp时，应选用渐缩型；0bcrpvp时，应选用缩放型。8、活塞式压气机的压气经过已经接近等温了，有时仍采用分级压缩，请问为什么？答：分级压缩能够提高容积效率。分级后，每一级的增压比缩小，故同样大的余隙容积对容积效率的有害影响将缩小，使容积效率比不分级时大。详见P2749、如下图，a-b和a-c是理想气体发生的两个任意经过，且b、c两点在同一条绝热线上，试问uab-?与acu-?哪个大？假如b、c两点在同一条等温线上，结果又怎样？为什么？答：1uabacu-?方法一：过点c作一等温线，与ab交于b，由于等温线的斜率绝热线的斜率，则acabuu-?=?，又

14、0bbu-?，u=+ababbbuu-?，则uabacu-?方法二：考察经过,abca-0+abbccauuu-=?+abbccabcacuuuuu-?=-?-?=-?+由于0bcu-?，则有uabacu-?2假如b、c两点在同一条等温线上，则有abacuu?=?。由于等温线上的热力学能一样，则a-b和a-c两经过的初、末状态的热力学能一样，即有abacuu?=?10、如下面pv图所示，循环1231是一闭口系统的假想循环，其中12为定温经过，23为定熵经过，31为不可逆绝热经过，问此循环能否实现？为什么？答：能实现。由于1-2经过为定温经过，对外做功，由quw=?+知q小于零，2-3和3-1经

15、过为绝热经过。则循环1-2-3-1的克劳修斯判据120rrQQTT-=?，故循环能实现。11、家用冰箱的使用讲明书上指出，冰箱应放置在通风处，并距墙壁适当距离，以及不要把冰箱温度设置过低，为什么？答：放置在通风处，并距离墙壁适当距离，能够使局部环境温度较低；不要把冰箱温度设置过低的原因是冷库温度cT越小，则制冷系数越小。两者的目的都是为了提高冰箱的制冷系数。12、为什么压缩空气制冷循环不采用逆向卡诺循环？为什么压缩蒸汽制冷循环也不采用逆向卡诺循环？答：由于空气定温加热和定温排热不易实现，所以压缩空气制冷循环不采用逆向卡诺循环。而两相物质的压缩是不利的且为了增加制冷量，压缩蒸汽制冷循环也不采用逆向卡诺循环。13、为什么不可逆绝热稳定流动经过中，系统控制体熵的变化为零？既然是一个不可逆绝热经过，熵必然有所增加，增加的熵去哪里了？答：开口系的熵方程cv,fmfQgSSSS?=+不可逆绝热稳定流动经过中，系统控制体熵的变化为零。因不可逆而增加的熵与物质熵流,fmS相抵消了。14、蒸汽动力装置中水泵进出口的压力差远大于燃气轮机压气机的压力差，为什么