第二學(xué)期熱工基礎(chǔ)第1次作業(yè)15頁(yè)

1、本次作業(yè)是本門(mén)課程本學(xué)期的第1次作業(yè)，注釋如下：本次作業(yè)為1-4章的內(nèi)容。一、單項(xiàng)選擇題(只有一個(gè)選項(xiàng)正確，共21道小題)1. 開(kāi)口系統(tǒng)是指 （ ）的熱力系統(tǒng) (A) 具有活動(dòng)邊界(B) 與外界有功量交換(C) 與外界有熱量交換(D) 與外界有物質(zhì)交換你選擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：2. 絕熱系統(tǒng)是指（ ）的熱力系統(tǒng)(A) 狀態(tài)參數(shù)不變(B) 熱力學(xué)能不變(C) 與外界沒(méi)有熱量交換(D) 與外界沒(méi)有功量和熱量交換你選擇的答案： C 正確正確答案：C解答參考：3. 孤立系統(tǒng)是（ ）的熱力系統(tǒng)(A) 與外界無(wú)熱量交換(B) 與外界無(wú)功量交換(C) 與外界無(wú)質(zhì)量交換(D) 與外界無(wú)任何

2、相互作用你選擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：4. 下列說(shuō)法中正確的是（ ）(A) 平衡狀態(tài)一定是穩(wěn)定狀態(tài)(B) 穩(wěn)定狀態(tài)一定是平衡狀態(tài)(C) 均勻狀態(tài)一定是平衡狀態(tài)(D) 平衡狀態(tài)是不存在內(nèi)部勢(shì)差的狀態(tài)你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：A解答參考：5. 系統(tǒng)中工質(zhì)的真實(shí)壓力是指（ ）(A) pg(B) pb(C) pv(D) pb+pg或pb-pv你選擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：6. 在pv圖上，（ ）所包圍的面積代表單位質(zhì)量的工質(zhì)完成一個(gè)循環(huán)時(shí)與外界交換的凈功量。(A) 任意循環(huán)(B) 可逆循環(huán)(C) 正向循環(huán)(D) 逆向循環(huán)你選擇的答案： B 正確

3、正確答案：B解答參考：7. 公式 q = cVT + w適用于閉口系中（ ）(A) 理想氣體的可逆過(guò)程 (B) 實(shí)際氣體的任意過(guò)程(C) 理想氣體的任意過(guò)程(D) 任何工質(zhì)的可逆過(guò)程你選擇的答案： C 正確正確答案：C解答參考：8. 氣體吸熱后熱力學(xué)能（ ）(A) 一定增加(B) 一定減少(C) 不變(D) 可能增加、減少或不變你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：D解答參考：9. 在相同的溫度變化區(qū)間內(nèi)，理想氣體定容過(guò)程焓的變化量與定壓過(guò)程相比（ ）(A) 較大(B) 大小相等(C) 較小(D) 大或小不確定你選擇的答案： B 正確正確答案：B解答參考：10. 對(duì)于閉口系，當(dāng)過(guò)

4、程的始態(tài)與終態(tài)確定后，下列各項(xiàng)目中哪一個(gè)值無(wú)法確定（ ）(A) Q (B) QW (C) W（當(dāng)Q=0時(shí)）(D) Q（當(dāng)W=0時(shí)）你選擇的答案： A 正確正確答案：A解答參考：11. 理想氣體向真空膨脹，該過(guò)程所做的膨脹功（ ）(A) W0 (B) W=0 (C) W0 (D) 無(wú)法確定你選擇的答案： B 正確正確答案：B解答參考：12. 理想氣體向真空膨脹，當(dāng)一部分氣體進(jìn)入真空容器后，余下的氣體繼續(xù)膨脹。該過(guò)程所做的膨脹功（ ）(A) W0 (B) W=0(C) W0 (D) 無(wú)法確定你選擇的答案： A 正確正確答案：A解答參考：13. 理想氣體的（ ）是兩個(gè)相互獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)(A) 溫度與

5、熱力學(xué)能(B) 溫度與焓(C) 溫度與熵(D) 熱力學(xué)能與焓你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：C解答參考：14. 如圖理想氣體的ab和cb過(guò)程，下列關(guān)系成立的為（ ）(A) (B) (C) (D) 你選擇的答案： A 正確正確答案：A解答參考：15. 在相同的恒溫?zé)嵩撮g工作的其他可逆循環(huán)的熱效率（ ）卡諾循環(huán)的熱效率(A) 大于(B) 小于(C) 等于(D) 小于或等于你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：C解答參考：16. 在兩恒溫?zé)嵩粗g工作的可逆熱機(jī)，其熱效率的高低取決于（ ）(A) 熱力循環(huán)包圍的面積大小(B) 高溫?zé)嵩礈囟?C) 低溫?zé)嵩礈囟?D) 高

6、溫?zé)嵩醇暗蜏責(zé)嵩礈囟饶氵x擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：17. 如果熱機(jī)從熱源吸熱100 kJ，對(duì)外做功100 kJ，則（ ）(A) 違反熱力學(xué)第一定律(B) 違反熱力學(xué)第二定律(C) 不違反第一、第二定律(D) A和B你選擇的答案： B 正確正確答案：B解答參考：18. 下列說(shuō)法正確的是（ ）(A) 系統(tǒng)吸熱后總是溫度升高(B) 熱量絕不能從低溫傳向高溫(C) 只要過(guò)程的初終態(tài)相同，狀態(tài)參數(shù)的變化就相同(D) 只要過(guò)程的初終態(tài)相同，過(guò)程中交換的功量就相同你選擇的答案： C 正確正確答案：C解答參考：19. 熱熵流的計(jì)算式dS f =QT適用于（ ）(A) 理想氣體任意過(guò)程(B) 理

7、想氣體可逆過(guò)程(C) 任何工質(zhì)任意過(guò)程(D) 任何工質(zhì)可逆過(guò)程你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：C解答參考：20. 系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)不可逆過(guò)程后，其熵變化（ ）(A) 必定增加(B) 必定減少(C) 保持不變(D) 可能增加、減少或不變你選擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：21. 系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)不可逆絕熱過(guò)程后，其熵變化（ ）(A) 必定增加(B) 必定減少(C) 保持不變(D) 可能增加、減少或不變你選擇的答案： A 正確正確答案：A解答參考：二、判斷題(判斷正誤，共32道小題)22. 表壓力和真空度都不能作為狀態(tài)參數(shù)你選擇的答案： 說(shuō)法正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參

8、考：23. 熱力學(xué)中，壓力、溫度和比容稱(chēng)為基本狀態(tài)參數(shù)你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參考：24. 容器中氣體的壓力不變，則壓力表的讀數(shù)也絕對(duì)不會(huì)改變你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：25. 可逆過(guò)程必定是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，而準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程并不一定是可逆過(guò)程你選擇的答案： 說(shuō)法正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參考：26. 只有可逆過(guò)程 p-v圖上過(guò)程線(xiàn)下的面積表示該過(guò)程與外界交換的容積功你選擇的答案： 說(shuō)法正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參考：27. 若工質(zhì)吸熱，其熱力學(xué)能一定增加你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法

9、錯(cuò)誤解答參考：28. 工質(zhì)膨脹時(shí)必須對(duì)工質(zhì)加熱你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：29. 系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)可逆定溫過(guò)程，由于溫度沒(méi)有變化，故與外界沒(méi)有熱量交換你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：30. 對(duì)可逆與不可逆絕熱過(guò)程，都有w =u和wt =h，說(shuō)明可逆和不可逆絕熱過(guò)程的功量相等。你選擇的答案： 說(shuō)法錯(cuò)誤 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：31. 不管過(guò)程是否可逆，開(kāi)口絕熱穩(wěn)流系統(tǒng)的技術(shù)功總是等于初、終態(tài)的焓差你選擇的答案： 說(shuō)法正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參考：32. 沒(méi)有容積變化的系統(tǒng)一定與外界沒(méi)有功量交換你選擇的答案

10、： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：33. 理想氣體的比熱容一定是常數(shù)你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：34. 氣體常數(shù)與氣體的種類(lèi)及所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：35. 理想氣體的熱力學(xué)能、焓、熵都是溫度的單值函數(shù)你選擇的答案： 說(shuō)法錯(cuò)誤 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：36. 功量可以轉(zhuǎn)換為熱量，但熱量不可以轉(zhuǎn)換為功量你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：37. 機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)換為熱能，而熱能絕不可能全部轉(zhuǎn)換為機(jī)械能你選擇的答案： 說(shuō)法正確 正確

11、正確答案：說(shuō)法正確解答參考：38. 熱效率較高的發(fā)動(dòng)機(jī)，循環(huán)凈功也一定較大你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：39. 在相同的初終態(tài)之間進(jìn)行可逆與不可逆過(guò)程，則不可逆過(guò)程中工質(zhì)熵的變化大于可逆過(guò)程中工質(zhì)熵的變化。你選擇的答案： 說(shuō)法錯(cuò)誤 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：40. 工質(zhì)完成一個(gè)不可逆循環(huán)后，其熵的變化大于零你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：41. 熵減小的過(guò)程是不可能實(shí)現(xiàn)的你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：42. 系統(tǒng)熵增大的過(guò)程必為吸熱過(guò)程你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確

12、 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：43. 理想氣體多變過(guò)程的技術(shù)功是膨脹功的n倍你選擇的答案： 說(shuō)法正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參考：44. 理想氣體在定熵膨脹過(guò)程中，其技術(shù)功為膨脹功的倍你選擇的答案： 說(shuō)法正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參考：45. 絕熱過(guò)程熵變?yōu)榱隳氵x擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：46. 可逆絕熱過(guò)程熵變?yōu)榱隳氵x擇的答案： 說(shuō)法正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參考：47. 單獨(dú)能量品質(zhì)升高的過(guò)程是不可能發(fā)生的你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參考：48. 等量的高溫?zé)崃颗c低溫?zé)崃烤哂邢嗤钠焚|(zhì)你選擇的答

13、案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：49. 自發(fā)過(guò)程是不可逆過(guò)程，但非自發(fā)過(guò)程是可逆過(guò)程你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：50. 熵產(chǎn)是否為零是判斷過(guò)程是否可逆的判據(jù)你選擇的答案： 說(shuō)法正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參考：51. 因?yàn)殪厥菭顟B(tài)參數(shù)，所以熵流和熵產(chǎn)也都是狀態(tài)參數(shù)你選擇的答案： 說(shuō)法錯(cuò)誤 正確正確答案：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：52. 熵產(chǎn)是由不可逆因素引起的熵增你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經(jīng)做正確 正確正確答案：說(shuō)法正確解答參考：53. 孤立系統(tǒng)熵增原理表明：孤立系統(tǒng)內(nèi)各部分的熵都是增加的你選擇的答案： 說(shuō)法錯(cuò)誤 正確正確答案

14、：說(shuō)法錯(cuò)誤解答參考：（注意：若有主觀(guān)題目，請(qǐng)按照題目，離線(xiàn)完成，完成后紙質(zhì)上交學(xué)習(xí)中心，記錄成績(jī)。在線(xiàn)只需提交客觀(guān)題答案。)三、主觀(guān)題(共9道小題)54. 某定量工質(zhì)經(jīng)歷了1-2-3-4-1循環(huán)，試填充下表所缺的數(shù)據(jù) 過(guò)程Q/kJW/kJU/kJ1-2013902-303953-40-10004-10參考答案： 過(guò)程Q/kJW/kJU/kJ1-21390013902-30395-3953-4-10000-10004-10-5555. 如圖所示，b、c兩狀態(tài)點(diǎn)在同一條等溫線(xiàn)上，試判斷：uab與uac誰(shuí)大？sab與sac誰(shuí)大？ 參考答案：答：uab=uac ； sabsac56. 有一循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)工

15、作于熱源T1=1000K和冷源T2=400K之間，若該熱機(jī)從熱源吸熱1360 kJ，對(duì)外作功833 kJ。問(wèn)該熱機(jī)循環(huán)是可逆的？不可逆的？還是根本不能實(shí)現(xiàn)的？ 參考答案： ttc 違背了卡諾定理結(jié)論：該循環(huán)根本不可能實(shí)現(xiàn)。（也可用克勞修斯積分不等式或孤立系熵增原理求解）57. 氣球直徑為0.4 m，球內(nèi)充有壓力為150 kPa的空氣，由于太陽(yáng)輻射加熱，氣球直徑增大到0.45 m，若球內(nèi)氣體壓力正比于氣球的直徑，試求過(guò)程中氣體對(duì)外的做功量W。參考答案： 解：已知D1 = 0.4 m時(shí)，p1 =150 kPa，且氣球內(nèi)壓力正比于氣球直徑，即p = kD，可求得：k =375 kPa/m 答：過(guò)程中

16、氣體對(duì)外作功量為2.27 kJ58. 水在絕熱混合器中與水蒸汽混合而被加熱，水流入的壓力為200 kPa，溫度為20，比焓為84 kJ/kg，質(zhì)量流量為100 kg/min；水蒸汽流入的壓力為200 kPa，溫度為300，比焓為3072 kJ/kg，混合物流出的壓力為200 kPa，溫度為100，比焓為419 kJ/kg。問(wèn)每分鐘需要多少水蒸汽。 參考答案： 解：此絕熱混合器所圍空間為一穩(wěn)流系，根據(jù)能量方程：59. 有5g氬氣，經(jīng)歷一熱力學(xué)能不變的狀態(tài)變化過(guò)程，初始狀態(tài)p1=6.0105 Pa，T1=600K，膨脹終了的容積V2=3V1，氬氣可作為理想氣體。已知?dú)鍤獾腞g=0.208 kJ/(

17、kgK)，cp=0.523 kJ/(kgK)，求：（1）終了狀態(tài)的溫度T2、壓力p2；（2）過(guò)程中系統(tǒng)熱力學(xué)能、焓和熵的變化量。 參考答案： 解：由題意：U = 0 T2 = T1 = 600 K 由理想氣體氣體狀態(tài)方程， 有：60. 試求在定壓過(guò)程中加給理想氣體的熱量中有多少用來(lái)作功？有多少用來(lái)改變工質(zhì)的熱力學(xué)能（比熱容取定值）？ 參考答案： 解： 定壓過(guò)程總加熱量為： q =cpT 其中用來(lái)改變熱力學(xué)能的部分為：u= cVT而 cp = cV+Rg 定壓過(guò)程用來(lái)作功的部分為：w =RgT 61. 2kg某種理想氣體按n=1.2可逆多變過(guò)程膨脹到原有體積的3倍，穩(wěn)定地從300降低到 60，膨

18、脹過(guò)程中作功418.68 kJ，吸熱83.736 kJ，求：氣體的cp和cV。參考答案： 解： 由閉口系能量方程：62. 3 kg溫度為80的熱水在絕熱容器中與5 kg溫度為20的冷水等壓混合，水的比熱為4.187 kJ/(kgK)，求此混合過(guò)程的熵變，并根據(jù)熵變的計(jì)算結(jié)果說(shuō)明為什么混合過(guò)程是不可逆過(guò)程？（提示：先由熱力學(xué)第一定律求混合后水的狀態(tài)） 參考答案： 解：思路：利用孤立（絕熱）系熵增原理進(jìn)行判斷。 取該絕熱容器為閉口系，設(shè)熱水用角標(biāo)H表示，冷水用角標(biāo)C表示，并注意液體 cp = cV = c 由閉口系能量方程：三、主觀(guān)題(共9道小題)(主觀(guān)題請(qǐng)按照題目，離線(xiàn)完成，完成后紙質(zhì)上交學(xué)習(xí)中心，記錄成績(jī)。在線(xiàn)只需提交客觀(guān)題答案。)54. 某定量工質(zhì)經(jīng)歷了1-2-3-4-1循環(huán)，試填充下表所缺的數(shù)據(jù) 過(guò)程Q/kJW/kJU/kJ1-2013902-303953-40-10004-1055. 如圖所示，b、c兩狀態(tài)點(diǎn)在同一條等溫線(xiàn)上，試判斷：uab與uac誰(shuí)大？sab與sac誰(shuí)大？ 56. 有一循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)工作于熱源T1=1000K和冷源T2=400K之間，若該熱機(jī)從熱源吸熱1360 kJ，對(duì)外作功833 kJ。問(wèn)該熱機(jī)循環(huán)是可逆的？不可逆的？還是根本不能實(shí)現(xiàn)的？ 57. 氣球直徑為0.4 m，球內(nèi)充有壓力為150 kPa的空氣，由于太陽(yáng)輻