熱工基礎(chǔ)習(xí)題

1、第一章 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識一、填空題1實現(xiàn)能和能相互轉(zhuǎn)化的工作物質(zhì)就叫做。2熱能動力裝置的工作過程，概括起來就是工質(zhì)從吸取熱能，將其中一部分轉(zhuǎn)化為，并把余下的一部分傳給的過程。3熱力系統(tǒng)與外界間的相互作用一般說有三種，即系統(tǒng)與外界間的交換、交換和交換。4按系統(tǒng)與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的情況，熱力系統(tǒng)可分為和兩類。5狀態(tài)參數(shù)的變化量等于兩狀態(tài)下，該物理量的差值，而與無關(guān)。6決定簡單可壓縮系統(tǒng)狀態(tài)的獨立狀態(tài)參數(shù)的數(shù)目只需個。71mmHg=Pa；1mmH2O=Pa。8氣壓計讀數(shù)為750mmHg，絕對壓力為2.5×105Pa的表壓力為MPa。9用U形管差壓計測量凝汽器的壓力，采用水銀作測量液體，測得水

2、銀柱高為720.6mm。已知當(dāng)時當(dāng)?shù)卮髿鈮毫b=750mmHg，則凝汽器內(nèi)蒸汽的絕對壓力為MPa。10一個可逆過程必須是過程，而且在過程中沒有。11只有狀態(tài)才能用參數(shù)坐標(biāo)圖上的點表示，只有過程才能用參數(shù)坐標(biāo)圖上的連續(xù)實線表示。 12熱量和功都是系統(tǒng)與外界的度量，它們不是而是量。13工質(zhì)作膨脹功時w0，工質(zhì)受到壓縮時w0，功的大小決定于。二、名詞解釋1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 2平衡狀態(tài) 3準(zhǔn)平衡過程 4可逆過程 5熱機(jī) 6熱源 7熱力系統(tǒng) 8體積變化功 9熱力學(xué)溫標(biāo) 10孤立系 三、判斷題1物質(zhì)的溫度越高，則所具有的熱量愈多。 2氣體的壓力越大，則所具有的功量愈大。 3比體積和密度不是兩個相互獨立的狀態(tài)參數(shù)

3、。 4絕對壓力、表壓力和真空都可以作為狀態(tài)參數(shù)。6孤立系內(nèi)工質(zhì)的狀態(tài)不會發(fā)生變化。 7可逆過程是不存在任何能量損耗的理想過程。 8凝汽器的真空下降時，則其內(nèi)蒸汽的絕對壓力增大。 9若容器中氣體的壓力沒有改變，則壓力表上的讀數(shù)就一定不會改變。 四、選擇題1下列各量可作為工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的是： （1）表壓力；（2）真空；（3）絕對壓力。 2水的三相點溫度比冰點溫度應(yīng)： （1）相等；（2）略高些；（3）略低些。 3下列說法中正確的是： （1）可逆過程一定是準(zhǔn)平衡過程； （2）準(zhǔn)平衡過程一定是可逆過程； （3）有摩擦的熱力過程不可能是準(zhǔn)平衡過程。 4下列過程中屬可逆過程的是： （1）自由膨脹過程；（2）等

4、溫傳熱過程；（3）有摩擦的熱力過程。 5一臺功率為600MW的汽輪發(fā)電機(jī)組連續(xù)工作一天的發(fā)電量為： （1）1.44×107kJ；（2）5.184×109kJ；（3）1.44×107kWh。 6測量容器中氣體壓力的壓力表讀數(shù)發(fā)生變化一定是因為： （1）有氣體泄漏；（2）氣體的熱力狀態(tài)發(fā)生變化； （3）大氣壓力發(fā)生變化；（4）以上三者均有可能。 五、問答題1火電廠為什么采用水蒸氣作為工質(zhì)？ 2能否說氣體的某一個分子具有一定的溫度和壓力？溫度和壓力究竟是宏觀量還是微觀量？ 3準(zhǔn)平衡過程和可逆過程有何聯(lián)系與區(qū)別？ 4為什么稱p-v圖為示功圖？T-s圖為示熱圖？ 5表壓力或

5、真空度能否作為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)？若工質(zhì)的絕對壓力不變化，那么測量它的壓力表或真空表的讀數(shù)是否會發(fā)生變化？ 六、計算題110kg溫度為100的水，在壓力為1×105Pa下完全汽化為水蒸氣。若水和水蒸氣的比體積各為0.001m3/kg和1.673 m3/kg。試求此10kg水因汽化膨脹而對外所作的功（kJ）。 2設(shè)一容器被剛性壁分為兩部分，分別裝有兩種不同的氣體。在容器的不同部分裝有壓力表，如圖1-1所示。若壓力表A的讀數(shù)為5.7×105Pa，壓力表B的讀數(shù)為2.2×105Pa，大氣壓力為0.98×105Pa。試確定壓力表C的讀數(shù)以及容器內(nèi)兩部分氣體的絕對壓力

6、各為多少？ 圖1-13用U形管壓力計測定容器中氣體的壓力。為防止水銀蒸發(fā)，在水銀柱上面加一段水。如圖1-2所示。測量結(jié)果，水銀柱高800mm，水柱高500mm。氣壓計讀數(shù)為780mmHg，試計算容器中氣體的絕對壓力為多少Pa？圖1-24如果氣壓計讀數(shù)為750mmHg，試完成以下計算： （1）表壓力為0.5×105Pa時的絕對壓力； （2）真空表上讀數(shù)為400mmH2o時的絕對壓力（Pa）； （3）絕對壓力為2.5×105Pa時的表壓力。 5用斜管壓力計測量鍋爐煙道中煙氣的真空，如圖1-3所示，斜管的傾斜角=30°，壓力計的斜管中水柱長度L=160mm，當(dāng)?shù)貧鈮河嬜x

7、數(shù)為pb=740mmHg。求煙氣的絕對壓力（以毫米汞柱表示）。 圖1-3 第二章 熱力學(xué)第一定律一、填空題1系統(tǒng)的總儲存能包括和的總和。 2熱力學(xué)能是物體因分子而具有的能量，包括和兩部分，前者是的函數(shù)，后者是的函數(shù)，所以熱力學(xué)能是參數(shù)。3空氣經(jīng)一熱力過程后熱力學(xué)能增加67kJ，并消耗外功1257kJ，則此過程為過程。（填吸熱或放熱）4一元穩(wěn)定流動的能量方程式是（1kg工質(zhì)），它適用于過程。5焓的定義式為，其物理意義是。6推動功只有在工質(zhì)時才有意義。技術(shù)功等于和的代數(shù)和，所以技術(shù)功只對系統(tǒng)才有意義。7穩(wěn)定流動能量方程式用于汽輪機(jī)時可簡化為，應(yīng)用于鍋爐時可簡化為。8為了確定高壓下稠密氣體的性質(zhì)，取

8、2kg氣體在25MPa下從350K定壓加熱到370K，氣體初、終狀態(tài)的體積分別為0.03m3和0.035m3,加入氣體的熱量為700kJ，則初、終狀態(tài)下氣體熱力學(xué)能的差值等于。9已知國產(chǎn)12.5萬kW汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)口的蒸汽焓h1=3461.46kJ/kg，出口焓h2=3073.97kJ/kg,蒸汽流量為380t/h,則汽輪機(jī)高壓缸產(chǎn)生的功率為kW。二、名詞解釋1流動凈功 2焓 3穩(wěn)定流動 三、判斷題1工質(zhì)進(jìn)行膨脹時必須對其進(jìn)行加熱。 2氣體膨脹時一定對外作功。 3系統(tǒng)對外作功后，其儲存能量必定減少。 4系統(tǒng)放熱，溫度必定降低。 5由于功是過程量，故推動功也是過程量。 6閉口系能量方程和開口系穩(wěn)

9、定流動能量方程的本質(zhì)是不一樣的。 7由于Q和W都是過程量，故(Q-W) 也是過程量。 8無論過程可逆與否，閉口絕熱系統(tǒng)的膨脹功總是等于初、終態(tài)熱力學(xué)能的差值。 四、選擇題1膨脹功扣除流動凈功即為： （1）軸功；（2）技術(shù)功；（3）輸出的正功。 2開口系統(tǒng)中，推動功究竟屬于下面哪一種形式的能量： （1）進(jìn)、出系統(tǒng)中，流體本身所具有的能量； （2）后面的流體對進(jìn)、出系統(tǒng)的流體為克服界面阻礙而傳遞的能量；（3）系統(tǒng)中工質(zhì)進(jìn)行狀態(tài)變化由熱能轉(zhuǎn)化而來的能量。 3氣體在某一熱力過程中吸熱50kJ，同時熱力學(xué)能增加90kJ，則此過程為： （1）壓縮過程；（2）膨脹過程；（3）體積保持不變。 4下列說法中正確

10、的是： （1）氣體吸熱時熱力學(xué)能一定增加； （2）氣體一定要吸收熱量后才能對外做功； （3）氣體被壓縮時一定消耗外功。 5下列熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式中正確的是： 五、問答題1判斷下列各式是否正確，并說明原因？若正確，指出其應(yīng)用條件： （1）q=u+w； （2）q=du+w； （3）q=dh-vdp.2對某可逆過程，用焓表示的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式是什么？是怎樣得來的？ 3簡要說明膨脹功、推動功、軸功和技術(shù)功四者之間有何聯(lián)系和區(qū)別？如何在p-v圖上表示膨脹功和技術(shù)功的大??？ 4為什么推動功出現(xiàn)在開口系能量方程式中，而不出現(xiàn)在閉口系能量方程式中？ 六、計算題1氣體在某一過程中吸入熱量12kJ，同時熱

11、力學(xué)能增加20kJ。問此過程是膨脹過程還是壓縮過程？氣體與外界交換的功量是多少？ 2某火電廠機(jī)組發(fā)電功率為25000kW。已知煤的發(fā)熱量為29000kJ/kg，發(fā)電廠效率為28%。試求： (1) 該電廠每晝夜要消耗多少噸煤？ (2) 每發(fā)1kWh電要消耗多少kg煤？ 3一定量氣體在汽缸內(nèi)初容積為0.134m3，可逆地膨脹至終容積0.4m3,氣體壓力在膨脹過程中保持2×105Pa不變。若過程中加給氣體的熱量為80kJ，求氣體的熱力學(xué)能變化了多少？ 4一閉口熱力系中工質(zhì)沿acb途徑由狀態(tài)a變到b時吸入熱量80kJ，并對外作功30kJ，如圖2-1所示。問： （1）如果沿途徑adb變化時，對

12、外作功10kJ，則進(jìn)入系統(tǒng)的能量是多少？ （2）當(dāng)工質(zhì)沿途徑從b返回a時，外界對工質(zhì)作功20kJ，此時工質(zhì)是吸熱還是放熱？其量是多少？ （3）當(dāng)Ua=0,Ud=40kJ時，過程ad和db中與外界交換的熱量各是多少？ 5某蒸汽鍋爐給水的焓為62kJ/kg，產(chǎn)生的蒸汽焓為2721kJ/kg。已知鍋爐蒸汽產(chǎn)量為4000kg/h，鍋爐每小時耗煤600kg，煤的發(fā)熱量為25000kJ/kg。求鍋爐的熱效率（鍋爐熱效率是指鍋爐每小時由水變?yōu)檎羝盏臒崃颗c同時間內(nèi)鍋爐所耗燃料的發(fā)熱量之比）？ 6對定量的某種氣體加熱100kJ，使之由狀態(tài)1沿途徑a變至狀態(tài)2，同時對外作功60kJ。若外界對該氣體作功40k

13、J，迫使它從狀態(tài)2沿途徑b返回至狀態(tài)1。問返回過程中工質(zhì)需吸熱還是向外放熱？其量是多少？ 7某臺鍋爐每小時生產(chǎn)水蒸氣30t，已知供給鍋爐的水的焓值為417kJ/kg，而鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣的焓為2874kJ/kg。煤的發(fā)熱量為30000kJ/kg，當(dāng)鍋爐效率為0.85時，求鍋爐每小時的耗煤量。 8某蒸汽動力廠中，鍋爐以流量40t/h向汽輪機(jī)供汽；汽輪機(jī)進(jìn)口處壓力表的讀數(shù)是9.0MPa，蒸汽的焓是3441kJ/kg。汽輪機(jī)出口處真空表的讀數(shù)是730.6mmHg，出口蒸汽的焓是2248kJ/kg，汽輪機(jī)向環(huán)境散熱為6.81×105kJ/h。若當(dāng)?shù)卮髿鈮菏?60mmHg，求:（1）進(jìn)、出口處蒸

14、汽的絕對壓力；（2）不計進(jìn)、出口動能差和位能差時汽輪機(jī)的功率。 第三章 理想氣體的熱力性質(zhì)及基本熱力過程一、填空題1對于1kg理想氣體其狀態(tài)方程式為：，對于mkg理想氣體其狀態(tài)方程式為：。 2空氣的通用氣體常數(shù)R=J/(kmol·K),氣體常數(shù)Rg=J/（kg·K），標(biāo)態(tài)下的千摩爾體積Vm0=m3/Kmol。 3容積為0.8m3的氣罐內(nèi)盛有氧氣，其壓力為5×105Pa，溫度為25，則罐內(nèi)氧氣的質(zhì)量為kg。 4比熱容的值隨、和的不同而不同。 5在定壓下加熱30kg的二氧化碳?xì)怏w由t1=400到t2=1000所需要的熱量是kJ。已知 ，6按物量單位的不同，氣體的比熱容

15、分為三種，即、和。 7理想氣體的熱力學(xué)能和焓都只是的函數(shù)，所以理想氣體無論經(jīng)歷什么過程，其熱力學(xué)能的變化量在數(shù)值上總等于，其焓的變化量在數(shù)值上總等于。 8邁耶方程是指，它適用于氣體。 9理想混合氣體的總?cè)莘e等于之和。 10混合氣體的成分表示法有三種，即、和，其中和在數(shù)值上是相等的。 11理想混合氣體中某一種組成氣體的分壓力等于混合氣體的與該組成氣體的之乘積。 12一定數(shù)量的理想氣體在-20時的體積是+20時體積的倍。（設(shè)兩種情況下的壓力是相同的） 13理想氣體的基本熱力過程有、等熱力過程。 14定容過程中，V=,其壓力和熱力學(xué)溫度成比。 15對理想氣體定容加熱時，其熱力學(xué)能將，溫度會。 16定

16、壓過程中，p=，其比體積和熱力學(xué)溫度成比。 17定壓加熱過程中的加熱量等于工質(zhì)的增量，它適用于任何。 18定溫過程中，T=，其壓力和比體積成比。 19理想氣體在定溫過程中，因溫度不變，其和均不變。 20理想氣體定溫膨脹時，應(yīng)加入；定溫壓縮時，要放出。 21絕熱過程的過程方程式為。 22理想氣體絕熱膨脹時，壓力會，溫度也會。 23理想氣體被絕熱壓縮時，熱力學(xué)能會，溫度也會。 24絕熱膨脹過程中工質(zhì)所作的技術(shù)功，等于工質(zhì)的減少，它適用于任何。25理想氣體在定壓過程中，其比體積與成正比；在定溫過程中，其比體積與成反比。 26理想氣體閉口系經(jīng)歷一定溫過程，吸收熱量100J，則它的熱力學(xué)能變化量為J。

17、二、名詞解釋1理想氣體 2定壓質(zhì)量比熱容 3平均比熱容 4理想混合氣體的分容積 5混合氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 三、判斷題1氣體常數(shù)Rg不僅與氣體種類有關(guān)，還與氣體所處的狀態(tài)有關(guān)。 2通用氣體常數(shù)R與氣體種類及氣體所處狀態(tài)均無關(guān)。 3理想氣體的cp與cv的差值與狀態(tài)無關(guān)。 4熱力學(xué)第一定律既可寫成q=du+w，也可寫成q=cvdT+pdv，兩者適用條件相同。 5. 理想氣體的定溫過程也即是定熱力學(xué)能和定焓的過程。 6因為水蒸氣是實際氣體，所以煙氣中的水蒸氣不能作為理想氣體處理。 7理想混合氣體的容積分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)在數(shù)值上是相等的。 8對于理想氣體取定值比熱容時，若壓力降低的定溫過程一定是放熱過程。 9在

18、p-v圖上，通過同一狀態(tài)點的絕熱過程線的斜率比定溫過程線的斜率大。 10在T-s圖上，通過同一狀態(tài)點的定容過程線較定壓過程線平坦。 11我們通常說空氣的組成中有21%的氧氣和78%的氮氣，這里氧氣和氮氣的成分指的是質(zhì)量成分。 12理想氣體的定溫過程中，加熱量與膨脹功和技術(shù)功三者在數(shù)值上是相等的。 13定壓過程的加熱量等于工質(zhì)的焓增，這一結(jié)論對于任何工質(zhì)都是成立的。 14從同一狀態(tài)點出發(fā)，對同量的空氣進(jìn)行可逆定溫壓縮與可逆絕熱壓縮達(dá)到相同的終壓，則定溫壓縮過程中所消耗的技術(shù)功較多。 15可逆絕熱過程一定是定熵過程。 16理想氣體的定熵膨脹過程中，技術(shù)功是膨脹功的倍。 四、選擇題1在p-v圖上有一

19、理想氣體進(jìn)行的兩個任意熱力過程a-b和a-c，已知b點和c點位于同一條定溫線上，但pb>pc，試比較兩個過程的熱力學(xué)能變化量大?。?（1）uab>uac；（2）uab=uac；（3）uab<uac。 2在T-s圖上，通過同一狀態(tài)點的定壓過程線比定容過程線： （1）平坦；（2）陡峭；（3）斜率一樣。 3工程中，下列工質(zhì)不能視為理想氣體的是：（1）空氣；（2）水蒸氣；（3）燃?xì)狻?4我們通常說空氣的組成中有21%的氧氣和78%的氮氣，這里氧氣和氮氣的成分指的是： （1）質(zhì)量成分；（2）摩爾成分；（3）容積成分。 5熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式可寫為：q=cvdT+pdv，其適用條件是：

20、 （1）理想氣體的可逆過程； （2）任何工質(zhì)的任何過程； （3）理想氣體的任何過程； （4）任何工質(zhì)的可逆過程。 6對于閉口系統(tǒng)功的計算式W=U1U2，下列適用條件正確的是： （1）適用于可逆與不可逆的絕熱過程； （2）只適用于絕熱自由膨脹過程； （3）只適用于理想氣體的絕熱過程； （4）只適用于可逆絕熱過程。 7氣體的容積比熱容是指： （1）容積保持不變時的比熱容；（2）物量單位為一立方米時氣體的比熱容； （3）物量單位為一千摩爾容積時氣體的比熱容； （4）物量單位為一標(biāo)準(zhǔn)立方米時氣體的比熱容。 8氣體常數(shù)Rg的大小取決于： （1）氣體的分子量；（2）氣體的質(zhì)量； （3）氣體所處的狀態(tài)；（4

21、）組成氣體分子的原子數(shù)。 9理想氣體的定容比熱容與定壓比熱容的大小關(guān)系為： （1）定容比熱容大于定壓比熱容；（2）定容比熱容等于定壓比熱容； （3）定容比熱容小于定壓比熱容；（4）以上三種情況都有可能。 10已知CO2和N2的壓力及溫度均相同，則它們的比體積： 11理想氣體可逆絕熱過程中的技術(shù)功(wt)等于： （1）h2-h1；（2）u2-u1；（3）h1-h2；（4）u1-u2。 五、問答題1何為理想氣體？在實際計算中如何決定可否使用理想氣體的一些公式？ 2理想氣體的熱力學(xué)能和焓有什么特點？du=cvdT，dh=cpdT是否對任何工質(zhì)任何過程都正確？3為什么定壓比熱容大于定容比熱容？二者關(guān)系

22、是怎樣的？ 4如果千摩爾比熱容為定值，對相同原子數(shù)的兩種氣體，其容積比熱容是否相同？其質(zhì)量比熱容又是否相同？為什么？ 5氣體在定容過程和定壓過程中，熱量都可根據(jù)過程中氣體的比熱容乘以溫差來計算，那么定溫過程中氣體的溫度不變，還可根據(jù)比熱容來計算熱量嗎？ 6如圖3-1所示，同一理想氣體經(jīng)歷兩任意過程a-b和a-c，b 點及c點位于同一條絕熱線上，試問Uab與Uac哪個大？若設(shè)b 點及c點位于同一條定溫線上，結(jié)果又如何？ 7如圖3-2所示，1-2、4-3各為定容過程，1-4、2-3各為定壓過程，試比較q123與q143的大小。8夏天，自行車在被太陽曬得很熱的公路上行駛時，為什么容易引起輪胎爆破？

23、9如圖3-3所示，某理想氣體在p-v圖上經(jīng)歷兩個任意熱力過程a-b和a-c，假設(shè)b點與c點在同一條定容線上，但b點的壓力高于c點的壓力。問兩個過程的功量哪個大？熱量誰大誰小？ 101kg理想氣體，先進(jìn)行絕熱膨脹1-2，再進(jìn)行定容加熱2-3，如利用與絕熱過程中所作功相當(dāng)?shù)臒崃?，用來在定容過程中加熱氣體時，試證明T3=T1。（設(shè)比熱容為定值） 11氣體常數(shù)與通用氣體常數(shù)有什么聯(lián)系和區(qū)別？ 12熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式可寫成，三者有何不同？ 13對空氣邊壓縮邊進(jìn)行冷卻，如空氣的放熱量為1kJ，對空氣的壓縮功為6kJ，則此過程中空氣的溫度是升高，還是降低?14能否以氣體溫度的變化量來判斷過程中氣體是

24、吸熱還是放熱？ 六、計算題1吸風(fēng)機(jī)入口處每小時流過的煙氣量為4×105m3，此處真空為300mmH2O，煙溫為130。求此煙氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積（當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫?55mmHg）?2空氧氣瓶凈重50kg，內(nèi)部容積為0.048m3，充滿氧氣后，瓶上壓力計讀數(shù)為15MPa，如氣壓計讀數(shù)為745mmHg，室溫為20，求氧氣瓶總重量。當(dāng)氧氣瓶內(nèi)的氧氣用去一部分而使壓力表的讀數(shù)降至0.5MPa時，問氧氣被用掉多少kg？ 3已知空氣的分子量為28.96，空氣可視為理想氣體。求：（1）空氣的氣體常數(shù)； （2）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的比體積和密度。 41kg某理想氣體由t1=20，p1=1.04×

25、;105Pa壓縮到p2=4×105Pa，t2=200，已知比熱比k=1.3，Rg=0.2986kJ/（kg·K）。試計算其熱力學(xué)能和焓的變化量。（設(shè)比熱容為定值） 55m3氧氣，在p1=3×105Pa壓力下從20定容加熱到120，求加入的熱量。（設(shè)比熱容為定值） 6鍋爐空氣預(yù)熱器將溫度為40的空氣定壓加熱到300?？諝獾牧髁繛?500m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）。求每小時加給空氣的熱量。試按定值比熱容和平均比熱容分別計算。 7某理想氣體混合物的容積分?jǐn)?shù)為：N2=70%，O2=20%，CH4=10%，如果O2的分壓力是5×104Pa。試確定： (1) N2及CH

26、4的分壓力； (2) 混合氣體的氣體常數(shù)。 8已知空氣由氮氣和氧氣組成，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：wN2=0.765，wO2=0.235.試求氧氣和氮氣的容積分?jǐn)?shù)，空氣的氣體常數(shù)，以及氮氣和氧氣的分壓力。 9某柴油機(jī)定容加熱起點的溫度為637，終點壓力p2=1.8p1，加熱量Qv=610kJ。求終點溫度和汽缸中燃?xì)獾馁|(zhì)量。取燃?xì)獾亩ㄖ当葻崛輈v=1.1kJ/(kg·K)。 10容積為1m3的剛性儲氣罐中，原有空氣的表壓力為50kPa和溫度為17。壓氣機(jī)每分鐘從大氣（壓力為100kPa和溫度為17）中將0.2m3的空氣壓入罐內(nèi)。試問罐內(nèi)空氣的表壓力達(dá)700kPa和溫度達(dá)50需要多少分鐘？ 11將1k

27、g氮氣由30定壓加熱到400。按平均比熱容計算其熱力學(xué)能和焓的變化量。 1227.8Nm3/h的煙氣，進(jìn)入省煤器時的溫度t1=500，離開時煙氣的溫度t2=300。問煙氣在定壓下放出多少熱量？取定值比熱容cp=1.35kJ/（Nm3·K）。 131kg空氣，初態(tài)p1=0.1MPa，t1=27，經(jīng)壓氣機(jī)定溫壓縮，終態(tài)v2=0.15m3/Kg。求壓縮終了時的壓力，容積功，技術(shù)功和熱量。 14壓縮機(jī)中空氣的初態(tài)p1=0.1MPa，t1=27，經(jīng)絕熱壓縮到t2=207。求壓縮過程終了時空氣的壓力，熱力學(xué)能變化量和容積功。151kg氮氣，從初態(tài)p1=10MPa，t1=1000絕熱膨脹到t2=0

28、。求終點壓力和膨脹功。取cp=1.038kJ/(kg·K)，R=296J/（kg·K）。 161kg空氣由狀態(tài)1（1MPa、500）經(jīng)定容冷卻到狀態(tài)2（0.5MPa），再經(jīng)絕熱壓縮到狀態(tài)3（500），最后經(jīng)定溫過程回復(fù)到原來的狀態(tài)1?？諝獾谋葻崛轂槎ㄖ?，試確定各過程中的熱力學(xué)能、焓和熵變化量，以及熱量和容積功，并在p-v圖和T-s圖上畫出過程線。 17鍋爐煙氣溫度為1200，經(jīng)過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器冷卻至200。已知煙氣的容積成分為：CO2=14%，H2O=8%，N2=74%，O2=4%。煙氣量為80000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），求每小時煙氣的放熱量。 18一臺鍋爐每小

29、時燒煤500kg，燃燒1kg煤產(chǎn)生煙氣10m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。測得煙囪出口處煙氣的壓力為100kPa和溫度為200，煙氣流速為3m/s。試求煙囪出口截面積。 第四章 熱力學(xué)第二定律一、填空題1根據(jù)循環(huán)效果而言，熱機(jī)循環(huán)是將轉(zhuǎn)變?yōu)榈臒崃ρh(huán)；而逆向循環(huán)是將轉(zhuǎn)變?yōu)榈臒崃ρh(huán)。 2完成一次正向循環(huán)后，工質(zhì)從熱源吸熱q1，向冷源放熱q2，其中只有部分才能轉(zhuǎn)化為。 3熱量由高溫物體傳向低溫物體是一種過程，而熱量由低溫物體傳向高溫物體是一種過程，它的進(jìn)行需要以作為補(bǔ)償條件。 4不可能制造出一種循環(huán)工作的熱機(jī)，只從個熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉?，而其它物體不發(fā)生任何。 5卡諾循環(huán)是由兩個可逆的過程和兩個可

30、逆的過程所組成。 6在兩個恒溫?zé)嵩撮g工作的一切可逆循環(huán)，其熱效率僅決定于兩熱源的，而與工質(zhì)的性質(zhì)。 7卡諾循環(huán)的熱效率是同溫限范圍內(nèi)一切循環(huán)熱效率的，它是其它熱機(jī)循環(huán)中熱變功完善程度的。 8在可逆過程中，工質(zhì)吸熱，熵；工質(zhì)放熱，熵。（填增大或減?。?9孤立系統(tǒng)的熵可以（發(fā)生過程時），或（發(fā)生過程時），但不可能。 10熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。 11在一定溫度T下放出的熱量Q，對環(huán)境溫度T0而言，其中可用能部分Qa=，無效能部分為。 12熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述為：“不可能將熱由物體向物體傳遞，而不留下其它?！?13在可逆過程中系統(tǒng)熵的增加，意味著系統(tǒng)，在孤立系統(tǒng)中熵的增加，則意味著。

31、二、名詞解釋1第二類永動機(jī) 2熵產(chǎn) 3熵流 三、判斷題1卡諾循環(huán)的熱效率可以大于1。 2工質(zhì)經(jīng)過一個不可逆循環(huán)后，其熵的變化量大于零。 3自發(fā)過程都是不可逆的。 4不可逆過程中工質(zhì)熵的變化量無法計算。 5熱不可能全部轉(zhuǎn)化為功。 6可逆循環(huán)的熱效率必大于不可逆循環(huán)的熱效率。 7定熵過程一定是可逆絕熱過程。 8一臺熱機(jī)工作在T1=900K和T2=300K的兩個恒溫?zé)嵩撮g，熱機(jī)從高溫?zé)嵩次鼰?000kJ，向冷源放熱300kJ，則該熱機(jī)是不可能實現(xiàn)的。 9熱機(jī)循環(huán)中循環(huán)凈功愈大，則循環(huán)熱效率愈高。 10使系統(tǒng)熵增加的過程一定是不可逆過程。 11熱量不可能由低溫物體傳向高溫物體。 12若工質(zhì)從某一初態(tài)沿

32、可逆過程和不可逆過程達(dá)到同一終態(tài)，則不可逆過程中的熵變必定大于可逆過程中的熵變。 13熱力循環(huán)就是封閉的熱力過程。 14在絕熱房間內(nèi)，冰箱開門運行能使房間溫度下降。 四、選擇題1關(guān)于卡諾循環(huán)的熱效率,下列說法中正確的是： （1）可以大于1；（2）可以等于1；（3）只能小于1。2工質(zhì)經(jīng)過一個不可逆循環(huán)后，其熵的變化量： （1）大于零；（2）等于零；（3）小于零。 3在一可逆過程中，工質(zhì)吸熱說明該過程一定是： （1）熵增過程；（2）熵減過程；（3）定熵過程。 4有摩擦的絕熱過程一定是： （1）熵減過程；（2）熵增過程；（3）定熵過程。 5公式t=1-Q2/Q1的適用條件是： （1）任意熱機(jī)循環(huán)，包

33、括卡諾循環(huán)； （2）只適用于卡諾循環(huán)； （3）除卡諾循環(huán)外的一切熱機(jī)循環(huán)。 6熱機(jī)從熱源吸熱1000kJ，對外作功1000kJ，其結(jié)果是： （1）違反熱力學(xué)第一定律；（2）違反熱力學(xué)第二定律； （3）違反熱力學(xué)第一及第二定律；（4）不違反熱力學(xué)第一及第二定律。 7某熱機(jī)循環(huán)中，工質(zhì)從熱源（T1=2000K）得到熱量Q1，對外作功W0=1500J，并將熱量Q2=500J排至冷源（T2=300K），試判斷該循環(huán)為： （1）可逆循環(huán)；（2）不可逆循環(huán)；（3）不可能實現(xiàn)。 8自發(fā)過程的特點是： （1）系統(tǒng)熵必然減少；（2）需伴隨非自發(fā)過程才能進(jìn)行； （3）必為不可逆過程；（4）必為可逆過程。 五、問答

34、題1熱連續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ臈l件是什么？轉(zhuǎn)變的限度是什么？ 2利用孤立系統(tǒng)熵增原理，證明熱量是自發(fā)地由高溫物體傳向低溫物體。 3比較循環(huán)熱效率公式t=1-Q2/Q1與t=1-T2/T1的適用條件。 4第二類永動機(jī)與第一類永動機(jī)有何不同？ 5理想氣體的絕熱自由膨脹過程中系統(tǒng)與外界沒有交換熱量，為什么熵增大？ 6熱力學(xué)第二定律能否表達(dá)為：“機(jī)械能可以全部變?yōu)闊崮?，而熱能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能。”? 六、計算題1有一卡諾循環(huán)工作于600及40兩個熱源之間，設(shè)每秒鐘從高溫?zé)嵩次鼰?00kJ。求： (1) 卡諾循環(huán)的熱效率； (2) 循環(huán)產(chǎn)生的功率； (3) 每秒鐘排向冷源的熱量。 2某動力循環(huán)工作于溫度為100

35、0K及300K的兩熱源之間，循環(huán)為1-2-3-1，其中1-2為定壓吸熱過程，2-3為可逆絕熱過程，3-1為定溫放熱過程。點1的參數(shù)是p1=1MPa，T1=300K，點2的參數(shù)T2=1000K，工質(zhì)為1kg，cp=1.01kJ/（kg.K）。求循環(huán)熱效率及循環(huán)功。 3某可逆循環(huán)，熱源溫度為1400K，冷源溫度為60，若Q1=5000kJ。求： （1）高溫?zé)嵩?、冷源的熵變化量?（2）由兩個熱源組成的系統(tǒng)的熵變化量。 4某動力廠，熱源T1=1650K，冷源T2=300K，求從熱源放熱800kJ中有多少變?yōu)樽畲蟮难h(huán)功？若此熱量先傳給T1=832K的熱源，問每800KJ的熱量中還有多少變?yōu)樽畲蟮难h(huán)

36、功？若將此廠視為一孤立系，則在不等溫傳熱中系統(tǒng)熵增量及產(chǎn)生的不可逆損失各是多少？ 5某火力發(fā)電廠的工質(zhì)從溫度為1800的高溫?zé)嵩次鼰?，并向溫度?0的低溫?zé)嵩捶艧幔嚧_定： （1）按卡諾循環(huán)工作的熱效率； （2）輸出功率為100000kW，按卡諾循環(huán)工作時的吸熱量和放熱量； （3）由于內(nèi)外不可逆因素的影響，實際循環(huán)熱效率只有理想循環(huán)熱效率的45%。當(dāng)輸出功率維持不變時，實際循環(huán)中的吸熱量和放熱量。 6某熱機(jī)在T1=1800K和T2=450K的熱源間工作，若每個循環(huán)工質(zhì)從熱源吸熱1000kJ，試計算：（1）循環(huán)的最大功？（2）如果工質(zhì)在吸熱過程中與高溫?zé)嵩吹臏夭顬?00K，在放熱過程中與低溫?zé)嵩?/p>

37、的溫差為50K，則該熱量中傳熱溫差，并由于摩擦使循環(huán)功減小10kJ，則熱機(jī)的熱效率變?yōu)槎嗌伲?7如果室外溫度為-10，為保持車間內(nèi)最低溫度為20，需要每小時向車間供熱36000kJ，求：（1）如采用電熱器供暖，需要消耗的電功率是多少？（2）如采用熱泵供暖，則供給熱泵的電功率至少是多少？并比較兩種供熱方式哪種更節(jié)能？ 第五章 水蒸氣一、填空題1.水蒸氣的定壓形成過程可分為以下三個階段：階段、階段和階段。 2.未飽和水的定壓預(yù)熱階段所加入的熱量叫熱，等于的焓減去的焓，也可用水的乘以得到。 3.飽和水的定壓汽化階段所加入的熱量叫熱，等于的焓減去的焓，也可以用公式計算。 4.干飽和蒸汽的定壓過熱階段所

38、加入的熱量叫熱，等于的焓減去的焓。 5.汽化方式有和兩種，任何溫度下均可發(fā)生的汽化叫，在飽和溫度下液體表面和內(nèi)部同時發(fā)生的劇烈汽化叫，鍋爐中水汽化主要是方式。 6. x=0的定干度線可稱為線（或線），x=1的定干度線又稱為線（或線）。 7.水的加熱汽化過程在p-v圖和Ts圖上所表現(xiàn)的相變規(guī)律可歸納成：一點(點)、 兩線(線、線) 、三區(qū)(區(qū)、區(qū)區(qū)) 、五態(tài)(、)。 8水和水蒸氣的熱力性質(zhì)表有和兩種。 9飽和水吸熱變?yōu)楦娠柡驼羝倪^程中和均不變。 10蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的膨脹可近似看作為過程，如果不考慮摩擦及其它不可逆損耗，可認(rèn)為這是一個過程。 11.水蒸氣在汽輪機(jī)中絕熱膨脹作功后，壓力將，溫度將，

39、比體積將。 二、名詞解釋1. 飽和狀態(tài) 2. 飽和蒸汽 3. 飽和水 4. 未飽和水 5. 蒸發(fā) 6. 沸騰 7. 濕飽和蒸汽 8. 過熱蒸汽 9. 干度 10. 飽和濕空氣 11. 未飽和濕空氣 12. 絕對濕度 13. 相對濕度 14. 露點 三、判斷題1過熱蒸汽的溫度一定高于濕蒸汽的溫度。 2未飽和水的溫度一定很低。 3水蒸汽的溫度高于臨界溫度時，單靠增加壓力不可能使其液化。 4確定濕蒸汽的狀態(tài)必須知道干度。 5在水的臨界點，水與水蒸汽具有相同的性質(zhì)。 6在水和水蒸氣的熱力性質(zhì)表中能夠直接查出濕蒸汽的狀態(tài)參數(shù)。7在水蒸氣的實用h-s圖上能夠查出未飽和水的狀態(tài)參數(shù)。 8濕蒸汽的干度可以大于

40、1，可以等于1，也可以小于1。 9電廠汽包內(nèi)的蒸汽是過熱蒸汽。 10超臨界壓力的鍋爐設(shè)備中是不需要設(shè)置汽包的。 11當(dāng)壓力升高，飽和溫度也升高了，故飽和蒸汽的比體積將增大。 12已知濕蒸汽的壓力和溫度，就可以確定其狀態(tài)。 四、選擇題1液體在汽化階段的溫度將： （1）升高；（2）不變；（3）降低。 20.1MPa時水的飽和溫度是99.64，問下列屬過熱蒸汽狀態(tài)的是： （1）0.2MPa，104；（2）0.08MPa，99.64；（3）0.1MPa，99。 3電廠汽包內(nèi)的蒸汽狀態(tài)是： （1）干飽和蒸汽；（2）濕飽和蒸汽；（3）過熱蒸汽。 4實用h-s圖上不能查出水蒸汽參數(shù)的狀態(tài)是： （1）干飽和蒸

41、汽；（2）過熱蒸汽；（3）飽和水。 5下列哪種狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)不能在水蒸汽表中直接查出： （1）飽和水；（2）過熱蒸汽；（3）濕蒸汽。 6當(dāng)水蒸汽的壓力升高時，h-h的值將： （1）減小；（2）不變；（3）增大。 7鍋爐內(nèi)工質(zhì)的溫度等于其壓力對應(yīng)的飽和溫度時，該工質(zhì)可能為： （1）干飽和蒸汽；（2）濕蒸汽；（3）飽和水；（4）以上三種情況都有可能。 五、問答題1h-s圖上，已知壓力如何查出濕蒸汽的溫度？ 2水蒸汽的h-s圖上，定溫線愈往右愈接近水平線，為什么？ 3為什么鍋爐汽包里的排污水（高壓熱水）排放到低壓容器（連續(xù)排污擴(kuò)容器）后，部分熱水會變?yōu)檎羝?4給水泵入口處水的溫度為160，那么泵入

42、口處水在什么壓力下會汽化？為防止水泵進(jìn)口的水汽化，壓力表讀數(shù)應(yīng)維持多少？ 5露點溫度的測定對鍋爐設(shè)備的運行有什么影響？ 6有沒有400的水？有沒有20的過熱蒸汽？ 7為什么不能由t和p確定飽和狀態(tài)的水和水蒸氣的其它參數(shù)？ 8為什么冬季的晴天雖然氣溫很低但曬衣服容易干，而夏季悶熱潮濕天氣則不易干？ 9用什么方法可使未飽和濕空氣變?yōu)轱柡蜐窨諝?？如果?0時的飽和濕空氣在定壓下加熱到30，它是否還是飽和濕空氣？ 六、計算題1確定下列每一種參數(shù)下水和蒸氣所處的狀態(tài)： （1）p=101.3kPa和T=280K； （2）p=350kPa和v=0.37m3/kg； （3）T=300K和v=35m3/kg；

43、（4）p=500kPa和v=0.45m3/kg.2給水在210下送入鍋爐，在定壓10MPa下加熱成550的過熱蒸汽。試求： （1）分別求出液體熱和過熱熱；（2）1kg水吸收的總熱量。 3p1=9MPa、t1=500的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)可逆絕熱膨脹到p2=0.005MPa。求1kg蒸汽所作的技術(shù)功是多少？并作出hs圖。 4溫度為120的水進(jìn)入鍋爐，定壓下加熱成p=1.5MPa，x=0.98的蒸汽，鍋爐蒸發(fā)量為4000kg/h，燃料發(fā)熱量為41868kJ/kg，鍋爐效率為79，求每小時燃料消耗量。5汽輪機(jī)功率為50000kW，每小時消耗蒸汽237.5噸。汽輪機(jī)排汽壓力為0.004MPa，x=0.88。

44、在凝汽器內(nèi)定壓冷卻成凝結(jié)水，冷卻水溫由15升至25，求每小時冷卻水的質(zhì)量流量為多少？ 6蒸汽在p1=3MPa，x1=0.95的狀態(tài)下進(jìn)入過熱器定壓加熱成過熱蒸汽，然后進(jìn)入汽輪機(jī)絕熱膨脹到p2=0.01MPa，x2=0.88。求1kg蒸汽在過熱器內(nèi)吸收的熱量，并作出hs圖。 7利用水蒸氣表，判定下列各點的狀態(tài)，并確定其h及v值。 （1）p1=2MPa，t1=300；（2）p2=9MPa，v2=0.017m3/kg； （3）p3=0.5MPa，x3=0.9； （4）p4=1.0MPa，t4=175（5）p5=1.0MPa，v5=0.2404m3/kg。 8已知濕蒸汽的壓力為0.15MPa，比體積為

45、0.932m3/kg，求濕蒸汽的干度、焓和熵。 9已知汽輪機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)為：p=8.35 MPa，t=535，試?yán)盟魵獾膆-s圖確定水蒸氣的其它狀態(tài)參數(shù)。 10利用水蒸氣的h-s圖確定水蒸氣處在p=0.1MPa和s=7.13kJ/(kg.K)狀態(tài)下的t、h和v。 11鍋爐進(jìn)口的給水溫度為170，壓力為3.5MPa，出口蒸氣溫度為535，鍋爐的產(chǎn)汽量為130t/h，試確定每小時在鍋爐內(nèi)水變成水蒸氣所吸收的熱量。 12汽輪機(jī)進(jìn)口的蒸汽壓力為p1=7MPa，溫度為t1=500，出口的蒸汽壓力為p2=0.02MPa。蒸汽流量為qm=2.52kg/s，設(shè)蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)進(jìn)行定熵膨脹過程，試求汽輪機(jī)產(chǎn)生的

46、功率。 第六章 蒸汽動力循環(huán)一、填空題1火電廠中，完成朗肯循環(huán)的四個設(shè)備是、和。 2相同參數(shù)下，回?zé)嵫h(huán)與朗肯循環(huán)相比，汽耗率，給水溫度，循環(huán)熱效率，排汽干度，1kg蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)作功。 3相同參數(shù)下，再熱循環(huán)與朗肯循環(huán)相比，當(dāng)采用最佳再熱參數(shù)時，汽耗率，循環(huán)熱效率，排汽干度，1kg蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)作功。 4衡量熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)是循環(huán)和能量。 5減少凝汽式電廠冷源損失的有效辦法是采用。 6機(jī)組每發(fā)出電時所消耗的蒸汽量稱為汽耗率。 7多級抽汽回?zé)嵫h(huán)的好處是：既能提高鍋爐給水的，又能使抽汽在汽輪機(jī)中盡可能多。 8根據(jù)供熱方式的不同，熱電合供循環(huán)所采用的汽輪機(jī)可分為兩種，即和。 9從蒸汽參數(shù)

47、考慮，提高和，降低，均可增大循環(huán)熱效率。 二、名詞解釋1再熱 2抽汽回?zé)?3熱電合供循環(huán) 4能量利用系數(shù)K 三、判斷題1在朗肯循環(huán)中，從凝汽器出來的工質(zhì)狀態(tài)是飽和水。 2實際的蒸汽動力裝置中，由于采用回?zé)嵫h(huán)后使熱效率提高，所以每千克蒸汽在汽輪機(jī)中的作功量將增加。 3再熱循環(huán)的再熱壓力越高越好。 4蒸汽動力循環(huán)采用再熱的目的是提高熱效率。 5與相同初、終參數(shù)的朗肯循環(huán)相比較，采用回?zé)嵫h(huán)后將使熱效率和汽耗率都增大。 6單級抽汽回?zé)嵫h(huán)中，回?zé)岢槠麎毫υ礁咴侥芴岣哐h(huán)熱效率。 7對蒸汽動力循環(huán)來說，汽耗率越大，則循環(huán)就越不經(jīng)濟(jì)。 8熱電合供循環(huán)中，能量利用系數(shù)K愈大，則熱電合供循環(huán)越經(jīng)濟(jì)。 9汽

48、輪機(jī)尾部蒸汽是濕飽和蒸汽。 10汽輪機(jī)的排汽壓力總是高于冷卻水溫度所對應(yīng)的飽和壓力。 四、選擇題1蒸汽動力裝置的基本循環(huán)是： （1）朗肯循環(huán)；（2）卡諾循環(huán)；（3）再熱循環(huán)。 2再熱循環(huán)的首要目的是： （1）提高熱效率；（2）提高排汽干度；（3）降低汽耗率。 3同一機(jī)組汽輪機(jī)排汽的溫度比鍋爐的給水溫度：（1）低些；（2）高些；（3）相等。 4完成朗肯循環(huán)的四大設(shè)備是： （1）鍋爐、汽輪機(jī)、除氧器、給水泵；（2）鍋爐、發(fā)電機(jī)、凝汽器、給水泵； （3）鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、給水泵；（4）鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、凝汽器。 5蒸汽動力裝置中汽輪機(jī)的排汽狀態(tài)是： （1）干飽和蒸汽；（2）濕飽和蒸汽；（3）

49、過熱蒸汽。 6抽汽回?zé)嵫h(huán)改善了朗肯循環(huán)，其根本原因在于： （1）每公斤水蒸汽的作功量增加了；（2）排汽的熱能得到了充分利用； （3）水蒸汽的平均吸熱溫度提高了；（4）水蒸汽的放熱溫度降低了。 7朗肯循環(huán)中為提高汽輪機(jī)的排汽干度，可以： （1）提高初壓； （2）提高初溫； （3）降低排汽壓力； （4）采用回?zé)帷?8蒸汽在汽輪機(jī)中發(fā)生不可逆絕熱膨脹過程后，其熵變化為： （1）熵增大；（2）熵減小；（3）熵不變。 五、問答題1為什么以水蒸汽為工質(zhì)的卡諾循環(huán)在實際蒸汽動力裝置中未被采用？ 2朗肯循環(huán)是如何針對以水蒸汽為工質(zhì)的卡諾循環(huán)無法實現(xiàn)的困難而改進(jìn)得到的？ 3分析蒸汽參數(shù)對朗肯循環(huán)熱效率的影響。 4能否不讓乏汽凝結(jié)放出熱量，而用壓縮機(jī)直接將乏汽壓入鍋爐，從而減少冷源損失，提高熱效率？ 5為什么再熱循環(huán)已成為高參數(shù)、大容量機(jī)組的必然趨勢？ 6給水回?zé)嵫h(huán)是如何從朗肯循環(huán)改進(jìn)而得到的？ 7能否在蒸汽動力循環(huán)中，將全部蒸汽抽出來用于