工程熱力學期末復習題

..工程熱力學復習題一、單項選擇題1．熱力系內工質質量若保持恒定,則該熱力系一定是。A．開口系B.閉口系C.孤立系D.不能確定〔知識點：教材P9頁1-2：熱力系統。穩定流開口系,當處于穩定狀態時,工質質量也會保持恒定。如果熱力系與外界有熱量交換,則不是孤立系,所以答案C不正確。D.不能確定2．某壓力容器,其壓力表的讀數在XX為與在XX時相比較。A．相同B.增大C.減小D.無法確定〔知識點：教材P13頁,壓力的概念,通常我們所使用的測壓計,測出的是工質的真實壓力和環境壓力之差,當真實壓力不變,而環境壓力減小時,壓差會增大。B.增大3．開口系的質量是。A．不變的B.變化的C.變化的也可以是不變的D.在理想過程中是不變的〔知識點：教材P9頁1-2：熱力系統。穩定流開口系質量不變,但非穩定流則會改變。C.變化的也可以是不變的4.準平衡過程,工質經歷的所有狀態都接近于。A.初狀態〔可以不在初狀態B.環境狀態C.終狀態〔也可以不在初狀態D.鄰近狀態〔知識點：教材P18頁1-5,偏離平衡態無窮小,隨時恢復平衡的狀態變化過程就是準靜態過程,也叫準平衡過程。準平衡過程雖然偏離平衡態無窮小,但可以偏離初始態一個較大的變化,因此答案A不正確,A不正確,那么B也不正確,準平衡過程可能是在孤立系統中發生的,這時就不會與環境狀態相接近,因此答案為DD.鄰近狀態5.一定量理想氣體從相同的初態出發分別經過不可逆過程A、可逆過程B到達相同的終狀態,則兩過程中氣體熱力學能變化。A．B．C．D．〔知識點：教材P36頁2-2,熱力學能的變化,在不考慮化學能和原子核能的情況下,只是內動能和內位能的變化。在一個從A狀態到B狀態的過程中,可以有兩種方式,一種是可逆的,一種是不可逆的,但不管過程是否可逆,當初態相同,終態相同時,系統的熱力學能的改變就是相同的。B．6.氣體在管道中可逆流動時,任何截面上的滯止焓。A.B.C.D.均相等〔知識點：教材P240-241頁7-1,滯止焓是該截面上這一點工質的焓與工質的動能之和D.均相等7.某一定量工質將2000KJ的熱量散失到周圍環境,若工質散熱時熵變化-5,這過程。A.可以發生且為可逆〔可逆過程的熵變為零B.可以發生且為不可逆C.不可能發生〔在外力作用下也可能實現,比如系統溫度高于環境溫度300KD.違反熵增原理〔如果這個過程是自發完成的,才違反熵增原理〔知識點：教材P36、162頁熱力學第一定律和第二定律。過程能否進行,主要看是否違反熱力學第一定律和第二定律,第一定律是能量守恒定律,第二定律判定過程的方向,給出了定量工質向環境散失的熱量,題目未說明,但有可能在外界對系統做功的情況下能量守恒,同時系統的熵減小,所以答案為B。如果這個過程是自發過程則不可能發生。B.可以發生且為不可逆8.剛性容器中有某種理想氣體,參數p1、V1、T1,現定溫充入另一種x氣體,使容器中的壓力升到p2,充入的氣體質量。A.B.C.D.〔知識點：教材P367頁12-1。這個問題屬于理想混合氣體的分壓定律,注意和的區別充氣過程混合氣體體積不改變,但分壓會改變,此時混合氣體的總壓力變為p2,分壓力對應于混合氣體中的分氣體物質量。B.9.循環熱效率ηt=1-T2/T1,只適用于。A．卡諾循環〔卡諾循環只是其中的一種B．兩個恒溫熱源間的可逆循環C．兩個恒溫熱源間的一切循環〔不可逆就不行D．多個熱源的可逆循環〔多個熱源,取的是熱源溫度的平均值〔知識點：教材P150頁5-3,首先多熱源的可逆循環,取的是熱源溫度的平均值,所以D不正確,循環熱效率ηt=1-T2/T1是最大熱效率,只能在可逆過程中發生,因此C不正確?？ㄖZ循環只是其中的一種,因此A不正確B．兩個恒溫熱源間的可逆循環10．氣體經不可逆流動后,滯止焓相等,滯止狀態。A．也相同B．滯止壓力相等,滯止溫度不等。C．無法確定D．不相同〔知識點：教材P240-241頁7-1,滯止焓相等,但并不表明工質的焓和動能是相同的,因此滯止狀態不相同D．不相同11．由一種x氣體與一種Y氣體組成的混合氣體,參數為p、V、T,已知其中x氣體的分壓力px,分體積Vx,混合氣體中x氣體的狀態方程。A．B．C．D．〔知識點：教材P367頁12-1。如果按分體積算,應該是總壓,所以C不正確,如果按分壓算物質量為分氣體的物質量,所以B不正確,如果既按總體積又按總壓計算,那么物質量是總物質量,因此D不正確。正確答案為A12．工質經歷任一可逆循環。A．＝0B．＞0C．＜0D．逆向循環〔知識點：教材P152頁5-4,經過一個循環,系統恢復原狀,其熵增一定為零。A．＝013.絕熱節流過程為過程。A.定焓B.定溫C.可逆D.不可逆〔知識點：教材P257頁7-6,忽略氣體動能的變化,絕熱節流前后函值相等；但如果不忽略氣體動能的改變,則絕熱前后函值不相等,因此A不正確。絕熱節流過程溫度會改變,不是定溫過程,因此B不正確；絕熱節流是不可逆過程D.不可逆14.設工質在0℃的恒溫冷源和100℃的恒溫熱源間按卡諾循環工作,若輸出功率A.80.4kJB.219.6kJC.373kJD.2238kJ〔知識點：教材P145頁5-2,按公式計算。D.2238kJ15.有一位發明家聲稱制造出一種機器,當這臺機器完成一個循環時,可以從單一熱源吸熱2000kJ,并輸出2200kJ的功,這臺熱機。A.違反了熱力學第一定律B.違反了熱力學第二定律C.違反了熱力學第一定律和熱力學第二定律D.既不違反熱力學第一定律也不違反熱力學第二定律〔知識點：教材P36、162頁熱力學第一定律和第二定律。從單一熱源吸熱做功違反熱力學第二定律,系統吸收的能量小于輸出的能量,違反熱力學第一定律C.違反了熱力學第一定律和熱力學第二定律16．由某種x氣體與某種氣體組成的混合氣體,參數為p、V、T,已知其中x氣體的分壓力px,分體積Vx,混合氣體中x氣體的狀態方程。A.B.C.D.〔知識點：教材P367頁12-1,答案D中,已知某氣體的體積和壓力,狀態方程為,其中為這種氣體的物質量,用摩爾數表示,如用這種氣體的質量表示,則由于,即所以即。D.17．工質經歷可逆循環。A.＞0B.＜0C.D.逆向循環〔知識點：教材P152頁5-4熱力學第二定律的數學表達式,這里要注意熵的定義,其中為熱源的溫度,為工質的溫度,在微元換熱過程中,過程可逆,因此熱源溫度等于工質的溫度。其中一個重要的不等式為克勞修斯不等式,但是對于一個循環,無論可逆與否,系統都將恢復到原來的狀態,因此熵增為零。C.18.卡諾循環是。A．具有可逆等溫吸熱和可逆等溫放熱的循環B．具有兩個恒溫熱源,且滿足的循環C．熱效率等于的循環D．循環中工質除了與兩個恒溫熱源換熱外,無其它熱交換的可逆循環〔知識點：教材P145頁5-4,卡諾循環的定義是由兩個絕熱壓縮、等溫吸熱、絕熱膨脹和等溫放熱所組成的一個循環,所以A不正確；卡諾循環熱源的溫度不一定是恒溫,如概括性卡諾循環,所以B也不正確；卡諾循環還有輸出功交換,因此D也不正確,正確答案為CC．熱效率等于的循環19.氣體在管道中可逆流動時,任何截面上的滯止狀態。A.均相同B.不相同C.由各斷面的確定,不一定相同D.無法比較〔知識點：教材P239頁7-1,各截面上,由于溫度不一定相同,氣體分子運動的動能也不一定相同,因此和斷面上的滯止焓和動能之和也不一定相同,因此滯止狀態不一定相同C.由各斷面的確定,不一定相同20.工質經歷不可逆循環。A.＞0B.＜0C.＝0D.逆向循環C.＝021.由氧氣O2與氮氣N2組成的空氣,其中氧氣的質量分數。A.B.C.D.〔知識點：教材P367頁12-1,混合理想氣體分壓和分體積定律,在相同的大氣壓下,體積分數等于摩爾分數,而某種氣體的質量分數應該是該種氣體的質量與混合氣體的總質量之比?；旌蠚怏w的總質量是各種氣體的摩爾分數與摩爾質量的乘積之和B.22.初、終狀態相同的任何過程,其過程中傳遞的熱量。A.相等B.C.均為D.T-S圖面積均相等〔知識點：教材P36頁熱力學第一定律,不管過程是如何的,狀態如何,必須尊守能量守恒。初終態相同,對于可逆過程和不可逆過程,其傳遞的熱量是不相同的,所以A不正確；同時也就否定了C和DB.23.任何熱力過程中,理想氣體的熱力學能的變化量都可以表示為。A.B.C.D.〔知識點：教材P73頁3-3。在定容過程中,膨脹功為零,熱力學能變化與過程熱量相等；在定壓過程中技術功為零,因此焓的變化量與過程熱量相等,因此B是計算的焓的變化量。答案C中包含有技術功,所以不正確,答案D也是焓變化,因此正確答案為AA.24.系統完成一個不可逆循環時,系統的熵變。A.小于0B.大于0C.等于0D.不確定〔知識點：系統完成一個循環,熵變為零C.等于025．下列熱力系統中與外界既無物質交換又無能量交換的是。A．開口系統B．絕熱系統C．閉口系統D．孤立系統D．孤立系統26．任何熱力過程中,理想氣體的焓變化量都可以表示為。A．B．C．D．〔知識點：教材P73頁3-3。參見23題B．27．理想氣體在一個帶活塞的氣缸中膨脹,若容器與外界絕熱,則氣體的溫度。A．降低B．升高C．保持不變D．無法確定〔知識點：熱力學第一定律,絕熱過程,系統熱力學能的減少等于對外所做的功,熱力學能的減少,表明系統溫度降低。A．降低28．一定量氣體置于剛性氣缸內,在某一過程中外界對熱力系統作功60kJ,熱力系統從外界吸熱20kJ,則熱力系統的熱力學能為。A．40kJB．60kJC．－40kJD．80kJ〔知識點：熱力學第一定律的第一表達式,,但這里要注意做功的正負號,吸熱的正負號。系統對外做功是正功,外界對系統做功為負功；系統從外界吸收熱量,取正值,系統向外界放熱取負值。D．80kJ29．設工質在300K的恒溫冷源和1200K的恒溫熱源間按卡諾循環工作,每小時吸收熱量20kJ,則放出熱量。A．2.5kJB．5kJC．10kJD．15k〔知識點：熱力學第二定律和卡諾定理。先計算卡諾循環的效率,再由得到B．5kJ30．容器內工質的壓力將隨測壓時的地點不同而。A．增大B．減小C．不變D．無法確定〔知識點：教材P13頁,壓力的概念,通常我們所使用的測壓計,測出的是工質的真實壓力和環境壓力之差,當真實壓力不變,而環境壓力減小時,壓差會增大,但容器內工質的絕對壓力不變。C．不變31．邁耶公式,適用于。A．理想氣體,但要求定值比熱容B．理想氣體,是否定值比熱容不限C．任何氣體,但要求定值比熱容D．任何氣體,是否定值比熱容不限〔知識點：教材P66頁3-2。在公式的推導過程中假定了理想氣體的分子間無作用力,不存在內位能,熱力學能只包含取決于溫度的內動能,因此邁耶公式適用于理想氣體,但比熱容是溫度的函數,可以隨溫度變化,因此答案是BB．理想氣體,是否定值比熱容不限32．某設備管道中的工質為60mmHg,設大氣壓力為80kPa,此壓力在其壓力測量表計上讀數為。A.72kPaB.86.67kPaC.130kPaD.30kPa〔知識點：教材P15頁1-3,注意壓力單位換算,表1-1A.72kPa33．平衡狀態就是。A．均勻狀態 B．穩定狀態C．與外界不存在任何勢差的狀態D．不隨時間變化的狀態〔知識點：教材P16頁1-4,一個熱力系統,如果在不受外界影響的條件下系統的狀態始終保持不變,這種狀態稱為平衡狀態。答案A,非均勻狀態同樣可達到平衡,如氣液兩相的平衡；答案B,穩定狀態可能需要外界提供的能量維持,如兩個不同溫度熱源之間的金屬棒中的傳熱過程,此時經過一個比較長的時間后,各點的溫度是穩定不變的；答案D,穩定開口系的狀態就不隨時間變化,因此正確答案為B,此時系統即不受外界影響。C．與外界不存在任何勢差的狀態34.3kg理想氣體,從初態25℃,p1＝1MPa,定壓膨脹至p2＝0.1MPa,然后又經定容加熱至t3＝25℃,氣體經1－2－A． B．C．D．〔知識點：教材P36頁2-2,熱力學能的變化,在不考慮化學能和原子核能的情況下,只是內動能和內位能的變化,因此熱力學能只是溫度的函數,兩個狀態的溫度相同,因而熱力學能沒有改變。D．35．可逆穩定流動能量方程可表示為。A． B.C.D.〔知識點：教材P47頁2-6,熱力學第一定律的第二表達式。A．36．理想氣體在一個帶活塞的氣缸中被壓縮,若容器與外界絕熱,則氣體的溫度。A．降低B．升高C．保持不變D．無法確定〔知識點：熱力學第一定律,此時熱量為零,外界對系統做負功,系統的熱力學能增大,因此溫度升高B．升高37．某理想氣體經輸氣管向絕熱、真空的剛性容器充氣。若充氣時輸氣管中的氣體參數保持不變,cp、cV為定值,則氣體充入容器后其溫度將。A．升高B．降低C．不變D．無法確定A．升高38．某一定量工質將2000KJ的熱量散失到周圍環境,環境溫度為300K,若工質散熱時熵的變化為－7,則該過程。A．可以發生且為可逆過程B．可以發生且為不可逆過程C．不能發生D．無法確定能否實現〔知識點：該過程不違反熱力學第一定律,因此可以發生,但此時,過程的熵減小,表明不可自發產生,同時不可逆。由于不知道另一個熱源的溫度,因此不能判過程能否進行。D．無法確定能否實現39．一個熱力系統與外界既有物質交換,又有能量交換,則該熱力系統可能是。A．閉口系 B．開口系C．絕熱系D．開口系或絕熱系〔知識點：開口系可以成為絕熱系和非絕熱系。絕熱系也可以通過工質的流動實現能量的交換D．開口系或絕熱系40．可逆過程一定是。A.工質能回復到初態的過程B.非平衡過程C.準平衡過程D.存在著損耗的準平衡過程〔知識點：教材P21頁1-5,可逆過程首先應該是準平衡過程,應滿足熱的和力的平衡,同時過程中不應有任何形式的耗散效應。C.準平衡過程41.2kg理想氣體,從相同的初態出發分別經過不可逆過程A、可逆過程B到達相同的終狀態,則兩個過程中理想氣體的焓變化量。A.B.C.D.〔知識點：教材P40頁2-4,,此時熱力學能的變化是相同的,但可逆過程中,推動功最小,因此不可逆過程的焓變大于可逆過程焓變。C.42．適用于。A.任意氣體、閉口系統、任意過程B.實際氣體、開口系統、可逆過程C.理想氣體、閉口系統、可逆過程D.任意氣體、開口系統、任意過程〔知識點：教材P42頁2-5。這是熱力學第一定律的第一表達式,在推導過程中沒有任何的假設條件,對閉口系普遍適用,可以是可逆過程也可以是不可逆過程A.任意氣體、閉口系統、任意過程二、選擇題三、填空題1.摩爾常數R與氣體種類有關,與狀態無關。2.熵產就是由耗散熱產生的熵增量。3.臨界壓力比是流速達到當地聲速時,工質的壓力與滯止壓力之比,它僅與工質有關。4.1kg氧氣,初始狀態為、,經定壓過程加熱到,按定值比熱容計算,其技術功wt＝0kJ/kg。5.氧氣和氮氣的混合物為2m3,壓力為0.1MPa,其中氧氣的分體積為0.6m3,則氮氣分壓力為0.07MPa。6.只要有2個獨立的狀態參數即可確定簡單可壓縮系的1個平衡狀態。7.臨界壓力比是工質的壓力與滯止壓力之比,它僅與工質有關。8.在熱力學中,人為劃定的一定范圍內的研究對象稱為熱力系統。9.狀態參數坐標圖上的一點表示熱力系統的一個確定的平衡狀態。不可能發生使孤立系統總熵減少的過程,理想可逆情況也只能使孤立系統總熵等于零。10.某理想氣體在定壓下從初溫加熱到,并作了容積變化功,該氣體的為0.272kJ/<kg·K>。定壓過程技術功為零,焓變化量與過程熱量相等,即由熱力學第一定律,定壓過程,于是11．1kmol的各種氣體在同溫同壓下所占的體積均相同。12．能量從一個物體傳遞到另一個物體可有做功和傳熱兩種方式。13．等溫壓縮是壓縮氣體最有利的方式。14．相互接觸的物體,若它們處于熱平衡,則它們的溫度必相等。15．氣體常數Rg與氣體種類有關,與狀態無關。16．在熱力學中,熱力系統和外界之間完全沒有熱量交換的研究對象稱為絕熱系統。17．N2和O2的混合物為2m3,壓力為0.5MPa,其中N2的分體積為1.4m3,則O2的分壓力0.15MPa。18．在熱力學中,人為劃定的一定范圍內的研究對象稱為系統,周圍的物體稱為環境。19．聲速是狀態參數,與氣體的性質及其狀態有關。20．1kg工質流入熱力系統時,系統獲得的總能量是熱力學能與推動功之和。21.在熱力學中,人為劃定的一定范圍內的研究對象稱為系統。22.卡諾循環在300K、1200K熱源間工作,每小時吸收熱量20kJ,向冷源排出熱量5kJ。23.逆向卡諾循環過程中功和熱量的計算式與正向卡諾循環相同,只是傳遞方向相反。24.氣體的初態為,,在定值的條件下膨脹到,則氣體的技術功為346.574kJ。〔技術功為四、名詞解釋題五、判斷題1.平衡狀態就是與外界不存在任何勢差的狀態。T〔在不受外界影響的條件下,系統的狀態始終保持不變。2.若實施等溫壓縮生產高壓氣體,可不必采用多級壓縮、級間冷卻的方法避免容積效率下降。F3.工質經一個不可逆絕熱過程后,熵一定不變。F〔熵一定大于零4．任何狀態都可以用熱力狀態坐表圖上的點來表示。T5.熱力系與外界既有質量交換,又有能量交換的一定是開口系。T6.工質經歷一可逆循環,其,而工質經歷一不可逆循環,其。F7.漸縮型噴管的流速只能小于、等于聲速。T8.不可逆過程可以自發進行。T9.開口系統不可能是絕熱系統。F10.絕熱過程中閉口系的熵通?？偸菧p小的,極限情況時不變。F