工程热力学习题课
(×)
任何气体经过绝热节流后,温度必然降低。
( ×)
绝热节流的温度效应可用一个偏导数来表征,这个量称为焦耳-汤姆
逊系数。它是一个状态的单值函数。实际气体节流后温度可能升高、
降低或不变。
(√ )
21
例5. 用稳流能量方程分析锅炉、汽轮机、压气机、冷凝器 的能量转换特点,得出对其适用的简化方程。
解:锅炉: q h 汽轮机: wt h 压气机: wt h 冷凝器: q h
2、第一类永动机是不可能制成的。 数学表达式: 进入系统的能量-离开系统的能量=系统储存能量的增量
20
例4判断题
热力学第一定律适用于任意的热力过程,不管过程是否可逆。 (√ )
热量不可能从低温热源传向高温热源;
(× )
稳定流动系统与外界交换的功和热量相等且不随时间而变。 (×)
稳定流动系统进出口工质的状态相同。
24
第四章理想气体的热力过程及气体压 缩
25
例1填空题
(1)对于理想气体,du cV dT , dh cpdT,它们的适用条件分别 是 理想气体的任何过程 。
实际上, du cV dT 也适用于实际气体的定容过程; dh cpdT也适用于实际气体的定压过程。
2
(2)可逆过程中膨胀功计算式为 w pdv ,技术功的计算
例6.工质及气缸、活塞组成的系统经循环后,系统 输出功中是否要减去活塞排斥大气功才是有用功?
不需要减去
循环过程不需要考虑,注意循环。
6
例7选择题
(1)( C )过程是可逆过程 A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的 C.没有摩擦的准平衡的 D.没有温差的
(2)下列系统中与外界不发生能量交换的系统是( B ) A 绝热系统 B 孤立系统 C 闭口系统 D A+B
(6)混合气体由氮气和二氧化碳组成,已知氮气的质量成分为0.72, 则混合气体的平均气体常数Rg= 0.267kJ / (kgK),平均摩尔质量 M= 31.1103 kg / mo。l
14
例6选择题
(1)气体常量Rr( A ) A.与气体种类有关,与状态无关 C.与气体种类和状态均有关
B.与状态有关,与气体种类无关 D.与气体种类和状态均无关
61.16
m3
气体p,T 改变,容积改变,故以V 作物量单位, 必与条件相连。
任何气体,只要压力很低,都可以作为理想气体。有时尽管 并不知道气体常数,但气体常数只与气体种类有关而与气体的状 态无关,所以常常可以利用在标准状态和使用状态的状态方程式 消去未知的气体常数。
17
第三章热力学第一定律
18
(2)由理想气体混合物分压力和分容积定义可以得到( D ) A、pVi miRT ; B、piV ni RT ; C、pivi RiT ; D、pVi piV
(3)对比态状态方程的形式是 ( D ):
A、
; B、
; C、 ; D、
15
例7.煤气表上读得煤气消耗量是68.37 m3,使用期间煤气 表的平均表压力是44 mmH2O,平均温度为17 ℃,大气平均压 力为751.4 mmHg,求:
A.wc增大, ηv减小
B.wc不变, ηv减小
C.wc不变, ηv不变
D.wc减小, ηv减小
wc
n
n
1
RgT1
n1 n
1
v
1
p2 p1
1
n
1
为增加比, 为余隙容积百分比。
27
例3判断题
(1)可逆绝热过程即等熵过程;反之,等熵过程必为可逆绝热
过程。
(√ )
ds q T
(2)系统经历一个可逆定温过程,由于温度没有变化,故该系
5
例5.经历一个不可逆过程后,系统能否恢复原来状态?包 括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态? 经历一个不可逆过程后,系统可以恢复原来状态,它将导 致外界发生变化。包括系统和外界的整个大系统不能恢复 原来状态。
可逆过程:如果系统完成某一热力过程后,再沿原来路径逆向进行时,能使系统和外界都 返回原来状态而不留下任何变化。
统工质与外界没有热量交换。
(× )
(3)在理想气体定温压缩过程中,压气机消耗的轴功全部转化
成热能向外界放出。 H2 H1 Ws,T QT
(√)
(4)绝热压缩过程中消耗的轴功一部分用于增加气体的焓,一
例2.填空题
(1)能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。 (2)绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 (3)孤立系是指系统与外界既无 能量 交换也无 质量 交换的热力系。 (4)热力系在不受外界影响的条件下,系统的状态能够始终保持不变, 这种状态称为 平衡状态 ( 平衡状态还是稳定状态 ) (5)实现可逆过程的条件是: 过程是准静态过程;过程中不存在好散效应。 (6)测得容器的表压力为75KPa ,大气压力为0.098MPa ,则容器内 的绝对压力为 173 kPa 。 (7)已知当地大气压为0.1MPa,一压力容器中被测工质的压力为50kPa, 此时,该工质的测量应选用 真空计 (填真空计或压力表)测压计。
26Leabharlann 例2选择题(1)已知一理想气体可逆过程中,wt=w,此过程的特性为 u 0
( B)
h 0
A.定压
B.定温 C.定体
D.绝热
(2)把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压,经 ( A )过程气体终温最高。 A.绝热压缩 B.定温压缩 C.多变压缩 D.多级压缩
(3)活塞式压气机的余隙容积增大使( B )
ws h1 h2
ws h2 h1
在汽轮机中所作的轴功等于工质的焓降 压气机绝热压缩消耗的轴功等于压缩气体焓的增加
22
例6.填空题
(1)流动工质进入开口系带入的能量有
u1
p1v1
1 2
c2f 1
gz1
,
推动功为 p1v1 。工质流出开口系时带出的能量
为 ,推动功为 。 u2
p2v2
1 2
c2f 2
4
例3.闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定,那 么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?
不一定,稳定流动系统内质量也保持恒定。 例4.有人认为开口系统内系统与外界有物质交换,而物质 又与能量不可分割,所以开口系统不可能是绝热系。对不 对,为什么?
不对,绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界 进行传递(传热量),随物质进出的热能(准确 地说是热力学能)不在其中。
阿伏伽德罗定律
10
例2.对于确定的一种理想气体,cp–cv是否等于定值? cp/cv是否为定值?cp–cv、cp/cv是否随温度变化? cp–cv=Rg,等于定值,不随温度变化。cp/cv不是定值,将 随温度发生变化。
知识点:梅耶公式以及比热容比,
以单原子、双原子、多原子气体为
例认知
11
例3.实际气体性质与理想气体性质差异产生的原因是什么? 在什么条件下才可以把实际气体作理想气体处理?
( ×)
(5)气体膨胀时一定对外作功;
(× )
8
第二章气体的热力性质
9
例1.气体的摩尔体积Vm是否因气体的种类而异?是否因所处 状态不同而异?任何气体在任意状态下摩尔体积是否都是 0.022414m3/mol?
气体的摩尔体积Vm不因气体的种类而异。所处状态发生 变化,气体的摩尔体积也随之发生变化。任何气体在标准 状态(p=101325Pa,T=273.15K)下摩尔体积是 0.022414m3/mol。在其它状态下,摩尔体积将发生变化。
B Q=0 , ΔU>0 , W<0 D Q=0 , ΔU=0 , W=0
(3)闭口系能量方程为( D ) A.Q+△U+W=0 B.Q+△U-W=0 C.Q-△U+W=0 D.Q-△U-W=0
(4)理想气体绝热流经节流阀,节流后稳定截面处的焓值( C ) A. 升高; B. 降低 ; C. 不变; D. 无法确定
例8判断题
(1)如果容器中气体压力保持不变,那么压力表的读数一定也保持
不变;
( ×)
(2)压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。 ( × ) (3)可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。( √ )
(4)由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程,故从本质上说属
于可逆过程。
。 为mH2 小于 mO2
7
(3)双原子理想气体的定值比热容 cp为 2 R0 。
(4)理想气体的热力学能是温度的 单值 函数
(5)气体常数Rg与气体种类 有 关,与状态 无 关。通用气体 常数R与气体种类 无 关,与状态 无 关。在SI制中R的数值 是 8.314 ,单位是 J / mol K 。
差异产生的原因就是理想气体忽略了分子体积与分子间作 用力。当p→0时,实际气体成为理想气体。实际情况是当实 际气体距离其液态较远时,分子体积与分子间作用力的影响 很小,可以把实际气体当作理想气体处理。
12
例4.压缩因子Z的物理意义怎么理解?能否将Z当作常数处理? 答:由于分子体积和分子间作用力的影响,实际气
例1.热力学能就是热量吗?
不是。热力学能是工质的状态参数,是工质的性 质,是工质内部储存能量,是与状态变化过程无 关的物理量。热量是工质状态发生变化时通过系 统边界传递的热能,其大小与变化过程有关,热 量不是状态参数。
19
例2热力学第一定律的实质是什么?写出数学表达式。
热力学第一定律的实质就是能量守恒与转换定律在热力学上的 应用。 它的文字表达形式有多种: 例如:1、在孤立系统中,能的形式可以转换,但能的总量不变;
23
例6选择题
(1)一绝热刚体容器用隔板分成两部分,左边盛有高压理想气体,