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大学课程考试试卷
2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式g
v p R c c =-。
……（ × ）
3. 不可逆过程不能T-s 图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。
………… （ × ）
4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。
………………………（ × ）
5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过程是否可逆，有无耗散效应。
……………………（ √ ）
6. 自发过程都是不可逆过程，非自发过程都是可逆过程。
…………………（ × ）
7. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。
……………（ × ）
8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。
…………………………（ × ）
9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。
………………………………………（ √ ） 10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。
…………………………（ √ ） 三、选择题（每小题2分，共20分）
1. 理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（ B ）。
A.热力学能；
B.熵；
C.压力；
D.温度 2. ⎰
+∆=pdv u q 适用于 （ B ） A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程
C 理想气体一切过程
D 理想气体准静态过程
3. 下面参数中，量纲不相同的有（ B ）
A. 比热容
B. 比焓
C. 质量气体常数
D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（ C ）。
A.空气作功量大于其热力学能增量；
B.空气作功量等于其热力学能增量；
C.空气作功量小于其热力学能增量；
D.无法确定 5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大？（ A ）。
A. 100ºC ，20bar ；
B. 200ºC ，10bar ；
C. 100ºC ，10bar ；
D. 150ºC ，15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作，其输入功W 为25kJ ，从冷源吸热量Q ,2为110kJ ，此制冷机是（ C ）。
A.可逆的；
B.不可逆的；
C.不可能的；
D.可逆或不可逆的 7.工质不可逆稳态稳流经某控制容积，则此控制容积，则：（ B ）。
A.储能不变，熵增大
B.储能不变，熵不变
C.储能增大，熵增大
D.储能增大，熵不变
8. 理想气体进行了一个降温，升压的多变过程，则多变指数n 满足：( B )
A. n >k ；
B.n <k ；
C.n =k D 不能确定 9. 系统经过不可逆循环过程后，其熵变 ( B )
A.大于0；
B.等于0；
C.小于0；
D.不定
10. 在密闭门窗的房间，有一台启动的冰箱，将冰箱门打开，经一段时间运行，则室温度将（ B ）
A.降低；
B.升高；
C.不变；
D.不定 四、简答题（共15分）
1. 某理想气体经历了下述循环：某理想气体经历了下述循环：（I ）等容吸热，压强从P1升高到P2；（II ）可逆绝热膨胀，压强从P2又回到P1；（III ）等压压缩，体积又回
到循环的初始值，分别在p-v 图及T-s 图上画出这个循环。
（5分） 答：
P 0
T
S
2. 热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达式。
（5分） 答：热力学第一定律实质上就是能量守恒与转换定律，即热力过程中参与转换和
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传递的能量在数量上是守恒的。
其表达式为dE iso =0。
对于常用的闭口系和稳定流动开口系其表达式为q=Δu+w 和q=Δh+1/2Δc f 2+g Δz+w s =Δh+w t 。
热力学第二定律实质上揭示了热力过程的方向、条件和限度，揭示了能量品质的高低。
只有同时满足热力学第一定律和第二定律的过程才能实现。
其表达式为
dS iso ≥0、0
≤⎰T
q
δ或
⎰
≥∆T
q
s δ。
3. 压气机高压缩比时为什么采用多级压缩中间冷却方式？（画p-v 图说明）
答：采用多级压缩、中间冷却，有如下一些好处：
1）可降低排气温度 2）可减少压气机耗功量 3）对于活塞式压气机可提高压气机的容积效率
五、计算题（共40分）
1. 设气缸中1kg 空气（可作理想气体处理）经历一可逆多变过程从初态t 1=27℃、p 1=0.1Mpa 压缩到终态p 2=1MPa ，其多变指数n=1.3。
设空气的比热容为定值。
求过程的膨胀功、技术功、热量和能变化量、熵变、焓变。
在p-v 图上画出该过程，并表示出膨胀功、技术功。
（该气体的气体常数R g =0.287kJ/(kg ·K)、绝热指数k =1.4)（10分） 解：
1
2211n n T p T p -⎛⎫= ⎪⎝⎭ 1 1.311.3
22111(27327)*510.40.1n n
p T T K p --⎛⎫⎛⎫==+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
1211
*()1**0.287*(300510.4)201.31 1.31
g W m R T T KJ n =-=-=---
1.3*(201.3)261.69t W nW KJ ==-=-
21()1*0.717*(510.4300)150.8568v U mc T T KJ ∆=-=-=
150.8568(210.3)59.4432Q U W KJ =∆+=+-=- 21()1*1.005*(510.4300)211.452p H mc T T KJ ∆=-=-=
2211510.41ln ln 1*1.005ln 0.287ln 0.127/3000.1p g T P S m c R KJ K T P ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫
⎛⎫⎛⎫∆=-=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝
⎭P
0 2. 一个储气罐从压缩空气总管充气，总管压缩空气参数恒定，压力为1000kPa ，
27℃。
充气开始时，储气罐为真空，求充气终了时罐空气的温度。
设充气过程（10分）
δQ =d(m·u )+(h out +c 2fout +gz out )δm out -(h in +c 2fin +gz in ) δm in +δW s
由于储气罐充气过程为绝热过程，没有气体和功的输出，且宏观能差值和重力位δQ =0，δm out =0，(c 2fin +gz in )δm in =0，δW s =0，δm in =d m ，故有：
d(m·u )=h in ·d m
经积分可得：m·u = h in ·m ⇒u = h in ⇒T 2= h in /c v = c p T in /c v =1.4×300=420K
3. 一活塞气缸装置中的气体经历了2个过程。
从状态1到状态2，气体吸热500kJ ，
活塞对外做功800kJ 。
从状态2到状态3是一个定压的压缩过程，压力为p=400kPa ，气体向外散热450kJ 。
并且已知U1=2000kJ ，U3=3500kJ ，试计算2-3过程中气体体积的变化。
（10分）
解：W 23=p 2(V 3-V 2) 求出W 23，则可求出V 3-V 2 对于过程1-2， ΔU 12=U 2-U 1=Q 12-W 12 所以U 2 =Q 12-W 12+U 1=500-800+2000=1700kJ 对于过程2-3，有
W 23= Q 23-ΔU 23= Q 23-（U 3- U 2）=-450-（3500-1700）=-2250kJ 所以 ΔV 23=V 3-V 2= W 23/ p 2=-2250kJ/400kPa= -5.625 m 3
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4. 已知A 、B 、C 3个恒温热源的温度分别为500K ，400K 和300K ，有可逆机在这3个热源间工作。
若可逆机从A 热源净吸入3000kJ 热量，输出净功400kJ ，试求可逆机与B 、C
解：W Q Q Q C B A +=+
0=+--=
∆C
C
B B A A iso T Q T Q T Q S 代入数据：
4003000+=+C B Q Q
0300
4005003000=+--C B Q Q 解得：3200-=B Q 600-=c Q。