尔雅工程热力学_5课后答案(学习通2023课后作业答案)
85 min read尔雅工程热力学_5课后答案(学习通2023课后作业答案)
第一章作业
1、尔雅人体正常温度是工程摄氏37℃,问这个温度相当于华氏温度、朗肯温度和开尔文温度各为多少度？
2、热力气象报告中说，学课习通某高压中心气压是后答102.5KPa。它相当于多少毫米的案学汞柱？它比标准大气压高出多少KPa？
3、用斜管式压力计测量锅炉管道中烟气的课后真空度（见图1-2）。管子的作业倾角α=30°,压力计中使用密度为800kg/m3的煤油.倾管中的液柱长度为l=200mm.当时大气压力B=745mmHg,问烟气的真空度为多少毫米汞柱?绝对压力为若干毫米汞柱?
4、有一容器,答案内装隔板,将容器分成A、B两部分（图1-3）。尔雅容器两部分中装有不同压力的工程气体，并在A的热力不同部位安装了两个刻度为不同压力单位的压力表。已测得1、学课习通2两个压力表的后答表压依次为1.10bar和1.75bar。当时大气压力为0.97bar。案学试求A、B二部分中气体的绝对压力和表3的读数（单位用MPa）。
第二章 热力学第一定律
第二章作业
1、气体在某一过程中吸入热量12kJ，同时热力学能增加20kJ。问此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外所作的功是多少?不考虑摩擦。
2、有一热机循环，在吸热过程中工质从外界获得热量1800J，在放热过程中向外界放出热量1080J，在压缩过程中外界消耗功700J。试求膨胀过程中工质对外界所作的功。
3、某蒸汽循环12341，各过程中的热量、技术功及焓的变化有的已知（如下表中所列数值），有的未知（表中空白)。试确定这些未知值，并计算循环的净功w0和净热量q0。 过 程 q /（kJ/kg） wt /（kJ/kg） /（kJ/kg） 1-2 0 18 2-3 0 3-4 0 -1 142 4-1 -2 094 0 -2 094
第三章 热力学第二定律
第一部分 热力学基本概念和基本定律（1-3章）测验
1、热机从热源吸收100kJ，对外做功100kJ，则（）
A、违反热力学第一定律
B、违反热力学第二定律
C、A和B
D、不违反热力学第一定律
2、下列说法中，（）不表示热力学第一定律。
A、热可以变为功，功可以变为热，在转换中是有一定比例关系的
B、在孤立系统内能量总数保持不变
C、热机效率不能大于1
D、第一类永动机是造不成的
3、q=△h+Wt适用于（）。
A、理想气体、闭口系统、可逆过程
B、任意气体、开口系统、稳流过程
C、任意气体、闭口系统、任意过程
D、实际气体、开口系统、可逆过程
4、热力学第一定律用于（）。
A、开口系统、理想气体、稳定流动
B、任意系统、任意工质、任意过程
C、闭口系统、实际气体、任意流动
D、任意系统、任意工质、可逆过程
5、某卡诺动力循环工作在温度为600℃的高温热源和温度为30℃的低温热源之间，则其热效率为（）。
A、95%
B、73.78%
C、63.47%
D、36.53%
6、系统经不可逆绝热过程后，其熵变ΔS12（）。
A、大于0
B、小于0
C、等于0
D、不定
7、决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需（）个
A、4
B、3
C、2
D、1
8、如果热源温度不变，增大卡诺循环的输出功，则卡诺循环的热效率将（）。
A、增大
B、不变
C、减小
D、不定
9、关于热力学第二定律的表述，正确的是（）。
A、不可能从热源吸取热量使之变为有用功而不产生其他影响
B、不可能从单一热源吸收热量时至完全变为有用功
C、热量不可能从高温物体传向低温物体而不产生其他变化
D、不可能把热量从低温物体传向高温物体而不产生其他变化
10、当热力系与外界没有热量交换时，该热力系为（）。
A、孤立系
B、开口系
C、闭口系
D、绝热系
11、理想气体的可逆吸热过程，熵一定增大。
12、平衡态是系统的热力状态参数不随时间变化的状态。
13、在高温热源T1和低温热源T2之间有两个可逆循环，循环A和循环B。循环A采用水蒸气作工质，循环B采用空气作工质，因水蒸气的吸热量大，所以循环A的热效率比循环B大。
14、气体吸热后温度一定升高。
15、由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故本质上说属于可逆过程。
16、任何可逆过程都是准静态过程。
17、不可逆的热力过程是指工质逆过程无法恢复到初始状态的过程。
18、容器中气体压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。
19、气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加。
20、气体压缩时一定消耗外功。
第三章作业
1、设有一卡诺热机，工作温度为1200K和300K的两个恒温热源之间。试问热机每作出1kW.h功需从热源吸取多少热量？向冷源放出多少热量？热机的热效率为多少？
2、两台卡诺热机串联工作。A热机工作在700℃和t之间；B热机吸收A热机的排热，工作在t和20℃之间。试计算在下述情况下的t值： （1）两热机输出的功相同； （2）两热机的热效率相同。
3、有人设计了一台热机，工质分别从温度为T1=800K、T2=500K的两个高温热源吸热Q1=1500kJ和Q2=500kJ，以T0=300K的环境为冷源，放热Q3。试问： （1）如果热机做出循环净功Wnet=1000kJ，该循环能否实现？ （2）最大循环净功Wnet max为多少？
第四章 气体的热力性质
第四章作业
1、已知氖的相对分子质量为20.183，在25℃时比定压热容为1.030kJ/kg·K。试计算（按理想气体）： (1) 气体常数； (2) 标准状况下的比体积和密度； (3) 25℃时的比定容热容和热容比。
2、容积为2.5m^3的压缩空气储气罐，原来的压力表读数为0.05MPa，温度为18℃。充气后压力表读数升为0.42MPa，温度升为40℃。当时大气压力为0.1MPa。求充进空气的质量。
3、空气从300K定压加热到900K。试按理想气体计算每千克空气吸收的热量及熵的变化： （1）按定压比热容计算； （2）利用比定压热容经验公式计算； （3）利用热力性质表计算。
第五章 热力学微分关系式
第五章作业
1、已知水银在0℃时Cp=0.13971kJ/(kg.K), ρ =1359kg/m^3,α p=0.1816*10^（-3）/K, β p=0.038677*10^（-9）/Pa。试计算在该温度下定容比热容和比热容比之值。
2、已知对氮气，范德瓦尔方程中的a=174.39, b=0.001379。试计算其处于5MPa和2000K状态下的弹性系数和定温压缩系数。
第六章 水蒸气的热力性质
第六章作业
1、一台功率为200MW的蒸汽轮机，其耗汽率d=3.1kg/(kW*h)。乏汽压力为0.004MPa，干度为0.9，在凝汽器中全部凝结为饱和水（如图）。已知冷却水进入凝汽器时的温度为10℃，离开时的温度为18℃；水的定压比热容为4.187kJ/(kg*K),求冷却水流量。
第七章 理想混合气体与湿空气
第二部分 工质的热力性质（4-7章）测验
1、湿空气的相对湿度增大，则含湿量（）。
A、增大
B、减小
C、不变
D、未知
2、对饱和空气，td（）tw。
A、等于
B、大于
C、小于
D、不确定
3、湿空气压力温度不变，相对湿度增大，下列哪些物理量增大（）。
A、含湿量
B、水蒸气分压力
C、露点
D、A+B+C
4、理想气体加热过程中，若有气体的温度升高，则膨胀功（）
A、<0
B、>0
C、=0
D、不定
5、随着饱和压力的增高，水蒸气的（）。
A、饱和温度不变，气化潜热不变
B、饱和温度增高，气化潜热增大
C、饱和温度增高，气化潜热减小
D、饱和温度降低，气化潜热不变
6、确定湿蒸汽状态的条件是已知（）
A、压力与温度
B、压力或温度
C、压力与比体积
D、压力或比体积
7、气体的临界压缩因子（）。
A、小于1
B、等于1
C、等于0.27
D、以上均有可能
8、物质的定压比热容（）定容比热容
A、小于
B、大于
C、等于
D、大于或等于
9、秋季白天秋高气爽气温较高，此时的空气为（）
A、干空气
B、饱和空气
C、未饱和空气
D、过热空气
10、对于未饱和空气，td（）tw。
A、等于
B、大于
C、小于
D、不确定
11、实际气体的压缩因子可能等于1
12、理想气体的比热容是温度的函数，而Cp-Cv的差值等于气体常数Rg。
13、气体在绝热容器中做自由膨胀，则气体的温度与压力变化的关系式为T2/T1=(P2/P1)^((k-1)/k)
14、简单可压缩系有两个独立状态参数，所以用温度和压力就可确定冷凝器中乏汽的状态。
15、湿空气的相对湿度越高，吸收水分的能力越强。
16、在高温热源和低温热源之间有两个可逆循环，循环A和循环B，循环A采用水蒸气作工质，循环B采用空气作工质，因为水蒸气的吸热量大，所以循环A热效率大于循环B
17、对于密闭容器中的汽水混合物加热，其干度不定
18、已知饱和湿空气的温度和压力，不能确定其他参数。
19、节流过程是一个等焓过程。
20、气体吸热后温度一定升高。
第七章作业
1、汽油发动机吸入空气和汽油蒸汽的混合物，其压力为0.095MPa。混合物中汽油的质量分数为6%，汽油的摩尔质量为114g/mol。试求混合气体的平均摩尔质量，气体常数及汽油蒸汽的分压力。
2、已测得湿空气的压力为0.1MPa，温度为30℃，露点温度为20℃。求相对湿度、水蒸气分压力、含湿量和焓。（1）按公式计算；（2）查焓湿图。
第八章 理想气体的热力过程
第八章作业
1、压缩空气的压力为1.2MPa，温度为380K，由于输送管道的阻力和散热，流至节流阀门前压力降为1MPa、温度降为300K。经节流后压力进一步降到0.7MPa。试求每千克压缩空气由输送管道散到大气中的热量，以及空气节流阀时的温度和节流过程的尚增（按定比热容理想气体进行计算）。
2、某氧气瓶的容积为50L。原来瓶中氧气压力为0.8MPa、温度为环境温度293K。将它与温度为300K的高压氧气管道接通，并使瓶内压力迅速充至3MPa（与外界的热交换可以忽略）。试求充进瓶内的氧气质量。
第九章 气体与蒸汽的流动
第九章作业
1、温度为750℃，流速为550m/s的空气流，以及温度为20℃、流速为380m/s的空气流，是亚音速气流还是超音速气流？它们的马赫数各位若干？已知空气在750℃时γ 0=1.335；在20℃，γ 0=1.400.
2、欲使压力为0.1MPa、温度为300K的空气流经扩压管后压力提高到0.2MPa，空气的初速至少应为若干？
3、离心式空气压缩机，流量为3.5kg/s，进口压力为0.1MPa、温度为20℃，出口压力为0.3MPa。试求压气机消耗的理论功率和实际功率。已知压气机的绝热效率为=W(c理论)/W(c实际)=0.85
第十章 气体动力循环
第十章作业
1、活塞式内燃机的混合加热循环，已知其进气压力为0.1MPa、进气温度为300K、压缩比为16、最高压力为6.8MPa、最高温度为1 980K。求加入每千克工质的热量、压升比、预胀比、循环的净功和理论热效率。认为工质是空气并按定比热容理想气体计算。
2、当循环的最低最高温度确定时，试推导Otto循环中单位工质的做功最大化的条件。
第十一章 蒸汽动力循环
第十一章单元作业
1、某蒸汽动力装置采用再热循环。已知新汽参数为p1=14MPa、t1=550℃，再热蒸汽的压力为3MPa，再热后温度为550℃，乏汽压力为0.004MPa。试求它的理论热效率比不再热的朗肯循环高多少？
第十二章 制冷循环
第三部分 热力过程及热力循环（8-12章）测验
1、在空气可逆定压加热过程中，必然是（）。
A、空气作功量大于其热力学能增加量
B、空气作功量等于其热力学能增加量
C、空气作功量小于其热力学能增加量
D、不一定
2、某个管道是喷管还是扩压管，不取决于（），而取决于管道（）的变化。
A、流体流速变化，形状
B、流体压力变化，形状
C、流体流速与压力变化，形状
D、管道形状，内流体流速和压力
3、为使入口为亚音速的蒸汽增速，应采用（）型喷管。
A、渐扩或缩放
B、渐扩或渐缩
C、渐缩或缩放
D、渐缩或直管
4、若渐缩喷管入口参数不变，则出口截面压力与喷管背压（）。
A、有关
B、关系不大
C、有一定的关系
D、完全无关
5、对一定大小气缸的活塞式压气机，因余隙容积的存在（）。
A、生产1kg气体的理论耗功增大，压气机生产量下降
B、生产1kg气体的理论耗功增大，压气机生产量不变
C、生产1kg气体的理论耗功不变，实际耗功增大，压气机生产量下降
D、生产1kg气体的理论耗功不变，实际耗功增大，压气机生产量不变
6、活塞式压气机采用分级压缩、级间冷却且各级压比相同工艺，与分级压缩、级间冷却但各级压比不同相比较（）。
A、压气机耗功增大，容积效率下降
B、压气机耗功不变，容积效率下降
C、压气机耗功下降，容积效率下降
D、压气机耗功下降，容积效率增大
7、燃气轮机装置采用分级压缩，中间冷却后其热效率（）。
A、提高
B、下降
C、不变
D、不定
8、随循环增压比提高燃气轮机装置实际循环的热效率（）。
A、提高
B、下降
C、不变
D、不定
9、实现再热循环是为了（）。
A、增加循环吸热量
B、提高蒸汽膨胀终了的干度
C、提高循环的压力，以提高循环热效率
D、增大循环净功
10、压缩气体制冷循环中，随循环增压比提高，制冷系数（），循环制冷量（）。
A、增大，增大
B、增大，下降
C、下降，增大
D、下降，下降
11、与采用可逆膨胀机相比，压缩蒸汽制冷循环中采用节流阀简化了系统设备，降低了制冷量，降低了制冷系数。
12、工程上，压缩蒸气制冷装置中常常采用使制冷工质在冷凝器中冷凝后继续降温，即所谓的过冷工艺，以达到增加制冷量，降低制冷系数。
13、同一种装置即可作制冷机又可作热泵。
14、工程上尚无进行卡诺循环的蒸汽动力装置的原因是湿饱和蒸汽区温限太小且压缩两相介质困难。
15、活塞式内燃机三种理想循环的压缩比提高，他们的热效率都将提高，因为吸热温度不变，放热温度提高。
16、任何压缩设备都要满足热力学第一定律和第二定律。
17、绝热节流过程前后焓值不变，作功能力也没有变化。
18、干饱和蒸汽绝热节流后，变为过热蒸汽。
19、喷管临界截面，如缩放喷管的喉部截面上的压力与滞止压力之比称为临界压力比。
20、能量的转换时系统与外界通过工质的状态变化过程来实现的。
第十二章作业
1、设大气温度为30℃，冷库温度分别为0℃、-10℃、-20℃，求逆向卡诺循环的制冷系数。
2、设大气温度为-10℃，供热温度分别为40℃、50℃、60℃，求逆向卡诺循环的供热系数。
期末考试
工程热力学期末考试
1、由封闭表面包围的质量恒定的物质集合或空间的一部分称为（）。
A、开口系统
B、孤立系统
C、热力学系统
D、闭口系统
2、功不是状态参数，而热力学能与推动功之和（）
A、不是状态参数
B、不是广延量
C、是状态参数
D、没有意义
3、如果热源温度不变，增大卡诺循环的输出功，则卡诺循环的效率将()
A、增大
B、不变
C、减小
D、不定
4、水的三相点压力是（）的气液两相平衡的饱和压力，三相点温度是（）的气液两相平衡的饱和温度。
A、最高、最高
B、最低、最低
C、最高、最低
D、最低、最高
5、欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用（ ）
A、渐缩喷管
B、渐扩喷管
C、缩放喷管
D、前后压差较大直管
6、孤立系统的熵与能量都是守恒的
7、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。
8、一切可逆循环的热效率都相等
9、系统熵增加过程必为不可逆过程。
10、实际气体的压缩因子z可能等于1。
11、在高温热源和低温热源之间有两个可逆循环，循环A和B，循环A采用水蒸气作工质，循环B采用空气作工质，因水蒸气的吸热量大，所以循环A热效率比循环B大。
12、湿空气的相对湿度越高，吸收水分的能力越强。
13、水蒸汽T-S图中的一点指的是三相点。
14、饱和湿空气中的水蒸气一定是干饱和蒸汽
15、在朗肯循环中可以不用冷凝器，而可将蒸汽直接送入锅炉以提高循环热效率。
16、与外界无物质交换的热力系称为_____热力系。
17、已知某双原子气体的气体常数Rg=260 J/(kg·k)，则其定值定体质量比热容cV=_____J/(kg·k)。
18、未饱和湿空气的相对湿度在_______之间
19、流体流经管道某处的流速与_____的比值称为该处流体的马赫数。
20、冬季取暖，若不采取任何其它措施，室内温度_______,室内相对湿度_______.(填增大，减小或不变）
工程热力学期末考试
1、试判别下列过程是否可行？是否可逆？ （1）不可压缩流体的绝热升温过程； （2）等熵的吸热过程。
2、既然能量是守恒的，那还有什么能量损失呢？
3、为什么浴室在夏天不像冬天那样雾气腾腾？
4、什么叫湿空气的露点温度？为什么湿空气的露点温度不大于干球温度？
5、m=2.26 kg理想气体的气体常数Rg=430 J/(kg·k)，比热比k=1.35。初温T1=477 K，经可逆定容过程后终温T2=591 K。求Q、ΔU、W、ΔS。
6、
7、
学习通工程热力学_5
在工程热力学课程的第五节课中，我们将学习热力学第二定律和热力学循环及其效率等内容。
热力学第二定律
热力学第二定律是热力学中最重要的定律之一，它阐述了一个物理系统中热量不能从低温物体自发地流向高温物体。这个定律有两种表述方式：
- 开尔文表述：不可能从单一热源吸热并将其完全转化为功而不引起其他变化。
- 克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
这两种表述方式并不矛盾，而是互相补充的。热力学第二定律除了提供了自然界的一种本质规律外，还为我们解释了为什么热量不能自发地从低温物体流向高温物体。
热力学循环及其效率
热力学循环是指一系列物理或化学过程，它们形成一个闭合的回路，回路中的某些过程是热力学的。例如蒸汽动力发电厂中的水蒸气循环。热力学循环可以用来获得功，并在过程中将热量从高温物体转移到低温物体。
热力学循环效率指的是循环中获得的功与所消耗的热量之比。根据热力学第一定律，循环中吸收的热量等于获得的功加上排放的热量。因此，热力学循环效率可以表示为：
η = W/Qin
其中，η表示热力学循环效率；W表示获得的功；Qin表示吸收的热量。
热力学循环效率的最大值取决于热源和冷源的温度差。根据卡诺热机循环，热力学循环效率的最大值可以表示为：
ηmax= 1 - Tl/Th
其中，Tl表示冷源的温度，Th表示热源的温度。
总结
在本节课中，我们学习了热力学第二定律和热力学循环及其效率。热力学第二定律告诉我们热量不能自发地从低温物体流向高温物体。热力学循环是一系列物理或化学过程，它们形成一个闭合的回路，回路中的某些过程是热力学的。热力学循环效率指的是循环中获得的功与所消耗的热量之比，它的最大值取决于热源和冷源的温度差。
