工程热力学复习题

qp＝CpdT＝dT，所以任何过程dh＝CpdT。

3.什么是比热容，它的数值大小主要受哪些因素的影响？

根据比热的定义，单位物量的物质温度升高一度所需要的热量称为比热。 从定义可以看出，影响比热的因素有下述几个方面的：

（1） 物量的单位。物量的单位不同，单位物量含有的物质的量不一样，比热数

值也不一样；

（2） 物质的性质。不同的物质，比热不一样；

（3） 状态变化的过程。热量是过程量，温度变化一度所经历的过程不一样，比

热不一样；

（4） 物质所处的状态。不同的状态，物质分子运动情况不一样，比热也不一样。 4.怎样计算理想气体不可逆过程的熵变？为什么？ 只要理想气体不可逆过程的初态、终态是平衡态，由可逆过程导出的公式均可用于熵变的计算。。

因为熵是状态参数，变化量只与初终态有关，与过程无关。 5.试解释理想气体比热比k＝cp/cv与温度的关系？ 定压比热和定容比热都是温度的单调升函数即 cp＝fp(T); cv= fv(T) 而且恒有cp＝ cv＋Rg 所以，k＝cp/cv＝

cv?RgRg ?1?cvcv比热比随温度的升高而变小。

6.理想气体的内能和焓有什么特点？如何确定任意热力过程的理想气体内能和焓的变化？

由于分子间没有相互作用，也就没有内势能，理想气体的内能只有内动能，它只与温度有关,即u=u(T);按定义焓h=u+pv=u(T)+RT=h(T)，也只是温度的函数。所以在众多的状态参数中，只有温度对内能、焓产生影响。

无论经历什么过程，只要初态、终态的温度对应相同，内能和焓也对应相同，相应的变化量当然一样。在定容过程中恒有qv=cvΔT=Δu；在定压过程中恒有qp=cpΔT=Δh；所以只要温度变化一样所有过程的内能变化都为Δu=cvΔT，焓变化都为Δh=cpΔT。

四、计算题

1. 一个刚性的绝热汽缸被一不绝热的、无摩擦的活塞分为两部分，最处活塞被固定在某一位臵。汽缸的一边盛有0.4MPa、30℃的理想气体0.5Kg，而另一部分盛有0.12MPa、30℃的同样气体0.5Kg。然后放开活塞，在两个部分建立平衡。 （a）最后的平衡温度为多少℃?

（b）最终的平衡压力为多少MPa?假定比热Cv和Cp为常数。

第四章 理想气体热力过程

一、选择题

1．在定容过程中，理想气体的内能变化Δu＝D

A．?cpdT

12B．?pdv

12C．?vdp

12D．?cvdT

122.在定熵过程中，理想气体的内能变化Δu＝BD A．?cpdT

12B．－?pdv

12C．－?vdp

12D．?cvdT

123. 在定压过程中，理想气体的内能变化Δu＝D A．?cpdT

12B．?pdv

12C．?vdp

12D．?cvdT

124.在定熵过程中，理想气体的焓的变化Δh＝AC A．?cpdT

12B．?pdv

12C．?vdp

12D．?cvdT

125．理想气体定容过程中，焓的变化Δh＝B A．cvΔT B．cpΔT C．u+pv 6．理想气体定温过程的热量q等于BCD A．cnΔT B．wt C．TΔs 7．理想气体等温过程中，q，w，wt间的关系为 A．q> wt>w B．q=w< wt C．q>w= wt 8．理想气体绝热过程初终态温度，压力的关系为A A．

T2T1D．wt D．w D

D．q=w= wt?p2?=??p???1???1? B．

T1T2?p2?=??p???1???1?

p1?T??T2?2??? C．=?? D．p2=??? TT?1??1?9．理想气体多变过程内能变化Δu等于B A．cnΔT B．cvΔT C．cpΔT 10．理想气体多变过程焓的变化Δh等于C A．cnΔT B．cvΔT C．cpΔT

p2p1??1???1?D．RΔT D．RΔT

二、填空题

1．Rg=0.297kJ/(kgK)的1kg双原子理想气体在定压下吸热3349kJ，其内能变化Δu＝ 。

2．Rg=0.26kJ/(kgK)、温度为T＝500K的1kg理想气体在定容下吸热3349kJ，其熵变Δs＝ 。

3．绝热指数k=1.4的理想气体在绝热过程中输出技术功4500kJ，其内能变化 ΔU＝ 。

4．Rg=0.26kJ/(kgK)、绝热指数k=1.4的理想气体在定压下吸热5000kJ，做容积变化功W＝ 。

5．Rg=4.16kJ/(kgK)、绝热指数k=1.4的理想气体在定容下吸热10000kJ，做技术功Wt＝ 。

6．Cp=5.40kJ/(kgK)、T＝600K的1kg理想气体在定温下压力由p1=1Mpa变为p2=0.2MPa，做容积变化功w＝ 。 7．Rg=0.26kJ/(kgK)、绝热指数k=1.4的理想气体在定压下做容积变化功1500kJ，其内能变化ΔU＝ 。

8．Rg=4.16kJ/(kgK)、绝热指数k=1.4的2kg理想气体在n=1.2的多变过程中温度由500K变到1000K,其吸热量Q＝ 。 9. 在不变的温度600K下，可逆地把理想气体的体积由初态减少一半需要一定数量的功。那么在温度T＝K下，消耗同量的功能把气体容积定温压缩到体积为初容积的四分之一。

10. 0.2kg空气由初态为0.3MPa、325K定温地膨胀到体积增加一倍。过程中外界传给空气kJ热量。

三、简述题

1．T-s图上理想气体的定容过程线为什么比定压过程线陡？

?T 在温熵图上，过程线的斜率是（）。

?SCvdT?T对于定容过程，（）v＝dT/ T ＝T/ cv

?SCpdT?T对于定压过程（）p＝dT/T ＝T/cp

?S?T?T因cp> cv，所以（）v>（）p，即定容线比定压线陡。

?S?S

2．在T---s图上如何用面积表示理想气体定熵过程的技术功？ 根据能量方程q=Δh+wt ，绝热时wt＝－Δh＝h1－h2＝cp(T1-T2)

可见，定压下工质由T2变化到T1过程中所需的热量正好在数值上等于工

质绝热地从T1变化到T2的技术功。在T---s图上，定压线从T2到T1下的面积就是技术功。

3．在T---s图上如何用面积表示理想气体定熵过程的容积变化功？ 根据能量方程q=Δu+w ，绝热时w＝－Δu＝u1－u2＝cv(T1-T2)

可见，定容下工质由T2变化到T1过程中所需的热量正好在数值上等于工

质绝热地从T1变化到T2的容积变化功。在T---s图上，定容线从T2到T1下的面积就是容积变化功。

4．为什么理想气体在p－v面上的绝热线比定温线陡？ 由等温线方程pv＝常数 得 pdv+vdp＝0

dpp()T＝- dvv 由绝热线pvκ＝常量得p〃κvκ-1dv+vκ〃dp＝0

dpκpdv+vdp＝0 （）s＝-κp/v

dv所以绝热线比等温线陡。

5．分析说明为什么双原子理想气体在n＝1.2的多变膨胀过程中温度是下降的？ 6．分析说明为什么双原子理想气体在n＝0.8的多变膨胀过程中温度是上升的？ 7．分析说明为什么双原子理想气体在n＝1.7的多变过程中边膨胀边放热？

四、计算题

1.在一个具有可移动活塞的圆筒中储有0.3 m3的氧气，温度t1＝4.5℃，压力p1＝102.6kPa。在定压下对氧气加热，再在定容下冷却到初温45℃。假定在定容冷却终了时氧气的压力p3＝60kPa，试求这两个过程的热量、焓的变化和所作的功，并在p-v和T-s图上定性画出这两个过程。

2.若p1=10MPa、t1＝1000℃的空气，从初态开始，一次作可逆定温膨胀，一次作可逆绝热膨胀，两次膨胀的终态比体积相同，而在绝热膨胀中终态温度t2=0℃。试确定空气的定温膨胀功是绝热膨胀功的多少倍？

3.将初温为523K的理想气体可逆定温的压缩到原来容积的1/2时，需消耗一定量的功。试问：在多高的温度下，消耗同量的功 而能将气体可逆定温的压缩到原来的1/4。

水蒸汽及其热力过程

一、选择题

1. 饱和水随其压力的增高，CD A．比容减小 B．比熵变小 C．温度升高 D．比焓增大

’”

2. 已知湿蒸汽的参数x，h，h，则可求出其比焓h＝D A．xh’’ B．(1-x)h’ C．0.5(h’’-h’)x D．xh’’+(1-x)h’ 3. 已知湿蒸汽的参数s, s’,s’’，则可求出其干度x＝ D

s' A．''

ss'B．

ss''?s'C．

ss?s'D．''

s?s'??h?4. h－s图上等压线的斜率??= A

??s?p A．T B．T/cp C．T/cv 5. 水蒸汽等压过程的热量q＝C A．h1-h2 B．u1-u2 C．h2-h1 6. 水蒸汽等温过程中C A．q=w B．q=wt C．q=T(s2-s1) 7. 水蒸汽等温过程中的膨胀功w＝D A．- p(v1-v2) B．v(p2-p1) C．h1-h2 8. 水蒸汽等温过程中的技术功wt＝D A．- p(v1-v2)B．v(p2-p1) C．h1-h2 9. 水蒸汽绝热过程中的膨胀功w＝C A．h1-h2 B．h2- h1 C．u1- u2 10. 水蒸汽绝热过程中的技术功wt＝A

D．T/k D．u2-u1

D．q= T(s1-s2) D．T(s2-s1)－（u2-u1） D．T(s2-s1)－（h2-h1） D．u2-u1