热力学考试终结稿.doc

2008—2009年第一学期Ａ06储运热力学考试大纲
一、判断题10分
1. 热力过程中，工质向外界放热，其温度必然降低。 错
2. 根据第一定律任何循环的净热量等于该循环的净功量。 对
3. 动力循环的热效率小于等于1. 错
4. 逆向循环的性能系数小于或等于1. 错
5. 工质在开口绝热系中作不可逆稳定流动，系统的熵增大。 错
6. 闭口绝热系的熵不可能减少。 对
7. 可逆循环的热效率大于不可逆循环。 错
8. 相同的高温热源和低温热源的可逆循环的热效率大于不可逆循环，所以可逆循环输出的功大于不可逆循环。 错
9. 工质从同一初态出发，经历以可逆过程和另一不可逆过程达到相同的终态，则两种过程中工质与外界交换的热量相同。 错
10. 任何过程，熵只增不减。 错
11. 若从某一初态经可逆与不可逆两条路径到 达同一终点，则不可逆途径的必大于可逆过程的。 错
12. 可逆循环为零，不可逆循环大于零。 错
13. 不可逆过程永远大于可逆过程。 错
14. 定熵过程就是可逆绝热过程。 错
15. 若工质从同一初态出发经历可逆和不可逆过程，如果热源条件相同，工质的终态熵相同，则两过程中吸热量不同。 对
16. 自然界的过程都是朝着熵增大的方向进行，因此熵减过程不可能实现。 错
17. 循环的净功愈大，循环热效率愈高。 错
18. 若从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的熵变必大于可逆途径的熵变。 错
19. 制热系数大于1，制冷系数大小不确定。 对
20. 工质膨胀一定对外作功。 错
二、选择题30分
1. 工质经不可逆过程之后，其熵变 （D） A大于0，B等于0，C小于0，D不定
2. 工质经不可逆绝热过程后，其熵变（A） A大于0，B等于0，C小于0，D不定
3. 孤立系统经不可逆过程后，其熵变（A） A大于0，B等于0，Ｃ小于０，Ｄ不定
4. 系统经不可逆吸热过程后，其熵变（Ａ） Ａ大于０，Ｂ等于０，Ｃ小于０，Ｄ不定
5. 热力学第一定律用于（Ｃ）
Ａ开口系统＼理想气体＼稳定流动 Ｂ闭口系统＼实际气体＼任意流动
Ｃ任意系统＼任意工质＼任意过程 Ｄ任意系统＼任意工质＼可逆过程
６.下列哪一种说法不表示热力学第一定律（Ｄ）
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第一类永动机是造不成的
Ｄ热机热效率不能大于１
７.分别处于刚性绝热容器两侧的两种不同种类的理想气体，抽去隔板混合前后（Ｄ）
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
８. 适用于（Ｃ）
Ａ理想气体＼闭口系统＼可逆过程 Ｂ实际气体＼开口系统＼可逆过程
Ｃ任意气体＼闭口系统＼任意过程 Ｄ任意气体＼开口系统＼任意过程
９. 适用于（Ｄ）
Ａ理想气体＼闭口系统＼可逆过程 Ｂ实际气体＼开口系统＼可逆过程
Ｃ任意气体＼闭口系统＼任意过程 Ｄ任意气体＼开口系统＼稳流过程
１０.适用于（Ａ）
Ａ理想气体＼闭口系统＼可逆过程 Ｂ实际气体＼开口系统＼可逆过程
Ｃ理想气体＼闭口系统＼任意过程 Ｄ任意气体＼开口系统＼任意过程
１１.适用于（Ｃ）
Ａ任意气体＼闭口系统＼可逆过程 Ｂ实际气体＼开口系统＼可逆过程
Ｃ理想气体＼开口系统＼稳流过程 Ｄ任意气体＼开口系统＼可逆过程
１２.闭口系工质经历不可逆变化过程，系统对外做功２０ＫＪ，与外界换热—２０ＫＪ，则系统熵变（Ｄ）
Ａ增加 Ｂ减少 Ｃ不变 Ｄ不能确定
１３.在闭口绝热系中进行的一切过程必定使系统熵（Ｄ）
Ａ增大 Ｂ不变 Ｃ减少 Ｄ增大或不变
１４.有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环时，可以从单一热源吸收1000KJ的热，并输出1200KJ的功，这台热机（C）
A违反了第一定律 B违反了第二定律
C违反了第一定律和第二定律 D既不违反第一定律也不违反第二定律
15. 有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环时，吸收了100KJ的功，同时向单一热源排出了100KJ的热，这台机器（D）
A违反了第一定律B违反了第二定律C违反了第一定律和第二定律D既不违反第一定律也不违反第二定律
16.对于任何一个过程，第二定律要求体系的熵变为（D）
A正数或零B零C负数或零D正数或零或负数，不能说定是哪一种
17.卡诺定理指出（C）
A相同温限内一切可逆循环的热效率相等
B相同温限内可逆循环的热效率必大于不可逆循环的热效率
C相同温度的两个恒温热源间工作的一切可逆循环的热效率相等
D相同温度的两个恒温热源间工作的一切循环的热效率相等
19.稳态稳流装置中工质流体按不可逆绝热变化，系统对外作功10KJ，则此开口系统的熵（C）
A增加B减少C不变D不能确定
20.稳态稳流装置中工质流体经历可逆变化，系统对外作功20KJ，与外界换热—15KJ，则出口截面上流体的熵与进口截面上的熵相比（B）
A增加B减少C不变D不能确定
21.稳态稳流装置中工质流体经历不可逆变化过程，系统对外作功20KJ，与外界换热—15KJ，则出口截面上流体的熵与进口截面上的熵相比（D）
A增加B减少C不变D不能确定
22.闭口系工质经历可逆变化过程，系统对外作功20KJ，与外界换热—20KJ，则系统熵变（B）
A增加B减少C不变D不能确定
23.系统由初态1分别经过可逆和不可逆过程到达相同的终态2，则两过程中外界熵的变化和有下述关系（C）
A，B ，C ，D不定，ABC三种情况均可能
24.关于热力学第二定律表述，正确的是（D）
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使之完全变为有用功
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
25.1Kg某气体（R=1.4，=1.12kJ/(Kg*K)被压缩过程中，接受外界功90KJ/Kg,温度升高，此过程中该气体对外界放热（A）KJ
A 26 B 64 C 154 D A、B 、C都不对
26.相同温度的热源和冷源之间一切可逆循环的热效率（B）
A必定相等，且与工质种类有关
B必定相等，且与工质种类无关
C必定不相等，且与工质种类无关
D必定不相等，且与工质种类有关
27.卡诺循环是（A）
A相同温限间效率最高的可逆循环
B效率最高的实际不可逆循环
C一种由可逆过程组成的循环
D效率最高的任意循环
28.在密闭门窗的房间内，启动一台打开的冰箱，经一段时间运行，则室温将（B）
A降低Ｂ升高Ｃ不变Ｄ不定
29.由（Ｂ）的热效率表达式可以得出第二类永动机的不可能性．
Ａ狄塞耳循环B卡诺循环C朗肯循环D布雷顿循环
30.如果热源温度不变，增大卡诺循环功，则卡诺循环的热效率将（B）
A增大B不变C减少D不定
31.热力学第二定律阐明了能量转换的（D）
A条件B方向C深度ＤＡ+B +C
32.功不是状态参数,内能与推助功之和（C）
A不是状态参数B不是广延量C是状态参数D没有意义
33.焓是状态参数，对于（C），其没有物理意义。
A开口系统B绝热系统C闭口系统D稳流开口系统
34.在可逆过程中，闭口系统的熵增加，该系统必（B）
A放热B吸热C绝热D不定
35.在不可逆过程中，系统的熵（D）
A增大B减少C不变D不定
三、简答题30分
1. 若分别以某种服从P（V—B）=RT的气体（其中b为常数）和理想气体为工质在两个恒温热源之间进行卡诺循环，试比较哪个循环的热效率大一些，为什么？
答：两个循环的热效率一样大。卡诺定理指出两个恒温热源之间的一切可逆循环热效率相等，与工质性质无关。
2. 的冰在的大气中逐渐融化成水，试分析该过程是否可逆？过程中冰的熵变与大气熵变哪个大？为什么？
答：过程不可逆。过程中冰的熵变大于大气熵变。因为冰与大气构成孤立系统，该孤立系统熵变大于零，而冰吸热，熵变为正，大气放热，熵变为负，故过程中冰的熵变必大于大气熵变。
3.朗肯循环示意图

4.传热过程指的是怎样一个过程？传热系数定义及其意义？
传热过程：热量从间壁一侧的热流体通过间壁传给另一侧的冷流体的热量传递过程。
分为三步：1.热流体以对流传热方式将能量传给固体壁面；
2.热量以热传导方式由间壁的热侧面传到冷侧面；
3.冷流体以对流传递方式将间壁传来的热量带走。
；K为传热系数，它反映换热器传热性能的重要参数，也是对换热器进行传热过程计算的基本依据。
5.水蒸气的定压汽化过程分几个阶段，几种状态？
分预热阶段、汽化阶段、过热阶段。状态分未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽。
6. 适用于任何工质的定压过程，因此有人认为水定压汽化时 dT=0,则。此结论对不对？为什么？
答：不对。因为此定压过程只适用于无相变过程。
四、名词解释10分
1. 闭口系统、孤立系统
闭口系统：热力系统与外界只有能量交换而无物质交换的系统
孤立系统：系统与外界既无任何物质交换又无任何形式的能量交换的系统
2. 可逆过程、准静态过程
可逆过程：一个系统有一初态出发，经过某一过程到达另一终态后，不但能按原过程的反方向进行，而且，逆行时所经历的状态与顺行时完全相同，逆行终了能使系统回到初态，而不留下任何变化的痕迹。准静态过程：当过程进行的足够缓慢，过程所经历的时间远远大于系统恢复平衡的驰豫时间，系统所经历的每一中间状态都足够地接近平衡状态。
3. 熵产、熵流
熵产：系统存在不可逆因素而引起熵的增加。
熵流：由系统与外界发生热交换的热流引起的熵变。
4. 卡诺定理（答以下任意一句即可）
（1）在恒温热源和恒温热源（冷源）间工作的一切热机，以可逆热机的热效率为最高。（2在恒温热源和恒温热源（冷源）间工作的一切可逆热机，不论采用什么工质，它们的热效率均等于卡诺循环的热效率。
5. 黑体、灰体
黑体：吸收率等于1的物质称为黑体。
灰体：指单色吸收率与波长无关的物体。
6. 孤立系统的熵增原理
在孤立系统中，进行可逆的传热后熵不变，而进行不可逆的传热后熵的总量必然增加。
五、计算题20分
1.设有两台卡诺热机A与B串接工作，热机A从温度为627的热源得到热量，并对温度为T热源放出热量Q，B机从温度为T的热源吸取A机排出的热量Q，并向27的冷源放出热量q。试计算下列2种情况下热机B的热源温度T：
（1）两机输出功率相等；（2）两机的热效率相等。
解：（1）两机输出功率相等
（2）两机的热效率相等
所以热机B的温度T=520-273=247
2.某种理想气体的初态为A（p1，T1），终态为B（p2，T2），试证明图中q3>q1+q2