工程熱力學(xué)期末試題及答案?一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.工程熱力學(xué)是研究（）中熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)。A.工程技術(shù)領(lǐng)域B.自然界C.熱力設(shè)備D.能源系統(tǒng)答案：A

2.下列狀態(tài)參數(shù)中，屬于基本狀態(tài)參數(shù)的是（）。A.內(nèi)能B.焓C.熵D.溫度答案：D

3.理想氣體的內(nèi)能是（）的函數(shù)。A.壓力B.溫度C.比體積D.熵答案：B

4.可逆過程的特點是（）。A.過程進(jìn)行得無限緩慢B.沒有摩擦C.系統(tǒng)和外界隨時保持平衡D.以上都是答案：D

5.卡諾循環(huán)的熱效率只與（）有關(guān)。A.高溫?zé)嵩礈囟菳.低溫?zé)嵩礈囟菴.循環(huán)的壓縮比D.高溫?zé)嵩礈囟群偷蜏責(zé)嵩礈囟却鸢福篋

6.下列哪種氣體可視為理想氣體（）。A.水蒸氣B.空氣C.氨D.氟利昂答案：B

7.定容過程中，工質(zhì)吸收的熱量全部用于增加（）。A.內(nèi)能B.焓C.熵D.對外做功答案：A

8.濕空氣的含濕量是指（）。A.1kg濕空氣中所含干空氣的質(zhì)量B.1kg濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量C.1kg干空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量D.1m3濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量答案：C

9.朗肯循環(huán)由（）組成。A.定壓加熱、絕熱膨脹、定壓放熱、絕熱壓縮B.定溫加熱、絕熱膨脹、定溫放熱、絕熱壓縮C.定容加熱、絕熱膨脹、定容放熱、絕熱壓縮D.定壓加熱、絕熱膨脹、定容放熱、絕熱壓縮答案：A

10.提高蒸汽動力循環(huán)效率的主要途徑是（）。A.提高初參數(shù)B.降低終參數(shù)C.采用回?zé)嵫h(huán)D.以上都是答案：D

二、填空題（每題2分，共20分）1.工程熱力學(xué)的研究方法有宏觀研究方法和（微觀研究方法）。2.狀態(tài)參數(shù)是描述熱力系統(tǒng)（狀態(tài)）的物理量。3.理想氣體狀態(tài)方程為（pV=mRT）。4.熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)是（能量守恒與轉(zhuǎn)換定律）在熱現(xiàn)象中的應(yīng)用。5.可逆過程的熵變（等于）不可逆過程的熵變。（填"大于""小于"或"等于"）6.卡諾循環(huán)的熱效率為（1T?/T?），其中T?為高溫?zé)嵩礈囟?，T?為低溫?zé)嵩礈囟取?.氣體的比熱容有（定容比熱容）和定壓比熱容之分。8.濕空氣的相對濕度等于（水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比）。9.蒸汽動力循環(huán)中，汽輪機(jī)的作用是（將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）。10.熱泵是一種能使熱量從（低溫物體）傳向高溫物體的裝置。

三、簡答題（每題10分，共40分）1.簡述工程熱力學(xué)的研究對象和任務(wù)。工程熱力學(xué)的研究對象是能量以熱的形式在工程技術(shù)領(lǐng)域中的轉(zhuǎn)換和傳遞規(guī)律，以及與這些過程有關(guān)的工質(zhì)的熱力性質(zhì)。其任務(wù)主要包括：研究各種熱力過程中工質(zhì)的狀態(tài)變化規(guī)律以及能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，為分析和改進(jìn)熱力設(shè)備提供理論依據(jù)。研究提高能量轉(zhuǎn)換效率的途徑和方法，以節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益。研究與熱力過程有關(guān)的工質(zhì)的熱力性質(zhì)，為熱力設(shè)備的設(shè)計、計算和運行提供必要的物性數(shù)據(jù)。

2.什么是狀態(tài)參數(shù)？狀態(tài)參數(shù)有哪些特性？狀態(tài)參數(shù)是描述熱力系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。其特性包括：狀態(tài)一定，狀態(tài)參數(shù)具有唯一確定的值。狀態(tài)變化時，狀態(tài)參數(shù)的變化量只與初、終狀態(tài)有關(guān)，而與變化過程無關(guān)。循環(huán)積分特性，即工質(zhì)經(jīng)歷一個循環(huán)后，狀態(tài)參數(shù)的變化量為零。

3.簡述熱力學(xué)第二定律的兩種表述?？藙谛匏贡硎觯簾崃坎豢赡茏园l(fā)地、不付代價地從低溫物體傳至高溫物體。開爾文表述：不可能制造出從單一熱源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化為功而不留下其他任何變化的熱力發(fā)動機(jī)。

4.簡述蒸汽動力循環(huán)中采用回?zé)嵫h(huán)的意義。提高了給水溫度，減少了鍋爐中吸收的熱量，降低了鍋爐的熱負(fù)荷，從而減少了燃料消耗。由于抽汽加熱給水，減少了進(jìn)入凝汽器的蒸汽量，降低了冷源損失。提高了循環(huán)的平均吸熱溫度，從而提高了循環(huán)熱效率。

四、計算題（每題20分，共20分）1.某理想氣體在定溫過程中，初態(tài)壓力p?=0.5MPa，體積V?=0.1m3，終態(tài)體積V?=0.2m3，求該過程中氣體與外界交換的熱量及對外做的功。已知該理想氣體的比熱容比k=1.4。解：（1）定溫過程中氣體對外做的功：根據(jù)定溫過程功的計算公式\(W=p?V?ln(V?/V?)\)\(W=0.5×10?×0.1×ln(0.2/0.1)\)\(W=34657.4J=34.66kJ\)（2）定溫過程中氣體與外界交換的熱量：根據(jù)熱力學(xué)第一定律\(Q=W\)所以\(Q=34.66kJ\)

答：該過程中氣體對外做的功為34.66kJ，與外界交換的熱量為34.66kJ。

2.某蒸汽動力循環(huán)，新蒸汽壓力p?=3MPa，溫度t?=400℃，排汽壓力p?=0.004MPa，試計算該循環(huán)的熱效率。已知新蒸汽的焓h?=3230.9kJ/kg，排汽的焓h?=2133.8kJ/kg，凝結(jié)水的焓h?=121.4kJ/kg。解：（1）循環(huán)吸熱量\(q?\)：\(q?=h?h?=3230.9121.4=3109.5kJ/kg\)（2）循環(huán)放熱量\(q?\)：\(q?=h?h?=2133.8121.4=2012.4kJ/kg\)（3）循環(huán)熱效率\(\eta_t\)：\(\eta_t=1q?/q?=12012.4/3109.5=0.353=35.3\%\)

答：該循環(huán)的熱效率為35.3%。

工程熱力學(xué)期末復(fù)習(xí)要點

一、基本概念1.工程熱力學(xué)的研究對象和任務(wù)研究能量以熱的形式在工程技術(shù)領(lǐng)域中的轉(zhuǎn)換和傳遞規(guī)律，以及與這些過程有關(guān)的工質(zhì)的熱力性質(zhì)。2.狀態(tài)參數(shù)描述熱力系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，如溫度、壓力、比體積、內(nèi)能、焓、熵等。特性：狀態(tài)一定，參數(shù)唯一；變化量只與初終態(tài)有關(guān)；循環(huán)積分特性。3.熱力平衡狀態(tài)系統(tǒng)在不受外界影響的條件下，宏觀性質(zhì)不隨時間變化的狀態(tài)。4.準(zhǔn)靜態(tài)過程過程進(jìn)行得非常緩慢，系統(tǒng)在任意時刻都無限接近平衡狀態(tài)的過程。5.可逆過程系統(tǒng)完成某一過程后，若能使系統(tǒng)和外界都恢復(fù)到原來狀態(tài)，而不留下任何變化的過程。

二、基本定律1.熱力學(xué)第零定律若兩個熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個都與第三個熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同)，則它們彼此也必定處于熱平衡。2.熱力學(xué)第一定律能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱現(xiàn)象中的應(yīng)用，表達(dá)式\(Q=\DeltaU+W\)。3.熱力學(xué)第二定律克勞修斯表述：熱量不可能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳至高溫物體。開爾文表述：不可能制造出從單一熱源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化為功而不留下其他任何變化的熱力發(fā)動機(jī)。4.熵增加原理孤立系統(tǒng)的熵只能增加，或保持不變，絕不能減少，這一規(guī)律稱為熵增加原理。

三、理想氣體1.理想氣體狀態(tài)方程\(pV=mRT\)，其中\(zhòng)(p\)為壓力，\(V\)為體積，\(m\)為質(zhì)量，\(R\)為氣體常數(shù)，\(T\)為熱力學(xué)溫度。2.理想氣體的內(nèi)能、焓內(nèi)能\(U=mc_vT\)，焓\(H=mc_pT\)，\(c_v\)為定容比熱容，\(c_p\)為定壓比熱容，\(c_pc_v=R\)。3.理想氣體的熱力過程定容過程：\(W=0\)，\(Q=\DeltaU=mc_v\DeltaT\)。定壓過程：\(W=p\DeltaV\)，\(Q=\DeltaH=mc_p\DeltaT\)。定溫過程：\(pV=const\)，\(U=const\)，\(H=const\)，\(W=Q=mRTln(V?/V?)\)。絕熱過程：\(Q=0\)，\(pV^k=const\)，\(TV^{k1}=const\)，\(W=\DeltaU=mc_v(T?T?)\)。

四、實際氣體1.實際氣體狀態(tài)方程范德瓦爾方程等。2.壓縮因子\(Z=pV/(mRT)\)，反映實際氣體與理想氣體的偏差程度。

五、氣體混合物1.成分表示方法質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)等。2.混合物的性質(zhì)平均摩爾質(zhì)量、比熱容等的計算。

六、濕空氣1.濕空氣的參數(shù)含濕量、相對濕度、露點溫度等。含濕量\(d=622p_v/(pp_v)\)，其中\(zhòng)(p_v\)為水蒸氣分壓力，\(p\)為濕空氣壓力。相對濕度\(\varphi=p_v/p_s\)，\(p_s\)為同溫度下飽和水蒸氣分壓力。2.濕空氣的熱力過程加熱過程、冷卻過程、加濕過程、減濕過程等。

七、蒸汽動力循環(huán)1.朗肯循環(huán)由定壓加熱、絕熱膨脹、定壓放熱、絕熱壓縮四個過程組成。提高循環(huán)熱效率的途徑：提高初參數(shù)、降低終參數(shù)、采用回?zé)嵫h(huán)等。2.回?zé)嵫h(huán)利用抽汽加熱給水，減少冷源損失，提高循環(huán)熱效率。

八、制冷循環(huán)1.壓縮制冷循環(huán)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器組成。制冷系數(shù)\(\varepsilon=Q?/W\)，其中\(zhòng)(Q?\)為制冷量，\(W\)為壓縮機(jī)耗功。2.吸收式制冷循環(huán)以熱能為動力，利用吸收劑吸收制冷劑的原理實現(xiàn)制冷。

工程熱力學(xué)學(xué)習(xí)方法與技巧

一、深入理解基本概念1.抓住關(guān)鍵定義對于狀態(tài)參數(shù)、熱力平衡、可逆過程等重要概念，要準(zhǔn)確理解其定義的每一個字。例如，狀態(tài)參數(shù)強(qiáng)調(diào)與狀態(tài)的一一對應(yīng)關(guān)系，可逆過程強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)和外界能同時完全恢復(fù)原狀。2.對比相似概念將容易混淆的概念進(jìn)行對比，如內(nèi)能和焓，定容比熱容和定壓比熱容等。通過對比明確它們的區(qū)別和聯(lián)系，加深對概念的理解。3.結(jié)合實際例子把概念與實際的熱力設(shè)備或過程相結(jié)合。比如，用汽車發(fā)動機(jī)的工作過程來理解熱力循環(huán)中的各個過程，有助于更直觀地把握概念。

二、熟練掌握基本定律1.理解定律本質(zhì)熱力學(xué)第一定律體現(xiàn)的能量守恒與轉(zhuǎn)換思想，要深入領(lǐng)會其在不同熱力過程中的應(yīng)用方式。熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述，要明白其物理意義以及對工程實際的限制。2.掌握數(shù)學(xué)表達(dá)式牢記各定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，如熱力學(xué)第一定律\(Q=\DeltaU+W\)，并能根據(jù)具體問題正確應(yīng)用。3.多做定律應(yīng)用練習(xí)通過做大量的練習(xí)題，熟練運用定律解決各種熱力過程中的能量分析問題，提高解題能力。

三、善于總結(jié)熱力過程1.梳理過程特點對定容、定壓、定溫、絕熱等熱力過程，分別總結(jié)其過程方程式、狀態(tài)參數(shù)變化規(guī)律、能量轉(zhuǎn)換關(guān)系等特點。例如，定容過程中\(zhòng)(W=0\)，能量變化主要體現(xiàn)在內(nèi)能上。2.對比不同過程對比不同熱力過程的異同點，有助于更好地理解每個過程的特性。比如，定壓過程和定溫過程在能量變化和參數(shù)關(guān)系上的差異。3.制作過程總結(jié)圖表可以制作表格或流程圖，將各個熱力過程的關(guān)鍵信息整理在一起，便于復(fù)習(xí)和記憶。

四、強(qiáng)化計算能力1.掌握計算公式牢記理想氣體狀態(tài)方程、內(nèi)能和焓的計算式、熱力過程中功和熱量的計算公式等。2.規(guī)范解題步驟養(yǎng)成規(guī)范的解題習(xí)慣，從已知條件分析入手，明確求解目標(biāo)，選擇合適的公式，逐步推導(dǎo)計算，最后得出準(zhǔn)確答案。3.多做計算練習(xí)通過大量的計算題練習(xí)，提高計算速度和準(zhǔn)確性，熟悉各種題型的解題方法。

五、結(jié)合實際案例學(xué)習(xí)1.分析熱力設(shè)備工作過程以蒸汽動力循環(huán)中的汽輪機(jī)、鍋爐，制冷循環(huán)中的冰箱、空調(diào)等設(shè)備為例，分析其工作過程中涉及的工程熱力學(xué)原理。2.關(guān)注能源與動力工程領(lǐng)域應(yīng)用了解工程熱力學(xué)在能源利用、動力系統(tǒng)優(yōu)化等實際工程中的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣和動力。3.思考實際問題解