熱工基礎模擬題庫與答案一、單項選擇題1.下列參數(shù)中，屬于狀態(tài)參數(shù)的是（）A.熱量B.功C.溫度D.熵產(chǎn)答案：C。狀態(tài)參數(shù)是描述熱力系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，僅取決于狀態(tài)，與達到該狀態(tài)的路徑無關。溫度是典型的狀態(tài)參數(shù)，而熱量和功是過程量，熵產(chǎn)與過程有關并非狀態(tài)參數(shù)。2.理想氣體的比熱容比\(\gamma\)等于（）A.\(c_p/c_v\)B.\(c_v/c_p\)C.\(R_g/c_p\)D.\(R_g/c_v\)答案：A。比熱容比\(\gamma\)的定義就是定壓比熱容\(c_p\)與定容比熱容\(c_v\)的比值，即\(\gamma=c_p/c_v\)。3.卡諾循環(huán)的熱效率只與（）有關A.高溫熱源溫度B.低溫熱源溫度C.高低溫熱源溫度D.工質(zhì)性質(zhì)答案：C?？ㄖZ循環(huán)熱效率公式為\(\eta_{c}=1-T_2/T_1\)，其中\(zhòng)(T_1\)是高溫熱源溫度，\(T_2\)是低溫熱源溫度，可見其只與高低溫熱源溫度有關，與工質(zhì)性質(zhì)無關。4.對于絕熱節(jié)流過程，下列說法錯誤的是（）A.節(jié)流前后焓值相等B.節(jié)流前后溫度可能升高、降低或不變C.節(jié)流是等熵過程D.節(jié)流過程是不可逆過程答案：C。絕熱節(jié)流過程是典型的不可逆過程，節(jié)流前后焓值相等。節(jié)流后溫度可能升高、降低或不變，具體取決于流體的性質(zhì)和節(jié)流前的狀態(tài)。但節(jié)流過程不是等熵過程，因為存在不可逆因素，熵是增加的。5.濕空氣的含濕量\(d\)是指（）A.濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量與干空氣質(zhì)量之比B.濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量與濕空氣質(zhì)量之比C.濕空氣中干空氣的質(zhì)量與水蒸氣質(zhì)量之比D.濕空氣中干空氣的質(zhì)量與濕空氣質(zhì)量之比答案：A。含濕量\(d\)的定義就是濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量與干空氣質(zhì)量之比，單位是\(kg/kg\)（干空氣）。二、多項選擇題1.以下哪些是熱力學第一定律的表達式（）A.\(\DeltaU=Q-W\)B.\(q=\Deltau+w\)C.\(Q=\DeltaH+W_t\)D.\(dS\geq\deltaQ/T\)答案：ABC。選項A是熱力學第一定律用于閉口系的表達式，\(\DeltaU\)是系統(tǒng)內(nèi)能的變化，\(Q\)是傳入系統(tǒng)的熱量，\(W\)是系統(tǒng)對外做的功；選項B是熱力學第一定律的比參數(shù)表達式；選項C是穩(wěn)定流動能量方程的一種形式，適用于開口系。而選項D是熱力學第二定律的表達式。2.理想氣體的內(nèi)能和焓（）A.只是溫度的單值函數(shù)B.與壓力有關C.與比容有關D.對于定比熱容理想氣體，其變化量只與溫度變化有關答案：AD。理想氣體的內(nèi)能和焓只是溫度的單值函數(shù)，與壓力和比容無關。對于定比熱容理想氣體，其內(nèi)能變化\(\Deltau=c_v\DeltaT\)，焓變化\(\Deltah=c_p\DeltaT\)，只與溫度變化\(\DeltaT\)有關。3.提高朗肯循環(huán)熱效率的途徑有（）A.提高蒸汽初溫B.提高蒸汽初壓C.降低乏汽壓力D.采用回熱循環(huán)答案：ABCD。提高蒸汽初溫、初壓可以提高平均吸熱溫度；降低乏汽壓力可以降低平均放熱溫度，根據(jù)卡諾循環(huán)熱效率原理，都能提高朗肯循環(huán)熱效率。采用回熱循環(huán)可以減少冷源損失，同樣能提高循環(huán)熱效率。4.以下關于熵的說法正確的是（）A.熵是狀態(tài)參數(shù)B.熵增原理表明孤立系統(tǒng)的熵總是增加的C.可逆絕熱過程是等熵過程D.熵產(chǎn)可以用來衡量過程的不可逆程度答案：ACD。熵是狀態(tài)參數(shù)，僅取決于系統(tǒng)的狀態(tài)?？赡娼^熱過程中\(zhòng)(\deltaQ=0\)，根據(jù)熵的定義\(dS=\deltaQ/T\)，所以是等熵過程。熵產(chǎn)是由于不可逆因素引起的熵的增加，可以用來衡量過程的不可逆程度。而熵增原理表明孤立系統(tǒng)的熵永不減少，可逆時不變，不可逆時增加。5.對于濕空氣的露點溫度，下列說法正確的是（）A.是濕空氣定壓冷卻到飽和時的溫度B.對應于水蒸氣分壓力下的飽和溫度C.含濕量不變時，露點溫度不變D.與濕空氣的干球溫度無關答案：ABC。露點溫度是濕空氣定壓冷卻到飽和時的溫度，它對應于濕空氣中水蒸氣分壓力下的飽和溫度。當含濕量不變時，水蒸氣分壓力不變，所以露點溫度也不變。濕空氣的干球溫度會影響濕空氣的狀態(tài)，進而影響水蒸氣分壓力和含濕量，所以與露點溫度是有關系的。三、判斷題1.熱量和功都是過程量，所以它們的性質(zhì)是相同的。（）答案：錯誤。熱量和功雖然都是過程量，但它們的傳遞方式和本質(zhì)不同。熱量是由于溫度差引起的能量傳遞，而功是通過力的作用在力的方向上發(fā)生位移而傳遞的能量。2.理想氣體的絕熱過程一定是等熵過程。（）答案：錯誤。只有可逆的絕熱過程才是等熵過程，對于不可逆的絕熱過程，由于存在不可逆因素，熵是增加的。3.卡諾循環(huán)是實際中可以實現(xiàn)的最理想的循環(huán)。（）答案：錯誤?？ㄖZ循環(huán)是一種理想的可逆循環(huán)，在實際中由于存在各種不可逆因素，如摩擦、傳熱溫差等，是無法實現(xiàn)的。4.水蒸氣的定壓發(fā)生過程可以分為三個階段：預熱階段、汽化階段和過熱階段。（）答案：正確。在定壓下對水加熱，首先是水從未飽和水被加熱到飽和水，這是預熱階段；然后飽和水繼續(xù)加熱變?yōu)楦娠柡驼羝?，這是汽化階段；最后干飽和蒸汽再加熱成為過熱蒸汽，這是過熱階段。5.濕空氣的相對濕度越大，其含濕量也越大。（）答案：錯誤。相對濕度是濕空氣中水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比，含濕量是濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量與干空氣質(zhì)量之比。相對濕度還與溫度有關，在不同溫度下，即使相對濕度相同，含濕量也可能不同。四、簡答題1.簡述熱力學第二定律的克勞修斯表述和開爾文-普朗克表述。答案：克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化。它強調(diào)了熱量傳遞的方向性，熱量自發(fā)地只能從高溫物體傳向低溫物體，如果要實現(xiàn)從低溫物體向高溫物體傳遞熱量，必須消耗外界的功等其他代價。開爾文-普朗克表述：不可能從單一熱源取熱，并使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響。這表明熱功轉換是有方向性的，要連續(xù)地將熱轉換為功，至少需要兩個熱源。2.什么是回熱循環(huán)？采用回熱循環(huán)為什么能提高循環(huán)熱效率？答案：回熱循環(huán)是指在朗肯循環(huán)的基礎上，從汽輪機的某些中間部位抽出部分已經(jīng)做了一定功的蒸汽，用來加熱進入鍋爐的給水，這樣的循環(huán)稱為回熱循環(huán)。采用回熱循環(huán)能提高循環(huán)熱效率的原因是：在朗肯循環(huán)中，工質(zhì)在鍋爐中的平均吸熱溫度較低，通過回熱，利用抽汽加熱給水，使進入鍋爐的給水溫度提高，從而提高了工質(zhì)在鍋爐中的平均吸熱溫度，根據(jù)卡諾循環(huán)熱效率原理，在放熱溫度不變的情況下，平均吸熱溫度提高，循環(huán)熱效率就會提高。同時，減少了冷源損失，因為部分蒸汽不進入凝汽器放熱，而是用于加熱給水。3.說明絕熱過程、等熵過程和定熵過程的區(qū)別與聯(lián)系。答案：絕熱過程是指系統(tǒng)與外界沒有熱量交換的過程，即\(\deltaQ=0\)。等熵過程是指熵保持不變的過程，即\(dS=0\)。定熵過程通常與等熵過程含義相同。聯(lián)系：可逆的絕熱過程一定是等熵過程，因為根據(jù)熵的定義\(dS=\deltaQ/T\)，可逆絕熱時\(\deltaQ=0\)，所以\(dS=0\)。區(qū)別：絕熱過程不一定是等熵過程，如果絕熱過程是不可逆的，由于存在不可逆因素（如摩擦等），會產(chǎn)生熵產(chǎn)，導致熵增加，此時絕熱過程就不是等熵過程。五、計算題1.某理想氣體在定容過程中，吸收熱量\(500kJ\)，已知該氣體的定容比熱容\(c_v=0.717kJ/(kg\cdotK)\)，質(zhì)量\(m=2kg\)，求氣體溫度的變化量。解：根據(jù)定容過程的熱量計算公式\(Q=mc_v\DeltaT\)。已知\(Q=500kJ\)，\(m=2kg\)，\(c_v=0.717kJ/(kg\cdotK)\)。則\(\DeltaT=\frac{Q}{mc_v}=\frac{500}{2\times0.717}\approx349K\)。2.一卡諾熱機工作在溫度為\(1000K\)的高溫熱源和\(300K\)的低溫熱源之間，若熱機從高溫熱源吸收熱量\(2000kJ\)，求熱機的熱效率、對外做的功以及向低溫熱源放出的熱量。解：（1）卡諾熱機的熱效率\(\eta_{c}=1-\frac{T_2}{T_1}\)，其中\(zhòng)(T_1=1000K\)，\(T_2=300K\)。\(\eta_{c}=1-\frac{300}{1000}=0.7\