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1、工程热力学知识点一是非题1两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。2闭口系统进行一放热经过，其熵一定减少3容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。4理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为kkppTT112125对所研究的各种热力现象都能够按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。6工质在一样的初、终态之间进行可逆与不可逆经过，则工质熵的变化是一样的。7对于过热水蒸气，干度1x8对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。9膨胀功、流动功和技术功都是与经过的途径有关的经过量10已知露
2、点温度dt、含湿量d即能确定湿空气的状态。二选择题10分1假如热机从热源吸热100kJ，对外作功100kJ，则。A违背热力学第一定律；B违背热力学第二定律；C不违背第一、第二定律；DA和B。2压力为10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为。A流速减小，流量不变B流速不变，流量增加C流速不变，流量不变D流速减小，流量增大3系统在可逆经过中与外界传递的热量，其数值大小取决于。A系统的初、终态；B系统所经历的经过；CA和B；D系统的熵变。4不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是。A全部水变成水蒸汽B部分水变成水蒸汽C部分或全部水变成
3、水蒸汽D不能确定5经过是可逆经过。A.能够从终态回复到初态的B.没有摩擦的C.没有摩擦的准静态经过D.没有温差的三填空题10分1理想气体多变经过中，工质放热压缩升温的多变指数的范围_2蒸汽的干度定义为_。3水蒸汽的汽化潜热在低温时较_，在高温时较_，在临界温度为_。4理想气体的多变比热公式为_5采用Z级冷却的压气机，其最佳压力比公式为_四、名词解释每题2分，共8分1卡诺定理：2理想气体3水蒸气的汽化潜热5含湿量五简答题8分1.证实绝热经过方程式2.已知房间内湿空气的dt、wett温度，试用Hd图定性确实定湿空气状态。六计算题共54分1质量为2kg的某理想气体，在可逆多变经过中，压力从0.5MP
4、a降至0.1MPa，温度从162降至27，作出膨胀功267kJ，从外界吸收热量66.8kJ。试求该理想气体的定值比热容pc和VckJ/(kgK)，并将此多变经过表示在vp图和sT图上图上先画出4个基本热力经过线。14分2某蒸汽动力循环。汽轮机进口蒸汽参数为p1=13.5bar，t1=370,汽轮机出口蒸汽参数为p2=0.08bar的干饱和蒸汽，设环境温度t0=20,试求：汽轮机的实际功量、理想功量、相对内效率15分3压气机产生压力为6bar，流量为20kg/s的压缩空气，已知压气机进口状态1p=1bar，1t=20，如为不可逆绝热压缩，实际消耗功是理论轴功的1.15倍，求压气机出口温度2t及实
5、际消耗功率P。已知：空气pc=1.004kJ/(kgK)，气体常数R=0.287kJ/(kgK)。15分4一卡诺循环，已知两热源的温度t1=527、T2=27,循环吸热量Q1=2500KJ，试求：A循环的作功量。B排放给冷源的热量及冷源熵的增加。(10分)一是非题10分1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、二选择题10分1、B2、A3、A4、A5、C三填空题10分1、大于0，小于;2、湿蒸汽中含干蒸汽的质量/湿蒸汽的总质量3、小，大，04、1nvnccn5、i=PZ+1/P11/Z四、名词解释每题2分，共8分卡诺定理：1所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切可逆循环，其热效率都相等，与采用
6、哪种工质无关。2在同温热源与同温冷源之间的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。理想气体：气体分子本身所具有的体积与其所活动的空间相比非常小，分子本身的体积能够忽略，而分子间平均距离很大，分子间互相吸引力小到能够忽略不计时，这种状态的气体便基本符合理想气体模型。水蒸气的汽化潜热：将1kg饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所需的热量。相对湿度：湿空气的绝对湿度v与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s的比值，称为相对湿度。五简答题8分1、证实：据能量方程：由于pvTR，代入上式得即或整理得出上式即为绝热经过方程式。2、答：在hd图上，沿温度值为wett的温度线，与相对湿度线100%交于一点a，从a点沿
7、等焓线与温度值为t的温度线交于一点b，b点几位室内空气状态参数。如右图所示。六计算题共54分1、pc=1.2437kJ/kg?K和Vc=0.9567kJ/kg?K2、背压为0.275MPa，出口流速12526.3kg/s3、实际功量617.6kJ/kg,理想功量kJ/kg,相对内效率0.6614、功量：1562.5kJ,排放给冷源的热量937.5kJ,冷源熵的增加3.125kJ/K一是非题10分1系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下，不考虑外力场作用，宏观热力性质不随时间而变化的状态。2不管经过能否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。3工质经历一可逆循环，其ds=0，而
8、工质经历一不可逆循环，其ds0。4理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为kkppTT112125对一渐放型喷管，当进口流速为超音速时，可做扩压管使用。6对于过热水蒸气，干度1x7在研究热力系统能量平衡时，存在下列关系式：sursysEE=恒量，Ssys+Ssur=恒量。8对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。9膨胀功、流动功和技术功都是与经过途径有关的经过量10在管道内定熵流动经过中，各点的滞止参数都一样。二选择题10分1湿蒸汽经定温膨胀经过后其内能变化_AU=0BU0CU0DU0或U02压气机压缩气体所耗理论轴功为_Apd
9、v12Bdpv()12Cpdu12p1v1p2v3多级共Z级压气机压力比的分配原则应是_Ai=PZ+1+P1/ZBi=PZ+1/P11/ZCi=PZ+1/P1Di=PZ+1/P1/Z4工质熵减少的经过_A不能进行B能够进行C必须伴随自发经过才能进行5闭口系统功的计算式W=U1U2_适用于可逆与不可逆的绝热经过。只适用于绝热自由膨胀经过。只适用于理想气体的绝热经过。只适用于可逆绝热经过。三填空题10分1理想气体多变指数n=1，系统与外界传热量q=_；多变指数n=，系统与外界传热量q=_。2卡诺循环包括两个_经过和两个_经过3水蒸汽的汽化潜热在低温时较_，在高温时较_，在临界温度为_。4在TS图上
10、，定压线的斜率是_；定容线的斜率是_5理想气体音速的计算式：_，马赫数的定义式为：_四、名词解释每题2分，共8分1孤立系统2焓3热力学第二定律及数学表达式5相对湿度五简答题8分1.闭口系统从温度为300K的热源中取热500kJ，系统熵增加20kJK，问这一经过能否实现，为什么2.已知房间内湿空气的t、wett温度，试用Hd图定性确实定湿空气状态。六计算题共54分1空气的初态为p1=150kPa，t1=27，今压缩2kg空气，使其容积为原来的41。若分别进行可逆定温压缩和可逆绝热压缩，求这两种情况下的终态参数，经过热量、功量以及内能的变化，并画出p-v图，比拟两种压缩经过功量的大小。空气：pc=
11、1.004kJ/(kgK)，R=0.287kJ/(kgK)20分2某热机在T1=1800K和T2=450K的热源间进行卡诺循环，若工质从热源吸热1000KJ，试计算：A循环的最大功？B假如工质在吸热经过中与高温热源的温差为100K，在经过中与低温热源的温差为50K，则该热量中能转变为多少功？热效率是多少？C假如循环经过中，不仅存在传热温差，并由于摩擦使循环功减小10KJ，则热机的热效率是多少？14分3已知气体燃烧产物的cp=1.089kJ/kgK和k=1.36，并以流量m=45kg/s流经一喷管，进口p1=1bar、T1=1100K、c1=1800m/s。喷管出口气体的压力p2=0.343ba
12、r，喷管的流量系数cd=0.96；喷管效率为=0.88。求适宜的喉部截面积、喷管出口的截面积和出口温度。空气：pc=1.004kJ/(kgK)，R=0.287kJ/(kgK)20分一是非题10分1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、二选择题10分1、B2、C3、B4、B5、A三填空题10分1、功W;内能U2、定温变化经过，定熵变化3、小，大，04、对数曲线，对数曲线5、akpvkRT，cMa四、名词解释每题2分，共8分孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统。焓：为简化计算，将流动工质传递的总能量中，取决于工质的热力状态的那部分能量，写在一起，引入一新的物理量，称为焓。热
13、力学第二定律：克劳修斯(Clausius)讲法：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。开尔文一浦朗克(KelvinPlank)讲法：不可能制造只从一个热源取热使之完全变成机械能而不引起其他变化的循环发动机。相对湿度：湿空气的绝对湿度v与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s的比值，称为相对湿度。五简答题8分1、答：能实现对于可逆经过的熵有：qdsT，则系统从热源取热时的可能到达的最小熵增为：5001.67/300kJdskJkK，20/1.67/skJkkJk，因而该经过是能够实现的。2、答：在hd图上，沿温度值为wett的温度线，与相对湿度线100%交于一点a，从a点沿等焓线与温度值
14、为t的温度线交于一点b，b点几位室内空气状态参数。如右图所示。六计算题共54分1解：1、定温压缩经过时：据理想气体状态方程：pVmRT可知初状态下体积：31320.287(27273)114815010mRTVmp据：112212pVpVTT，定温经过，即21TT，且32112874VVm，因而有1211244150600VpppkPaV即定温压缩终态参数为：2300TK，32287Vm，2600pkPa等温经过，内能变化为零，即：0UkJ压缩功：12150ln20.287300ln238.7600pWmRTkJp据热力学第一定律：QUW该经过放出热量：238.7QWkJ2、可逆绝热压缩经过：
15、同样可知：32112874VVm据绝热经过方程式：1122kkpvpv1.41212()15041044.7kvppkPav据：12112()kkTvTv，可知：11.4111.4212()(27273)4445.8kkvTTKv即可逆绝热压缩终态参数为：32287Vm，21044.7pkPa，2445.8TK由于该经过为可逆绝热压缩，因而：0QkJ内能变化为：21()(1.0040.287)(445.8300)104.5vUcTTkJ经过的压缩功为：104.5W解：A根据卡诺循环时，热效率为：UkJ22114501175%1800TWQT能够到达的最大的功为：1100075%750WQkJB
16、工质在吸热经过中与高温热源的温差为100K，在经过中与低温热源的温差为50K的情况下：211450501170.6%1800100TWQT转变的功为：答案：喉部截面积321.0cfm2，喷管出口的截面积1100070.6%706WQkJ320.438fm2，出口截面处气体的温度为828.67K工程热力学与传热学概念整理第一章、基本概念1.热力系：根据研究问题的需要，人为地选取一定范围内的物质作为研究对象，称为热力系统，建成系统。热力系以外的物质称为外界；热力系与外界的交界面称为边界。2.闭口系：热力系与外界无物质交换的系统。开口系：热力系与外界有物质交换的系统。绝热系：热力系与外界无热量交换的
17、系统。孤立系：热力系与外界无任何物质和能量交换的系统3.工质：用来实现能量像话转换的媒介称为工质。4.状态：热力系在某一霎时所呈现的物理状况成为系统的状态，状态能够分为平衡态和非平衡态两种。5.平衡状态：在没有外界作用的情况下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。实现平衡态的充要条件：系统内部与外界之间的各种不平衡势差力差、温差、化学势差的消失。6.强度参数：与系统所含工质的数量无关的状态参数。广延参数：与系统所含工质的数量有关的状态参数。比参数：单位质量的广延参数具有的强度参数的性质。基本状态参数：能够用仪器直接测量的参数。7.压力：单位面积上所承受的垂直作用力。对于气体，实际上是气体分子运动
18、撞击壁面，在单位面积上所呈现的平均作用力。8.温度T：温度T是确定一个系统能否与其它系统处于热平衡的参数。换言之，温度是热力平衡的唯一判据。9.热力学温标：是建立在热力学第二定律的基础上而不完全依靠测温物质性质的温标。它采用开尔文作为度量温度的单位，规定水的汽、液、固三相平衡共存的状态点三相点为基准点，并规定此点的温度为273.16K。10状态参数坐标图：对于只要两个独立参数的坐标系，能够任选两个参数组成二维平面坐标图来描绘被确定的平衡状态，这种坐标图称为状态参数坐标图。11.热力经过：热力系从一个状态参数向另一个状态参数变化时所经历的全部状态的总和。12.热力循环：工质由某一初态出发，经历一
19、系列状态变化后，又回到原来初始的封闭热力循环经过称为热力循环，简称循环。13.准平衡经过：由一系列连续的平衡状态组成的经过称为准平衡经过，也成准静态经过。实现条件：推动经过进行的势差无限小。这样保证系统在任意时刻皆无限接近平衡状态。14.可逆经过：假如一个系统完成一个热力经过后，再沿原途径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态，而不留下任何变化的经过。实现条件：经过为准静态经过且无任何耗散效应。15.状态量：描绘工质状态的参数。16.功：系统与外界之间在压力差的推动下，通过宏观有序运动有规则运动的方式传递的能量。17.热：系统与外界在温差的推动下，通过微观粒子的无需运动无规则运动的方式传递的
20、能量。第二章、热力学第一定律1.热力学第一定律：当热量与其他形式的能量互相转化时，能的总量保持不变。热力学第一定律可以表述为：第一类永动机是不可能制造成功的。2.内部储存能：热力学能状态参数它包括：1分子热运动构成的内动能，它是温度的参数。2分子间互相作用构成的内位能，它是比体积的参数。3维持一定分子构造的化学能、原子核内部的原子能及电磁场作用下电磁能。3.外部储存能：需要用在系统外的参考坐标测量的参数表示的能量称为外部储存能，它包括系统的宏观动能和重力位能。4.迁移能：功和热量都是系统与外界所传递的能量，而不是系统本身具有的能量，与经过有关的经过量称为迁移能。5.体积变化功W：系统体积变化时
21、完成的膨胀功或压缩功统称为体积变化功。6.推动功：开口系因工质流动传递的功。7.技术工：技术上能够利用的功称为技术工，它是稳定流系统的动能、位能的增量和轴功三项的总和，即SzftWmgCmW+?+?=221。8.有用功和无用功：但凡能够用来提升重物、驱动机器的功称为有用功；反之，则称为无用功。9.焓：焓的定义式为pVUH+=或pvuh+=由于在流动经过中，工质携带的能量除热力学能外，总伴有推动功，所以为工程应用的方便起见，把U和pV组合起来，引入推动功。焓能够理解为由于工质流动而携带的，并取决于热力状态参数的能量，及热力学能与推动功的总和。10.稳定流动：开口系内任意一点的工质状态参数不随时间
22、的流动经过称为稳定流动。实现稳定流动的必要条件：进出口截面的参数不随时间而改变。：系统与外界的功和热量的交换不随时间而改变。：工质的质量流量不随时间而改变，且进出口质量流量相等。能够概括为：系统与外界进行物质和能量交换不随时间而改变。11.总能：热力学能与宏观运动动能及位能的总和，叫做工质的储存能，简称总能。zfmgmCUE?+=221第三章、理想气体的性质与经过1.理想气体：理性气体实际上是一种并不存在的假想气体，其分子是些弹性的、不详细积的点，分子之间没有互相作用力。2.克拉贝隆方程：表示理想气体在任一平衡状态时P、V、T之间的关系的方程式3.热容：物体的温度升高1K或1所需要的热量。4.
23、绝热经过：状态变化的任何微元经过中系统与外界不交换热量的经过。第四章、热力学第二定律1.自发经过：在自然界中能够独立、无条件自动进行的经过。2.非自发经过：不能独立自动进行而需要外接帮助作为补充条件的经过。3.热力学第二定律的克劳修斯讲法：热不可能自发地、无条件地从低温物体转移至高温物体。非自发经过进行必须同时伴随一个自发经过作为代价，补充条件。4.热力学第二定律的开尔文讲法：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机，开尔文讲法意味着用任何技术手段都不可能使其取自热源的热全部转换为机械功，不可避免地有一部分要排给低温物体。5.卡诺定理：定理一：在一样温度的高
24、温热源和一样的温度的低温物体之间工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与可逆循环的种类物管，与采用哪一种工质也无关。定理二：在温度同为1T的热源和同为2T的冷源之间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。6.克劳修斯不等式：工质经过任意不可逆循环，微量rTQ沿整个循环积分必小于零，即压缩因子：温度、压力一样时的实际气体比体积与理想气体的比体积之比。2.束缚能：ST?是可逆定温条件下热力学能中无法转变为功的那部分，称为束缚能。第六章、蒸汽的热力性质1.饱和状态：当液体分子脱离外表的气化速度与气体分子回到液体中的凝结速度相等时，汽化与凝结经过固然仍在不断进行，但总的结果状态不再改变。这种液体和
25、整洁处于动态平衡的状态，称为饱和状态。2.临界点：当温度高过一定的温度cT时，液相不可能存在而只能是汽相。cT称为临界温度，与临界温度相对应的饱和压力称为临界压力。3.三相点：当压力低于tpP时，液相也不可能存在汽相或固相，tpP称为三项点压力，与三相压力点相对应的饱和温度tpt称为三相点温度。第七章、理想气体混合物及空气1.分压力iP：混合气体中第i种组元气体单独占有与混合气体一样的体积V，并处于混合气体一样的温度T时，所呈现的压力。2.分体积iV：混合气体中第i种组元气体在混合气体温度T和压力P单独存在时占有的体积。3.饱和湿空气：假如湿空气中水蒸气分压力VP到达了湿空气温度T所对应的饱和
26、压力sP，则成其为饱和湿空气，否则称为未饱和湿空气。4.露点：在一定的压力VP下，未饱和湿空气冷却到达饱和空气，即将结出露珠时的温度。5.干球温度：用普通温度计侧得的湿空气的温度。6.湿球温度：用纱布包裹的湿球温度计测得的湿纱布中水的温度。7.相对湿度：是空气中水蒸气分压力与同温度下水蒸气饱和压力之比。8.含湿量：单位质量的干空气所含的水蒸气的质量。9.湿空气的比焓：含有1Kg干空气的湿空气的焓值。10.绝热加湿：在绝热条件下像空气喷水，或水蒸气而向空气参加水蒸气的经过。第八章、气体和蒸汽的流动1.绝热滞至经过：气体在绝热流动经过中，因遭到某种物体的阻碍，而流速降低为零的经过2.节流现象：流体
27、在管道内流动时，有时流经阀门，孔板设备时，由于局部阻力，使流体压力降低，这种现象称为节流现象。第九章、气体和蒸汽的压缩1.余隙容积：在实际的活塞式压缩机中，由于制造公差，金属材料的热胀性及安装进、排气阀等零件的需要，当活塞运动到上死点位置时，在活塞顶面与气缸盖之间留有一定的间隙，该空间的容积称为余隙容积。第十章、热力循环及其装置1.活塞排量：上止点和下止点之间的气缸容积差。2.抽气式回热循环：从汽轮机的适当部位抽出尚未完全膨胀的，压力，温度相对较高的少量水蒸气去加热低温凝结水的循环方式。3.冷吨：1冷吨是1000Kg0的饱和水在24小时冷冻为0的冰所需要的制冷量，这个制冷量能够换算为386sKj/。