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1、公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-工程热力学-1.5理想气体基本热力过程及气体压缩单选题1.容积为2m3的储气罐内盛有t120、P1500kPa的空气已知Cp1（江南博哥）.005kJ/（kgK），Rg0.287kJ/（kgK）。若使压力提高到P21MPa，空气的温度将升高到()。2006年真题A.313B.40C.400D.350 正确答案：A参考解析：由理想气体状态方程pVmRgT可知，在定容过程中，压力与温度成正比，即p1/p2T1/T2。因此，当压力提高到P21MPa，空气的温度T2T1P2/P1（20273）1/0.5586K313。单选题2.某热力过程中，氮气初态为v11
2、.2m3/kg和p10.1MPa，终态为v20.4m3/kg和p20.6MPa，该过程的多变比热容cn为()。2014年真题A.271J/（kgK）B.297J/（kgK）C.445J/（kgK）D.742J/（kgK） 正确答案：A参考解析：计算步骤如下：计算多变指数n。多变指数n的计算公式为：nln（p2/p1）/ln（v1/v2）ln（0.6/0.1）/ln（1.2/0.4）1.631。计算恒容比热容cv。氮气为双原子气体，绝热指数k1.4，氮气的摩尔质量M为28g/mol，气体常数R取8.314J/（molK），根据恒容比热容计算公式，计算氮气的恒容比热容：cvRg/（k1）（R/M）
3、1/（k1）（8.314/28）1/（1.41）742J/（kgK）。计算多变比热容cn。氮气的恒容比热容cv742J/（kgK），多变比热容cn为：cn（nk）/（n1）cv（1.6311.4）/（1.6311）742271J/（kgK）。单选题4.在一个刚体绝热系统中理想气体进行自由膨胀，其过程是()。2019年真题A.等压过程B.等温过程C.等熵过程D.多变过程 正确答案：D参考解析：A项，等压过程为压力不变的过程；B项，等温过程为温度不变的过程；C项，等熵过程为绝热过程，热量变化为零的过程；D项，多变过程中，pvn0。在一个刚体绝热系统中理想气体进行自由膨胀的过程为不可逆过程，故其为多
4、变过程。单选题5.活塞式压缩机留有余隙的主要目的是()。2018年真题A.减少压缩制气过程耗功B.运行平稳和安全C.增加产气量D.避免高温 正确答案：B参考解析：活塞式压缩机留有余隙的主要目的是保证压缩机的安全平稳运行，防止活塞受热膨胀撞击气缸底部。而留有余隙容积后会使得压缩机容积效率减小，实际输气量低于理论输气量，而实际耗功量与理论耗功量相同。单选题6.压气机最理想的压缩过程是采用()。2007年真题A.nk的绝热压缩过程B.n1的定温压缩过程C.1nk的多变压缩过程D.nk的多变压缩过程 正确答案：B参考解析：从同一初态压缩到某预定压力终态，定温过程（n1）的耗功量最小，压缩终了的排气温度
5、也最低，如图1-5-1所示。所以定温过程（n1）是压气机最理想的压缩过程，但是实际过程中很难达到定温压缩，工程上根据具体情况调整压缩比。a）b）图1-5-1压气机三种压缩过程单选题7.采用任何类型的压气机对气体进行压缩，所消耗的功都可用下式计算()。2005年真题A.wtqhB.wthC.wtqD. 正确答案：A参考解析：压气机耗功可用技术功表示，因此任何类型的压缩过程压气机所消耗功的计算均可利用热力学第一定律的第二解析式，其表达示为：wtqh。式中，wt为技术功；q为热量；h为焓变。B项，在绝热压缩过程中，q0，则wth适用于绝热压缩过程；C项，wtqu适用于闭口系统的压缩过程；D项，适用于
6、可逆压缩过程。单选题8.空气进行可逆绝热压缩，压缩比为6.5，初始温度为27，则终了时气体温度可达()。2011年真题A.512KB.450KC.168D.46 正确答案：A参考解析：空气进行可逆绝热压缩是等熵过程。等熵过程温度与压力之间的关系为：由题意可得，空气的绝热指数k1.4，压缩比p2/p16.5，初始温度T127273300K，代入已知数据可得，终了时的气体温度T2为：单选题9.压气机压缩制气过程有三种典型过程，即等温过程、绝热过程和多变过程，在同样初始条件和达到同样压缩比的条件下，三者耗功量之间的正确关系为()。2012年真题A.W等温W多变W绝热B.W等温W多变W绝热C.W等温W
7、多变W绝热D.不确定 正确答案：C参考解析：p-v图上曲线与坐标轴所围图形的面积即为循环消耗的功。同样的初终状态、压缩比条件下，由图1-5-2所示三种热力过程与p轴围成的面积大小可知，等温压缩功耗最小，绝热压缩功耗最高，实际的压气机的多变压缩过程耗功介于二者之间，即W等温W多变W绝热。图1-5-2压气机压缩过程单选题10.1kg空气从压力3MPa和温度800K，进行一不可逆膨胀过程到达终态，其终态压力为1.5MPa，温度为700K。若空气的气体常数为0.287kJ/（kgK）、绝热指数为1.4，此过程中空气的熵变化量是()。2007年真题A.64.8kJ/（kgK）B.64.8J/（kgK）C
8、.52.37kJ/kgD.102.3J/（kgK） 正确答案：B参考解析：理想气体熵变的计算公式为：scpln（T2/T1）Rgln（p2/p1）。式中，cp为定压比热容，本题中，cpkRg（k1）1.40.287/（1.41）1.0045kJ/（kgK）；T1、T2分别为初末状态下的温度，本题中，T1800K，T2700K；Rg为气体的气体常数，本题中，Rg0.287kJ/（kgK）；p1、p2分别为初末状态的压力，本题中，p13MPa，p21.5MPa。因此，熵变化量s1.0045ln（700/800）0.287ln（1.5/3）0.0648kJ/（kgK）64.8J/（kgK）。单选题1
9、1.某理想气体的初终态分别为V11.5m3，p10.2MPa，V2ub0.5m3，p2sub1.0MPa，则多变指数n为()。2010年真题A.1.47B.1.35C.1.25D.1.10 正确答案：A参考解析：多变过程的计算公式为：p1V1np2V2n，即V2n/V1np1/p2。所以，多变指数n的计算式为：nln（p2/p1）/ln（V1/V2）ln（1/0.2）/ln（1.5/0.5）1.47。单选题12.理想气体定温膨胀，必然有()。A.QWB.QWC.QWD.Q与W无关 正确答案：A参考解析：理想气体的内能仅与温度有关，所以理想气体定温膨胀过程中，内能变化为零即U0。根据热力学第一定
10、律QWU，则QW。单选题13.在有关理想气体4种基本过程特征的下列陈述中，()不正确。A.定容加热过程中，加热量全部提高了系统的热力学能B.定压过程中，系统必定输出体积变化功而热力学能增大C.定温加热过程中，加热量全部用于系统做体积膨胀功D.绝热膨胀过程中，系统减少热力学能而输出体积变化功 正确答案：B参考解析：热力学第一定律表达式为：QWU。式中，Q和W分别表示一闭口系统在与外界相互作用的过程中，通过边界传递的热量和功；U为系统热力学能的变化量。A项，定容加热过程中，W0，因此QU，即加热量全部提高了系统的热力学能。B项，定压过程包括系统输出功和输入功两种情况，热力学能有可能增大也有可能减小
11、。C项，定温加热过程，由于理想气体热力学能为温度的函数，则U0，QW，即加热量全部用于系统做体积膨胀功。D项，绝热膨胀过程，Q0，WU，即系统减少热力学能而输出体积变化功。单选题14.某理想气体吸收4349kJ的热量作定压变化。设定容比热容为0.741kJ/（kgK），气体常数为0.297kJ/（kgK），则该理想气体对外所作的功为()。A.3105kJB.1244kJC.4189kJD.5593kJ 正确答案：B参考解析：理想气体定容比热容与定压比热容的关系为：cpcvRg。因此，定压比热容cpRgcv0.7410.2971.038kJ/（kgK）。热力学第一定律表达式为：qwu或qwth。
12、理想气体做定压变化，技术功wt0，则热量qhcpT，温度Tq/cp4349/1.0384189.79K。气体吸收热量一部分来自气体内能的增加，一部分来自气体做功，则理想气体对外所作的功wqucpTcvT（cpcv）T0.2974189.791244kJ。单选题15.1kg空气自初态（p1，v1）经可逆膨胀到终态（p2，v2），膨胀过程的多变指数n1.6，该过程中q、w和u的变化情况为()。A.q0，w0，u0B.q0，w0，u0C.q0，w0，u0D.q0，w0，u0 正确答案：D参考解析：根据n1.6可知，对于多原子气体，绝热指数k1.3，则kn。又因为该过程为可逆膨胀，w0，n的过程为定容
13、过程，则该过程线应在n处的左边。综上所述，该过程线在第四象限且处于nk和n之间，根据图1-5-3热力过程图可得q0，u0，w0。图1-5-3热力过程图单选题16.工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数()。A.0n1B.1nkC.nkD.n 正确答案：A参考解析：工质进行了一个吸热，升温，压力下降的多变过程，即q0，U0，p0。由图1-5-4可得，q0，则该过程线在nk线的上方；U0，则该过程线在n1线的上方；p0，则该过程线在n0线的下方。综上所述，该过程线在n0线与n1线之间，即0n1。图1-5-4热力过程图单选题17.1kg空气稳定流过控制体积，入口状态为p10.1MP
14、a，v10.897m3/kg，t140；出口状态为p20.565MPa，v20.224m3/kg，t2169。在此过程中，多变指数n_；当空气的体积变化功w148kJ/kg时，技术功wt_。()A.1.25；185kJ/kgB.1.25；148kJ/kgC.1.4；185kJ/kgD.1.4；148kJ/kg 正确答案：A参考解析：根据状态方程式p1v1np2v2n可知，则多变指数nln（p2/p1）/ln（v1/v2）ln（0.565/0.1）/ln（0.897/0.224）1.25。技术功的计算公式为：wtw（p2v2p1v1）148（0.5650.2241000.897）103185kJ/kg。单选题18.气机采用三级压缩，P1是压气机第一级进口压力，P4是最后一级的出口压力，则最佳的压力比为()。A.P4/3B.C.D. 正确答案：B参考解析：多级压缩最佳压缩比是各级间压力比相等，当压缩机采用n级压缩时，压力比。所以三级压缩时，。