爱华网工程热力学复习题二
一、填空题
1．系统的总储存能包括______和______的总和。
2．热力学能是物体因分子______而具有的能量，包括______和______两部分，前者是______的函数，后者是______的函数，所以热力学能是______参数。
3．空气经一热力过程后热力学能增加67kJ，并消耗外功1257kJ，则此过程为______过程。（填吸热或放热）
4．一元稳定流动的能量方程式是（1kg工质）______，它适用于______过程。
5．焓的定义式为______，其物理意义是______。
6．推动功只有在工质______时才有意义。技术功等于______和______的代数和，所以技术功只对______系统才有意义。
7．稳定流动能量方程式用于汽轮机时可简化为____________，应用于锅炉时可简化为____________。
8．为了确定高压下稠密气体的性质，取2kg气体在25MPa下从350K定压加热到370K，气体初、终状态的体积分别为0.03m³和0.035m³，加入气体的热量为700kJ，则初、终状态下气体热力学能的差值等于_______。
9．已知国产12.5万kW汽轮机高压缸进口的蒸汽焓h1=3461.46kJ/kg,出口焓h2=3073.97kJ/kg,蒸汽流量为380t/h，则汽轮机高压缸产生的功率为________Kw。
二、判断题
1．工质进行膨胀时必须对其进行加热。
2．气体膨胀时一定对外作功。
3．系统对外作功后，其储存能量必定减少。
4．系统放热，温度必定降低。
5．由于功是过程量，故推动功也是过程量。
6. 闭口系能量方程和开口系稳定流动能量方程的本质是不一样的。
7．由于Q和W都是过程量，故（Q-W）也是工程量。
8．无论过程可逆与否，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态热力学
三、选择题
1．膨胀功扣除流动净功即为：
（1）轴功（2）技术功（3）输出的正功
2．开口系统中，推动功究竟属于下面哪一种形式的能量：
（1）进、出系统中，流体本身所具有的能量。
（2）后面的流体对进、出系统的流体为克服界面阻碍而传递的能量。
（3）系统中工质进行状态变化由热能转化而来的能量。
3．气体在某一热力过程中吸热50kJ，同时热力学能增加90kJ,则过程为：
(1)压缩过程（2）膨胀过程（3）体积保持不变
4．下列说法中正确的是：
（1）气体吸热时学能一定增加。（2）气体一定要吸收热量后才能对外作功
（3）气体被压缩时一定消耗外功。
5．下列热力学第一定律的表述式中正确的是：
（1）q=Δh-∫²₁vdp (2)δq=dh+δW(3)Q=ΔU+∫²₁pdv
四、问答题
1．判断下列各式是否正确，并说明原因？若正确，指出其应用条件：
（1）q=Δu+Δw(2) δq=du+δw(3)δq=dh-vdp
2. 对某可逆过程，用焓表示的热力学第一定律表达式是什么？是怎样得来的？
3. 简要说明膨胀功、推动工、轴功和技术功四者之间有何联系和区别？如何在p-v图上表示膨胀工和技术功的大小？
4．为什么推动功出现在开口系能量方程式中，而不出现在闭口系能量方程式中？
五、计算题
1．气体在某一过程中吸入热量12kJ,同时热力学能增加20kJ。问此过程是膨胀过程还是压缩过程？
气体与外界交换的功量是多少？
2．某火电厂机组发电功率为25000kW。已知煤的发热量为29000kJ/kg,发电厂效率为28﹪,。试求;（1）该电厂每昼夜要消耗多少吨煤？（2）每发1kwh电要消耗多少kg煤？
3．一定量气体在汽缸内初容积为0.134m³,可逆地膨胀至容积0.4m³,气体压力在膨胀过程中保持2×105Pa不变。若过程中加给气体的热量为80kJ,求气体的热力学能变化了多少？
4．一闭口热力系中工质沿acb途径由状态a变到b时吸入热量80kJ,并对外作功30kJ，如图2-1所示。问：
（1）如果沿途经ad变化时，对外作功10kJ,则进入系统的能量是多少？
（2）当工质沿途经从b好返回a时，外界对工质作功20kJ,此时工质是吸热还是放热？其量是多少？
（3）当Ua=0,Ud=40kJ时，过程ad和db中与外界交换的热量是多少？
图2-1 （横坐标为v,纵坐标为p,左上c,左下a,右上b,右下d）
5．某蒸汽锅炉给水的焓为62kJ/kg,产生的蒸汽焓为2721kJ/kg。已知锅炉蒸汽产量为4000kg/h,锅炉每小耗煤600kg，煤的发热量为25000kJ/kg.求锅炉的热效率（锅炉热效率是指锅炉每小时由水变为蒸汽所吸收的热量与同时间内锅炉所消耗燃料的发热量比）？
6．对定量的某种气体加热100kJ,使之由状态1沿途经a变之状态2，同时对外作功60kJ。若外界对该气体作功40kJ,迫使它从状态2沿途经b返回至状态1。问返回过程中工质需吸热还是向外放热？其量是多少？
7．某台锅炉每小时生产水蒸气30t，已知供给锅炉的水的焓值为417kJ/kg,而锅炉产生的水蒸气的焓为2487kJ/kg.煤的发热量为30000kJ/kg,当锅炉效率为0。85时，求锅炉每小时的耗煤量。
答案
一 、填空题
1．内部储存能，外部储存能
2．热运动，内运动，内位能，温度，比体积，状态
3．放热
4．q=（h2-h1）+1/2(c22-c12)+g(z2-z1)+ws,一元稳定流动的任何过程
5．h=u+pv,工质在流动状态下所具有的总能量中与热力状态有关的那部分能量
6．流动，膨胀功，推动工，开口
7．ws=h1-h2,q=h2-h1
8. 575kJ
9．4.09×104kW
二、判断题
1．×。在绝热膨胀过程中，可通过工质热力学能的减少来实现对外作功。
2. ×。如自由膨胀过程中，气体对外并不作功。
3．×。系统对外作功后，其储存能是否减少是由热力学第一定律确定的。如系统对外作功的同时，从外界吸热，且其吸热量足以抵补作功量，则其储存能就不一定减少。
4．×。系统放热的同时，如对系统加入的功转变为热的数量大于系统的放热量，则系统的温度还可能升高。
5．×。由于推动功是工质在流动过程中所传递的功，它并不改变工质的热力状态，是与压力和比体积有关的压力势能，因此它不是过程量，而是一种状态量。
6．×。两种能量方程的本质是相同的，均反映热变功的根本途径是工质膨胀作功，其大小为去q-Δu的那部分膨胀功。
7．×。根据热力学第一定律，Q-W=ΔU，是状态量。
8．√。
三、选择题
1． （2） 2.(2) 3.(1)4.(3)5. (1)
四、问答题
1． 答：（1）不正确，功是过程量，不能写成ΔW
（2）正确，适用于任何工质组成的闭口系统和任何过程。
（3）正确。适用于任何工质组成的开口系统和可逆过程。
2． 答：δq=dh-vdp
由热力学第一定律的数学表达式和焓的定义式，可得：
Δq=du+pdv=⌠dh-d(pv)⌡+pdv
=dh-pdv-vdp+pdv
=dh-vdp
3．答：膨胀功（w）是工质体积变化产生的功，是基本功。推动功（pv）是工质在流动过程中所传递的功。膨胀功和推动功的代数和为技术功（wt）,它是工程上可以利用的功量。轴功（ws）是指从机器轴端输出的有用功，它等于技术功与流动工质的动、位能变化量的代数和，即
Wt=w-(p2v2-p1v1)
Wt=1/2(c²2-c²1)+g(z2-z1)+ws
p-v图上过程线在v轴上的投影面积可表示膨胀功的大小，过程线在p轴上的投影面积可表示技术功的大小。
4．答：推动功是由流进（出）系统的工质传递而由工质后面的物质系统做出的。对于闭口系统，不存在工质的流进（出），所以不存在这样进行传递的功。
五、计算题
1． 此过程为压缩过程，W=-8kJ
2．（1）266t, （2）0.443kg
3．ΔU=26kJ
4．（1）Qadb=60kJ (2)Qba=-70kJ(3)Qad=50kJ, Qdb=10kJ
5. 70﹪
6. 放出热量，Q2b1=-80kJ
7. 2.89t/h
8. (1)p1=pg+pb=9.1013MPa,p2=pb-pv=0.0039MPa
(2)Ws=Q-qm(h2-h1)=4.7x107kJ/h,汽轮机功率为P=13066kW
