高等工程热力学总复习题.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑高等工程热力学总复习题 高等工程热力学总复习题 一、简答题 1. 与外界只有一种功量交换的单相简朴系统的状态参数都可以由两个独立的状态参数确定是否正确？ 答：不正确，对简朴可压缩系统的物理变化过程，确定系统平衡状态的独立状态参数只需两个但是对于化学回响的物系，不仅存在热与力两种不平衡势差，而且存在驱动化学回响的化学势差，并使参与回响的物质成分或者浓度发生变化，故确定其平衡状态往往需要两个以上的独立参数 2. 阐述膨胀功、技术功、轴功与推动功之间的联系与识别？ 答：膨胀功：由气体容积变化所引起的能量的变化； 技术功：工程中可以直接利用的那片面能量，包括动能、势能和轴功 轴功：通过进出口截面以外的边界（一般为机器的轴）所传递的功； 推进功：在进出口截面上，为推出工质出入系统所传递的功量； 稳定滚动中，工质受热膨胀而得到的膨胀功一片面用于补偿系统输出的净推动功，一片面用于增加滚动工质的滚动动能及重力势能，其余片面作为开口系统的轴功输出 即：膨胀功=技术功+推动功，技术功=轴功+动能+势能 3. 刚性容器绝热放气，试证明过程中容器内发生的是可逆绝热过程。

整个放气过程是可逆的吗？这过程中容器内总熵在裁减但可逆，和熵增原理违背吗？ 答：（1）证明： ?cTdm?cmdTcTdpVV?Q?dUc,v??Wnet????c2c2?????h??gz?m?h??gzout?????min22??out??inoutoutC,V?)dU?d?mu?mdu?udm?m(h?dUdm???mout?Tout?Tin 消去dm/m得： T2?P2?k?1???^T1P1k??这是梦想气体可逆过程计算公式中，定熵过程的计算公式，所以整个放气过程是可逆的 （2）在这一放气过程中，可以假象成又一个活塞把剩余气体与放出的气体分割开来举行的，但并不表示容积的总熵不变，由于有质量的流出，不是孤立系统，所以容积内的总熵是裁减的假设把全体气体以及外界看做是一个系统，考虑放出的气体在容积外的不成逆膨胀过程，所以系统的总熵是增加的假设把剩余气体和放出的气体看做是一个整体，那么系统是孤立系统，又由于是可逆绝热过程，系统的总熵是不变的所以这一过程与熵增原理不违背 4. 稳定气流对刚性容器绝热充气是可逆过程吗？若不是不成逆损失如何计算？ 答：不是可逆过程。

存在不成逆损失，熵产ΔSg>0取此刚性绝热容器为系统，绝热过程，所以熵流ΔSf=0，故ΔS=ΔSf+ΔSg=ΔSg，所以ΔSg=∫12Cv·dT/T + R·lnV2/V1，又V1=V2，所以ΔSg=Cv·lnT2/T1 对于开口系稳流熵方程为dScv = dSf + dSg + ∑ni=1δMinSin - ∑ni=1δMoutSout 稳定滚动时，dScv=0，δMout=0，δMin=δmdi，不成逆绝热过程dSf=0，所以dSg+δMinSin=0，因此Sg=-∫12Sinδmdi=（m1-m2）Sin 5. 冷量?如何定义与表述？公式推导？请表明与热量?的关系与不同？ 答：冷量?：当系统的温度比环境温度低的时候，储存在系统中的可以对外做功的那片面能量或者说当系统温度比环境温度低时，断定要对该系统做功才能达成温度比环境低，那么这个过程所做的功就是冷量?储存在冷量中 与热量?一致点：都是反映系统通过边界以传热的形式传递的能量 与热量?不同点：热量?与热量的正负一致，系统放出热量的同时也放出热量?；反之亦然；冷量?与热量正负相反，系统吸热放出冷量?，利用它对外做功。

热量?始终小于热量Q，而冷量?可等于、可大于、可小于冷量Q0 ExQ2?T0?S?Q2 6. 燃料的化学?是如何定义的？他与分散?、回响?的识别在哪？ 答：化学?：当系统在物理死态时，经可逆的物理（分散）或化学（回响）过程达成与环境化学平衡（成分一致）时，所能供给的那片面最大有用功 识别：化学?分为两类，一类是浓度变化引起的称为分散?，另一类由化学回响引起的，称为回响?，因此，分散?和回响?都是化学?的一种 7. 什么是回响热？生成热？回响热效应？回响热与回响热效应的识别是什么？什么是定容热效应？什么是定压热效应？什么处境下定压热效应与定容热效应近似相等？ 什么是标准定压热效应？工程中有何用途？ 答：回响热：化学回响中物系与外界交换的热量； 生成热：由一些单质或稳定元素化合成1kmol化合物时的热效应称该化合物的生成热； 回响热效应：当系统体验一个化学回响过程，只作容积变化功若所得生成物的温度与回响物温度相等，这时1kmol主要回响物或生成物所吸收或放出的热量； 识别：回响热是过程量，与回响过程有关；热效应是定温回响过程中不作有用功时的反 应热，是状态量； 定容热效应：在定温柔定容状态下的回响热效应称为定容热效应Qv=Up-UR； 定压热效应：在定温柔定压状态下的回响热效应称为定压热效应Qp=Hp-HR； 当回响物是固体和液体燃料、回响前后物质的量变化量等于零和燃烧回响分子数变化不 大的处境下，定压热效应和定容热效应近似相等； 标准定压热效应：规定在标准状态25℃和一个大气压的状态下，定压热效应的值定为标准定压热效应，用Qp0 表示。

?Wmax??1???Q1??1????Wmax??Q2????Wmax?Q2???C1?T??Q2??0?1??Q2T?T?T0?T?T?T0??T?T0??Wmax?T???0?1??Q2?T?Q2 ?T?ExQ2?Wmax???0?1??Q2?T0?S?Q20?T? 8.赫斯定律说领略化学回响过程中的什么规律？在工程中有什么用途（简述其在回响热效应计算中的作用）？ 答：1、当回响前后物质的种类给定时，化学回响的热效应，与中间过程无关，只与过程初始 和终了状态有关 2、 应用：某些测不出（或不易测）的热效应可由易测的热效应代替 9. 什么是燃烧热？分解热？燃料的热值是怎么定义的？什么是高热值？什么是低热值？ 答：燃烧热：1mol燃料完全燃烧时的热效应称为燃料的燃烧热； 分解热：1mol化合物分解成单质时的热效应称为该化合物的分解热； 热 值：1kmol燃料完全燃烧时热效应的十足值； 高热值：当在含有H的燃料燃烧时，生成的水的状态为液态水时，这时的热值为高热值； 低热值：当在含有H的燃料燃烧时，生成的水的状态为气态时，这时的热值为低热值。

10. 什么是标准燃烧焓？什么是标准生成焓？他们的联系与识别？为什么引入标准生成焓？在工程中有什么用途？ 答：标准燃烧焓：由有关单质在标准状态下发生化学回响1mol燃料完全燃烧时生成的热量称为该化合物的标准燃烧焓； 标准生成焓：由有关单质在标准状态下发生化学回响生成1kmol化合物所吸收的热量，称为该化合物的标准生成焓； 联系：都是发生化学回响产生的热效应； 识别：燃烧焓不确定是化合回响，确定是和氧气发生回响；而生成焓是单质化合回响的热效应，不确定是和氧气回响 在化学回响系统中，由于有物质的消散和产生，分析各生成物和回响物焓等热力性质的计算要有统一的基准参考点引入标准生成焓的概念，可以便当工质热力性质的计算 用途：生成焓是一种热效应，是过程量，但是有了化学标准状态下的统一规定，可以认为化学标准状态下的生成焓是一个状态参数 11. 什么是绝热燃烧温度？什么是理论燃烧温度？什么是平衡火焰温度？他们的联系和识别是什么？ 绝热燃烧温度：假设系统内部体验一完全的燃烧回响过程，且燃烧回响是不与外界发生热量交换的条件下举行的，燃烧产物可达的最高温度； 理论燃烧温度：在不考虑动、位能的变化，又不对外作功的系统中，若燃料绝热完全燃烧，且为理论空气量时，燃烧产物可达的最高温度； 平衡火焰温度： 联系：只有在理论空气量的处境下，系统才可以达成理论燃烧温度； 识别：绝热燃烧温度点总是低于理论燃烧温度。

12. 什么是燃烧的理论空气量？过量空气系数？空燃比？ 答：燃烧的理论空气量：燃料完全燃烧所需要氧气对应的空气量； 过量空气系数：实际空气量与理论空气量之比； 空燃比：混合气中空气与燃料之间质量的比例 13.简述热力学第确定律在化学回响系统中的应用及重要结论 答：假设回响都能举行且都能举行毕竟，以热力学第确定律为根基，研究化学变化中的能量转换问题，计算化学变化中的热效应 14.什么是化学回响过程的最大有用功？ 答：稳定滚动系统举行可逆等温过程，系统对外作的最大有用功等于系统吉布斯函数的裁减 15. 什么是标准生成吉布斯函数？什么是回响吉布斯自由能？ 答：标准生成吉布斯函数：由有关单质在标准状态下生成1kmol化合物时的吉布斯函数的变化为该化合物的标准生成吉布斯函数 回响吉布斯自由能：Gm0=Hm0-TSm0，是热力学中可能转化为有用功的能量 16. 什么是化学平衡及平衡常数？什么是化学回响的平衡移动原理？阐述温度、总压对化学平衡常数的影响解释为什么在合成氨（N2+3H2=2NH3）生产过程中要采用高压平衡常数在化学热力回响工程计算中有什么用途？ 答：化学平衡：当化学回响中的正向和反向的回响速度相等时，达成化学平衡。

化学平衡常数：在确定温度下，某个可逆回响达成平衡时，产物浓度系数次方的乘积与回响物浓度系数次方之比是一个常数，用k表示； 化学回响的平衡移动原理：当把平衡态的某一因素变更，平衡态总是向着削减该因素影响的方向移动； 影响： 温度，升高温度，使平衡向吸热方向移动；降低温度使平衡向放热方向移动； 压力，当生成物的系数和小于回响物系数和时，压力变大，平衡系数变大，回响向正向举行；当生成物系数和大于回响物系数和时，压力变大，平衡系数减小，回响向反向举行； 在N2+3H2=2NH3 的化学回响中，生成物系数和=2大于回响物系数和=4（ⅴn=-2），由总压对平衡常数的影响，当压力升高时，回响向正向举行所以在制备氨时，加压可以促进回响向正向举行，合成更多的氨 用途：（1）判断化学回响举行的方向；(2)计算化学平衡时各组分的成分 — 9 —。