第一章 基本概念:工程热力学是从实践经验中总结概括起来的,有许多抽象的术语和概念,工程热力学专门列出一章,介绍一些基本概念,正确理解这些概念术语的意义以及相关约定,为有效地掌握热力学的分析方法和后续学习内容打下良好的基础。本章先通过热能转变为机械能的过程引出了热能动力装置、热机、工质、热源、热力系统等概念;为了能简单地描述系统,引进了平衡状态、基本状态参数、状态参数坐标图等概念和术语。能量的转换是通过状态的变化即过程来实现的,所以又有了准平衡过程、可逆过程、过程功和过程热量。实用的热机必须连续不断地做功,又引出了热力循环的概念。1.1热能转变为机械能的过程:介绍了燃气动力装置和蒸汽动力装置中热能转变为机械能的过程。通过转变过程,总结出热能转变为机械能的共性规律,抽象出热能动力装置、热机、工质与热源几个概念。热能动力装置的工作可以概括为:工质从高温热源吸热,在热机中将其中一部分转化为机械能,把另一部分热能传给低温热源。
1.2热力系统:工程上的能量转换装置一般都很复杂,而我们关心的往往只是其中某个设备,为分析问题方便,和力学中取分离体一样,在工程热力学中,我们常常把要分析的对象从周围物体中分离出来,这个被人为选定的热力学分析对象,称为热力系统。介绍了热力系统的概念及其分类。根据系统和外界之间的能量和物质交换情况,热力系统可以分为:闭口系统、 开口系统、绝热系统和孤立系统。
1.3状态参数:在热力学中,常用的状态参数有压力、温度、比体积、热力学能、焓、熵等。本知识点介绍了温度、压力、比体积三个基本状态参数,以及状态参数的分类和特征。
1.4平衡状态:状态由状态参数(温度、压力、密度等)来描述,什么样的状态可以很简单地描述?本知识点介绍了平衡状态的含义、基本状态参数之间的关系—状态方程,以及状态参数坐标图。
1.5准平衡过程:对处于平衡状态的系统传热或者做功,就会破坏原来的平衡状态,状态发生变化,称为热力过程,那么过程如何进行才能描述出来呢?本知识点介绍了准平衡过程的含义、准平衡过程的提出的实际意义、实现准平衡过程的条件、以及实际工程过程的处理。
1.6可逆过程:热能和机械能的相互转化必须通过工质的状态变化过程才能实现,而在实际设备中进行的过程都是很复杂的,而且实际过程都是不可逆的。只有可逆过程不引起任何热力学损失,是一切实际过程的理想极限。介绍了可逆过程的概念,实现可逆过程的条件以及研究可逆过程的意义。
1.7过程功:工程热力学是研究热能与机械能之间的相互转换,即热功转换。本小节介绍了可逆过程中体积变化功w的计算、功的正负及过程功w在p-v图中的表示。
1.8过程热量:能量交换的方式有两种——作功和传热。本小节介绍了热量正负的约定、过程热量q在T-s图中的表示,并由可逆工程中热量的计算导出了熵的定义式。
1.9热力循环:热能转变为机械能的循环称为正向循环(动力循环或热机循环),介绍了正向循环的特点、能量转换关系及热效率的计算;在消耗机械能的逆向循环(制冷循环或热泵循环)中,介绍了逆向循环的特点、能量转换关系及制冷系数(或热泵系数)的计算。
[多选题](   )是燃气膨胀做功,属于燃气动力装置中的设备。
空调
燃气轮机
内燃机
蒸汽机
答案:内燃机燃气轮机
[判断题]燃煤电厂、核电站常用水蒸汽作为工作物质,其相应的整套装置称为蒸汽动力装置。


答案:对
[多选题]所有的热能动力装置都有以下(   )几个共性。
做完功后废气或乏汽还要放热
作功物质还要经历被压缩耗功的过程
做功的物质(例如燃气或水蒸气)都要先吸热、再膨胀做功
吸热过程不是必须的
答案:做功的物质(例如燃气或水蒸气)都要先吸热、再膨胀做功做完功后废气或乏汽还要放热作功物质还要经历被压缩耗功的过程
[单选题]与外界没有物质交换,但有热量或功交换的热力系统是(   )。
绝热系统
孤立系统
开口系统
闭口系统
答案:闭口系统
[多选题]以下系统中,(   )质量不变。
非稳定流动的开口系统
绝热系统
稳定流动的开口系统
闭口系统
答案:闭口系统稳定流动的开口系统
[判断题]系统内质量保持恒定的热力系统一定是闭口系统。


答案:错
[判断题]开口系统内,当流进和流出系统的物料流量相同时,系统内的质量也可以保持恒定。


答案:对
[多选题]系统或工质的基本状态参数有(     )。
温度

比体积
压力
答案:温度压力比体积
[单选题]如果容器中气体压力保持不变,当地环境压力变大,那么压力表的读数(    )。
变小
不确定
变大
不变
答案:变小
[单选题]在环境压力不变情况下,当真空表指示数值愈大时,表明被测对象的实际压力愈大还是愈小?
不变
可能变大也可能变小
越大
越小
答案:越小
[单选题]状态参数图上有一条连续实线表示的过程,则该过程是(    )。
不一定是准平衡过程
不可逆过程
准平衡过程
可逆过程
答案:准平衡过程
[单选题]关于准平衡(静态)过程,下列说法错误的是(    )。
准平衡过程不存在,所以此概念的引入没有意义
既可以用状态参数描述,又可进行热功转换

既是平衡状态,又有状态的变化
动态的变化过程可以用状态参数描述
答案:准平衡过程不存在,所以此概念的引入没有意义
[单选题]可逆过程是(    )。
没有能量耗散的准平衡过程
既可正向进行、又可逆向进行的过程 
无能量耗散的过程
系统可回复到初态的过程
答案:没有能量耗散的准平衡过程
[单选题]工质从同一初态出发,分别经过两个不同的路径到达同一终态。问两个过程中与外界交换的功量是否相同?
不确定
相同
其余选项都错
不相同
答案:不相同
[单选题]系统在可逆过程中与外界传递的热量,其数值大小取决于(    )。
系统的初、终态,以及过程进行的路径
系统的初、终态
系统所经历的过程
系统的终态
答案:系统的初、终态;
[单选题]正向循环是(     )的循环。
消耗热能,消耗机械能
可以不消耗热能就能得到机械能
消耗热能,得到机械能
消耗机械能,得到热能
答案:消耗热能,得到机械能
[多选题]计算热效率的通用公式为(     )。
 ηt = 1-q2/q1 
ηt = 1+Q2/Q1 
ηt = Wnet/Q1
ηt = wnet/q1
答案:ηt = 1-q2/q1ηt = wnet/q1ηt = Wnet/Q1
[单选题]逆向循环用于制冷时,循环的经济性用(     )来评价。
热效率
一次能源利用率
制冷系数
供热系数
答案:制冷系数
[判断题]无论正向循环还是逆向循环,循环净功Wnet等于循环净热量Qnet,即总有Wnet = Qnet。


答案:对
[多选题]热力学中关于热量Q正负的约定是(     )。
系统吸热时热量为负
系统放热时热量为负
系统放热时热量为正
系统吸热时热量为正
答案:系统吸热时热量为正系统放热时热量为负

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