热工学基础复习大纲

第一篇 工程热力学

第一章 工质及理想气体

一、状态及状态参数

识记：系统的状态。状态参数。

理解：平衡状态。状态参数只是状态的函数。

应用：基本状态参数：热力学温度、绝对压力和质量体积，它们的测量与单位。

二、理想气体及其状态方程式

识记：理想气体的物理模型（假设）。理想气体状态方程式。气体常数。

理解：气体量分别用1kg 、mkg 和nmol 表示的理想气体状态方程式。

应用：理想气体状态方程式的应用。

三、气体的比热容

识记：质量热容、体积热容和摩尔热容，定压热容和定容热容。比热容比。

理解：理想气体的比定压热容和比定热容只是温度的函数。迈耶公式。

应用：利用热容计算热量。用理想气体比热容随温度变化的关系式计算真实比热容和平均比热容。用比热容表计算热量。理想气体定值比热容的使用。

四、理想气体的热力学能、焓和熵

识记：理想气体热力学能、焓和熵变化量的计算式。温熵图

理解：过程中气体热力学能、焓和熵的变化量决定于过程的初状态和终状态。理想气体热力学能和焓都只是温度的函数；熵不仅与温度有关，还与压力有关。

应用：理想气体热力学能、焓和熵变化量的计算。在温熵图上表示热量。

五、混合气体

识记：混合气体的热力性质取决于各组成气体的性质及成分。混合气体成分表示法：质量分数、体积分数和摩尔分数，它们之间的换算关系。

理解：处于平衡状态的理想气体混合物中，各组元气体互不影响，它们的行为像各自单独存在一样充满共同的体积。分压力定律和分体积定律。

第二章 热力学第一定律

一、系统及其分类

识记：系统、边界与外界、工质。

理解：系统与外界的相互作用：能量交换与物质交换。系统的分类：闭口系统与开口系统、

绝热系统、孤立系统

二、系统热力学能是系统状态是函数，热量和功是系统与外界之间传递的两种形式的能量。识记：系统的内部储存能（热力学能）和外部储存能。

理解：系统的状态、过程和过程量在压容图上的图示。

应用：系统体积变化功的计算。

三、热力学第一定律及其解析式

识记：热力学第一定律的表述，解析式的各种书写形式。

理解：热力学第一定律表达系统与外界相互作用过程实际效果的能量守恒关系

应用：用热力学第一定律解析式分析热力过程。

四、稳定流动能量方程式

识记：稳定流动开口系统的能量平衡。焓是工质进入（离开）开口系统时具有的决定于状态

的能量。技术功是进出系统工质的宏观动能变化量、位能变化量和轴功的代数和。 理解：稳定流动能量方程式表达开口系统与外界相互作用过程实际效果的能量守恒关系。工

质体积变化功是流动过程中发生热能转换为机械能的基本因素。技术功是工质体积变化功和流动功的代数和。

应用：稳定流动能量方程式的应用。

第三章 气体的热力过程及气体的压缩

各种热力过程的过程方程及初态、终态参数之间的关系。

第四章、热力学第二定律

一、循环（一般）

识记：正向循环（动力循环）的经济性指标：循环热效率。逆向循的经济性指标：制冷系统和供暖系数。

二、热力学第二定律

识记：自然过程的方向性。热力学第二定律的经典表述：克劳修斯说法和开尔文说法。 理解；不违反热力学第一定律的过程不一定都能实现。自然界自发的过程不必付出任何代价，而它的逆过程必须花费一定的代价才可能进行。

三、卡诺循环和卡诺定理（重点）

识记：卡诺循环的构成。卡诺循环的循环热效率。逆向卡诺循的制冷系数或供暖系数。卡诺定理及其推论。

理解：卡诺循环和卡诺定理奠定热力学第二定律的基本概念。卡诺定理与开尔文一普朗克说法的一致性。

应用：实施热力循环的基本条件。提高热机热效率的基本方向。

四、熵。克劳修斯积分不等式

识记：熵的定义式。克劳修斯积分不等式

理解：熵是状态参数

应用：用克劳修斯积分不等式判断循环是否可能实现或是否可逆。

五、孤立系统熵增原理

识记：孤立系统。孤立系统熵增原理

理解；孤立系统熵为孤立系统各组成部分的熵的代数和。孤立系统熵增原理与热力学第二定律的表述。

应用：根据孤立系统熵增原理判断过程进行的方向及是否可逆。

第五章、水蒸气（次重点）

识记：蒸发与沸腾、水的相图，定压下产生水蒸气的过程。饱和状态。汽化潜热，过热状态。临界状态。水的三相点。

理解：饱和温度和饱和压力之间的关系。水和水蒸气的各种状态：未饱和水、饱和水、不同干度的湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽。压力超过临界压力后不再存在汽水共存的状态。在p-v 图和T-s 图上表示水和水蒸气的性质：一点（c ）、两线、三区、五态。

应用：水和水蒸气状态的确定。用水和水蒸气热力性质表确定状态参数。用焓熵图确定状态参数。

第六章、湿空气

一、湿空气的状态参数

识记：湿空气——干空气和少量水蒸气组成的气体混合物。湿空气成分表示法：绝对湿度、相对湿度和含湿量。

理解：湿空气中的水蒸气的性质。湿空气的吸湿能力与其中蒸汽状态的关系。未饱和空气。饱和空气、露点温度、湿球温度和干球温度之间的关系。相对湿度、蒸汽分压力和含湿量之间的关系。

应用：湿空气焓的计算。湿度图的使用。

二、湿空气的热力过程（一般）

识记：湿空气加热（冷却）过程。绝热加湿过程。冷却去湿过程。绝热混合过程。

理解：过程中湿空气焓和含湿量的变化。

应用：在湿度图上图解过程初终态参数，计算过程热量和含湿量的变化。

第七章 气体与蒸汽的流动

一、稳定流动的基本方程式

识记：连续性方程式、过程方程式和稳定流动能量方程式

理解：绝热滞止。绝热滞止参数。当地音速、马赫数。

二、喷管流动

识记：喷管内气体流速变化的力学条件和几何条件。

理解：亚音速流动、音速流动和超音速流动。临界压力比及临界参数。收缩喷管和缩放喷管。流经喷管的质量流量与压力比的关系。

应用：喷管出口流速的计算。喷管出口及喉部截面积的计算。质量流量计算。

三、绝热节流（次重点）

识记：用稳定流动能量方程式分析绝热节流过程。节流前后状态参数的变化。

第八章 制冷循环（一般）

一、空气压缩式制冷循环

识记：压缩空气制冷设备基本流程。压缩空气制冷循环及其制冷系数。制冷系数与循环增压比的关系。

二、蒸气压缩式制冷循环

识记：压缩蒸气制冷设备基本流程。压缩蒸气制冷循环及其制冷系数。制冷剂性质的要求。 第二篇 传热学

导热

一、傅里叶定律和导热系数（重点）

识记：傅里叶定律

理解：热流量、温度梯度、导热系数。

二、稳态导热（重点）

识记：单层平壁导热过程。多层平壁导热过程。圆筒壁导热过程。

应用：面积热阻。单层和多层平壁热流量和热流密度的计算。圆筒壁热流量和单位管长热流量的计算。

对流换热（重点）

识记：对流换热过程。牛顿冷却公式。表面传热系数与放热热阻。层流。紊流。流动边界层，热边界层。

理解：影响对流换热的主要因素。对流换热的基本方程组：换热微分方程、动量方程、连续性方程和能量方程。准则数；雷诺准则、普朗特准则、格拉晓夫准则、努谢尔特准则。准则方程。定性温度，定型尺寸。

应用：选择准则方程求解表面传热系数，用牛顿冷却公式求对流换热量。

辐射换热

一、热辐射基本概念与基本定律（重点）

识记：热辐射及其波谱。黑体、白体和热透体。

理解：黑体辐射基本定律：普朗克定律、斯忒藩——波尔兹曼定律和兰贝特定律。 应用：实际物体的辐射特性。黑度。灰体和基尔霍夫定律。

二、两灰体间的辐射换热（重点）

识记：自身辐射。投射辐射。有效辐射。

理解：两物体之间的辐射换热过程。角系数。表面辐射热阻。

应用：组成封闭空间的两灰体之间辐射换热计算。

传热过程和换热器

一、传热过程（重点）

识记：复合换热。复合表面传热系数。

理解：通过平壁和圆筒壁的传热过程。传热系数。传热过程的总热阻。

应用：传热的增强与削弱：肋壁传热、管道保温（临界热绝缘直径）、遮热板。

二、换热器（重点）

识记：换热器的用途与种类

理解：传热平均温差。顺流、逆流与交叉流

应用：对数平均温差法设计计算要领。对数平均温差法校核计算要领。

选择题

1、P V = R T描述了（ ）的变化规律。

（A ）任何气体准静态过程中 （B ）理想气体任意过程中

（C ）理想气体热力平衡状态 （D ）任何气体热力平衡状态

2、系统的总储存能为（ ）。

（A ）U （B ）U + p V

（C ）U + 1

2m c 2 +m g z （D ）U + p V + 1

2m c 2 +m g z

3、卡诺定理表明：所有工作于同温热源与同温泠源之间的一切热机的热效率为（

（A ）都相等，可以采用任何循环

（B ）不相等，以可逆热机的热效率为最高

（C ）都相等，仅仅取决与热源和泠源的温度

（D ）不相等，与所采用的工质有关系

4、CO 2气体与C O 气体如温度变化相同，其内能变化关系为（ ）。

（A ） △ u co =△

2u C O

（B ） △ u co ＞△u C O 2

（C ）△ u co ＜△

2u C O

5、气体常数R 决定于 （ ）。

（A ）气体的分子量 （B ）气体的质量

（C ）气体所处的状态 （D ）气体的原子数

6、在水蒸汽 h —s 图上，湿蒸汽区内的定压线是（ ）。

（A ） 具有正斜率的直线（B ）曲线（C ）折线（D ）水平直线

7、同样条件下工作的制冷循环与供热循环是（ ）。

（A ） 制冷系数＞供热系数（B ）供热系数＞制冷系数

（B ） 供热系数≥制冷系数 （D ）制冷系数≥供热系数

8、某理想气体温度t 、压力p ，其内能与焓为（ ）。

（A ）u = Cv t 、h = Cp t （B ）u = Cv / t、h = Cp / t

（C ）u = Cv T 、h = Cp T （D ）以上都正确

9、绝热节流过程是（ ）过程。

（A ）定压 （B ）定温 （C ）定熵 （D ）节流前后焓相等 。 ）

10、开口系统的技术功W t等于（ ）。

（A ） 轴功W S

（B ） (c 2-221c 2

1) +g (z 2-z ) +w 1S

（C ）W S +（p 1v 1－p 2v 2）

（D ）q －△u

11、孤立系统是指系统与外界（ ）。

（A ） 没有物质交换 （B ）没有热量交换

（C ）没有任何能量交换 （D ）没有任何能量传递与质交换

12、已知湿空气的状态t 、φ，则（ B ）湿空气的状态。

（A ） 可以确定 （B ）尚需压力P 才能确定

（C ）尚需含湿量d 才能确定 （D ）尚需湿球温度t W 才能确定

13、过热水蒸汽的干度x （ ）。

（A ） 等于1 （B ）大于1 （C ） 小于1 （D ）无意义

14、气流在喷管中绝热流动的热力特性是：（ ）。

（A ）dc ＞0、dp ＜0、dv ＜0 、dT = 0 （B ）dc ＞0、dp ＜0、dv ＞0 、dT ＜0

（C ）dc ＞0、dp ＞0、dv ＞0 、dT ＞ 0 （D ）dc ＞0、dp ＜0、dv ＜0 、dT ＜0

15、饱和空气具有下列关系（ ）。

（A ）t ＞t w ＞t d （B ）t ＞t d ＞t w

（C ）t = td = tw （D ）t w = td ＜t

（t —— 干球温度，t d —— 露点温度，t w ——湿球温度）

16、渐缩喷管出口气体的流速是（ ）。

A 、M1 C 、M=1

17、实际热机效率比卡诺热机效率（ ）。

A 、大 B 、二者相等 C 、小

18、下述哪个参数表示传热过程的强度程度？（ ）

A 、k B 、λ

C 、αc D 、α

19、雷诺准则反映了（ ）的对比关系。

A. 重力和惯性力

C. 重力和粘性力 B. 惯性力和粘性力 D. 浮升力和粘性力

20、在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率（ ）同温度下该物体的黑度。

A. 大于 B. 小于

C. 恒等于 D. 无法比较

21、准则方程式Nu=f(Gr,Pr)反映了( ) 的变化规律。

A. 强制对流换热 B. 凝结对流换热

C. 自然对流换热 D. 核态沸腾换热

22、下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( )

A. 增加流体流度 B. 设置肋片

C. 管内加插入物增加流体扰动 D. 采用导热系数较小的材料使导热热阻增加

23、热量传递的三种基本方式是( )

A. 热对流、导热、辐射 B. 复合换热、热辐射、导热

C. 对流换热、导热、传热过程 D. 复合换热、热辐射、传热过程

24、对流换热以( ) 作为基本计算式

A. 傅立叶定律 B. 牛顿冷却公式

C. 普朗克定律 D. 热路欧姆定律

25、当采用加肋片的方法增强传热时，将肋片加在( ) 会最有效。

A. 换热系数较大一侧 B. 换热系数较小一侧

C. 随便哪一侧 D. 两侧同样都加

26、下述哪种气体可以看作热辐射透明体(τ=1的气体)?( )

A. 二氧化碳 B. 空气 C. 水蒸汽 D. 二氧化硫气体

27、肋片效率值（ ）

A ．小于负1 B ．小于1

C ．等于1 D ．大于1

28、灰体的吸收率与________无关。（ ）

A ．波长 B ．温度

C ．表面粗糙度 D ．波长和温度

29、增厚圆管外的保温层，热损失( ) 。

A. 变大 B. 变小

C. 不变 D. 可能变大，也可能变小

30、水蒸气饱和压力越高，对应的饱和温度（ ）

A ． 越高 B ．不变 C. 越低 D. 不一定

31、理想气体定压比热和定容比热间的关系是（ ）

A. c p －c v = R B. c v －c p = R C. c p /c v = R D. c v /c p = R

32、随着温度的升高，气体的导热系数（ ）

A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 不一定

33、流体流过阀门的过程是 （ ） 过程

A. 绝热节流 B. 等温 C. 等h D. 等s

34、反映流体的动量传递能力和热量传递能力相对大小的是（ ）

A ．Re B ．Gr C. Pr D. Nu

35、黑体的温度越高，E b λ最大值所对应的λ值就 ( )

A. 越高 B. 不变 C. 越小 D. 不一定

36、可以直接反映湿空气干燥或潮湿程度的是（ ）。

A. 含湿量 B. 相对湿度 C. 绝对湿度 D. 湿球温度

37、对白体，有 ( )

A. α＝1 B. ρ＝1 C. τ＝1 D. ε＝1

38、对于未饱和湿空气，干球温度t ，湿球温度t w ，露点温度t d 满足于（

A. t> td > tw B. t>tw >td C. t w >t>td D. t d >t>tw

39、未饱和湿空气中的水蒸汽处在（ ）状态 ）

A ．湿饱和蒸汽 B ．干饱和蒸汽 C. 过热蒸汽 D. 饱和水

40、降低冷凝温度，会使蒸汽压缩制冷循环的制冷系数 （ ）

A. 不变 B. 不一定 C. 提高 D. 降低

41、对黑体，E bλ最大值所对应的波长λ

A. λ

C. λK max ·T = 28976μm·K max ·T = 289.76μm·max 与温度的关系是 （ ） B. λ D. λK max ·T = 2897.6μm·K max ·T = 28.976μm·

42、对灰体 （ ）

A. ε=αλ B. ε>αλ C. ε

名词：

闭口系统、比热容、湿空气的露点、热湿比、热力系统、汽化潜热、气体常数与通用气体常数、系统储存能、卡诺定律、可逆过程和不可逆过程、孤立系统、孤立系统熵增原理、理想气体、自发过程与非自发过程、绝对湿度和相对湿度、稳态导热、灰体、大空间自然对流、绝对黑体(黑体)