1、注册公用设备工程师动力基础考试下午（工程热力学）历年真题试卷汇编 1 及答案与解析一、单项选择题1 (2005 年) 状态参数用来描述热力系统状态特性，此热力系统应满足( )。（A）系统内部处于热平衡和力平衡（B）系统与外界处于热平衡（C）系统与外界处于力平衡（D）不需要任何条件2 (2006 年) 热力学中常用的状态参数有( ) 。（A）温度、大气压力、比热容、内能、焓、熵等（B）温度、表压力、比容、内能、焓、熵、热量等（C）温度、绝对压力、比容、内能、焓、熵等（D）温度、绝对压力、比热容、内能、功等3 (2006 年) 如图 111 所示为一热力循环 1231 的 TS 图，该循环的热效率
2、可表示为( ) 。4 (2008 年) 闭口热力系统与开口热力系统的区别在于( )。（A）在界面上有、无物质进出热力系（B）在界面上与外界有无热量传递（C）对外界是否做功（D）在界面上有无功和热量的传递及转换5 (2008 年) 图 112 为一热力循环的 TS 图，该循环中工质的吸热量是( )。6 (2009 年) 表压力、大气压力、真空度和绝对压力中，只有( )。（A）大气压力是状态参数（B）表压力是状态参数（C）绝对压力是状态参数（D）真空度是状态参数7 (2010 年) 热力学系统的平衡状态是指( ) 。（A）系统内部作用力的合力为零，内部均匀一致（B）所以广义作用力的合力为零（C）无
3、任何不平衡势差，系统参数到处均匀一致且不随时间变化（D）边界上有作用力，系统内部参数均匀一致且保持不变8 (2011 年) 大气压力为 B，系统中工质真空表压力读数为 p1 时，系统的真实压力为( )。（A）p 1（B） B+p1（C） B-p1（D）p 1-B9 (2012 年) 状态参数是描述系统工质状态的宏观物理量，下列参数组中全部是状态参数的是( )。（A）p，v，T，pu 2，pgz（B） Q，W，T ，v，p（C） T，H，U，S，p（D）z，p， v，T，B10 (2013 年)当系统在边界上有能量和质量交换，整体无质量变化时，该系统可能是( )。（A）闭口系统（B）开口系统（C
4、）稳态系统（D）稳定系统11 (2014 年)如果由工质和环境组成的系统，只在系统内发生热量和质量交换关系，而与外界没有任何其他关系或影响，该系统称为( )。（A）孤立系统（B）开口系统（C）刚体系统（D）闭口系统12 (2014 年)压力的常用国际单位表达中不正确的是( )。（A）Nm 2（B） kPa（C） MPa（D）bar13 (2010 年)完成一个热力过程后满足下述条件时，过程可逆( )。（A）沿原路径逆向进行，系统和环境都恢复初态而不留下任何影响（B）沿原路径逆向进行，中间可以存在温差和压差，系统和环境都恢复初态（C）只要过程反向进行，系统和环境都恢复初态而不留下任何影响（D）任
5、意方向进行过程，系统和环境都恢复初态而不留下任何影响14 (2011 年)准静态是一种热力参数和作用力都有变化的过程，具有特性为( )。（A）内部和边界一起快速变化（B）边界上已经达到平衡（C）内部状态参数随时处于均匀（D）内部参数变化远快于外部作用力变化15 (2013 年)与准静态相比，可逆过程进行时，系统一定要满足条件( )。（A）系统随时到处均匀一致（B）只要过程中无功耗散（C）边界上和内部都不存在任何力差或不均匀性（D）边界上无作用力差，过程进行缓慢16 (2005 年) 有一流体以 3ms 的速度通过 762cm 直径的管路进入动力机，进口处的焓为 25586kJkg，内能为 23
6、26kJkg，压力为 p1=68948kPa，而在动力机出口处的焓为 13956kJkg。若过程为绝热过程，忽略流体动能和重力位能的变化，该动力机所发出的功率是( )kW 。（A）465（B） 465（C） 1163（D）23317 (2006 年)某物质的内能只是温度的函数，且遵守关系式：U=125+0125tkJ，此物质的温度由 100升高到 200。温度每变化 1所做的功 Wdt=046kJ，此过程中该物质与外界传递的热量是( )kJ。（A）575（B） 585（C） 505（D）59518 (2007 年)热能转换成机械能的唯一途径是通过工质的体积膨胀，此种功称为容积功，它可分为( )
7、 。（A）膨胀功和压缩功（B）技术功和流动功（C）轴功和流动功（D）膨胀功和流动功19 (2007 年)系统经一热力过程，放热 9kJ，对外做功 27kJ。为使其返回原状态，若对系统加热 6kJ，需对系统做功( )kJ。（A）42（B） 27（C） 30（D）1220 (2008 年)系统的总储存能包括内部储存能和外部储存能，其中外部储存能是指( )。（A）宏观动能+重力位能（B）宏观动能+ 流动功（C）宏观动能+ 容积功（D）容积功+流动功21 (2008 年)某理想气体吸收 3349kJ 的热量而做定压变化。设定容比热容为0741kJ(kgK)，气体常数为 0297kJ(kg K)，此过程
8、中气体对外界做容积功( )kJ 。（A）858（B） 900（C） 245（D）95822 (2009 年)气体在某一过程中放出热量 100kJ，对外界做功 50kJ，其内能变化量是( )kJ 。（A）-150（B） 150（C） 50（D）-5023 (2010 年)内能是储存于系统物质内部的能量，它有多种形式，下列( )不属于内能。（A）分子热运动能（B）在重力场中的高度势能（C）分子相互作用势能（D）原子核内部原子能24 (2011 年)热力学第一定律是关于热能与其他形式的能量相互转换的定律，适用于( )。（A）一切工质和一切热力过程（B）量子级微观粒子的运动过程（C）工质的可逆或准静态
9、过程（D）热机循环的一切过程25 (2012 年) 某喷管内空气初始流速为 20ms，温度为 115，出口温度为 85，空气定压比热容 cp=10045J (kg K)，则出口流速为( )ms。（A）238（B） 242（C） 246（D）25226 (2003 年)热力学第一定律单个入口和单个出口系统表达式 80=dH-Vdp 使用条件为( )。（A）稳定流动、微元、可逆过程（B）稳定流动、微元、准静态过程（C）理想气体、微元、可逆过程（D）不计动能和势能、微元、可逆过程27 (2003 年)某闭口系统吸热 100kJ，膨胀做功 30kJ，同时有摩擦而耗功 15kJ 为系统内部吸收，则该系统
10、的内能变换为( )。（A）85kJ（B） 70kJ（C） 55kJ（D）45kJ28 (2014 年)由热力学第一定律，开口系统能量方程为 q=dh-w，闭口系统能量方程为 q=du-w，经过循环后，可得出相同结果形式 q=w，正确解释是( )。（A）两系统热力过程相同（B）同样热量下可以做出相同数量的功（C）结果形式相同但内涵不同（D）除去 q 和 w 其余参数含义相同29 (2005、2009 年) 某电厂有 3 台锅炉合用一个烟囱，每台锅炉每秒钟产生烟气73m3(已折算到标准状态下的容积)。烟囱出口处的烟气温度为 100，压力表近似等于 1013310 5Pa，烟气流速为 30ms，则烟
11、囱的出口直径是( )m。（A）356（B） 176（C） 166（D）25530 (2007 年) 在煤气表上读得煤气消耗量为 6685m 3，若煤气消耗期间煤气压力表的平均值为 4563Pa，温度平均值为 17，当地大气压力为 1001kPa，标准状态下煤气消耗量为( )m 3。（A）642（B） 624（C） 10649（D）1455031 (2008 年) 理想气体的 pVT 关系式可表示成微分形式( )。32 (2009 年)03 标准立方米的氧气，在温度 t1=45和压力 p1=1032kPa 下盛于一个具有可移动活塞的圆筒中，先在定压下对氧气加热，热力过程为 12，然后在定容下冷却
12、到初温 45，过程为 23，已知终态压力 p3=588kPa。若氧气的气体常数 R=2598J(kgK)，在这两个过程中氧气与外界净交换热量为( )kJ。（A）5656（B） 242（C） 2668（D）465233 (2010 年) 已知氧气的表压为 015MPa，环境压力 01MPa，温度 123，钢瓶体积 03m 3，则计算该钢瓶质量的计算式 m=01510 603(1238314)中( )。（A）一处错误（B）两处错误（C）三处错误（D）无错误注册公用设备工程师动力基础考试下午（工程热力学）历年真题试卷汇编 1 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 A【试题解析】 状态参数是用以描
13、述热力系统工质状态特性的物理量。此热力系统应满足处于平衡状态，否则系统各部分状态不同，就无法用确定的参数值来描述。【知识模块】 工程热力学2 【正确答案】 C【试题解析】 在热力学中，常用的状态参数有压力(p) 、温度(T)、比体积(v)、内能(U)、焓(H)和熵(S)等，其中压力为绝对压力。【知识模块】 工程热力学3 【正确答案】 A【试题解析】 热循环效率定义为净功与吸收热量之比，又等于循环过程的净热量与吸收的热量之比。在 TS 图上，包围的面积代表热量，三角形 123 的面积表示循环过程的净热量，矩形 23cd 的面积表示循环过程的放热量，两者之和的面积表示循环过程的吸热量，将诸面积的表
14、达式代入整理化简得该循环的热效率为 =1-【知识模块】 工程热力学4 【正确答案】 A【试题解析】 与外界无质量交换的热力学系统称为闭口系统，与外界有物质交换的热力学系统称为开口系统。【知识模块】 工程热力学5 【正确答案】 B【试题解析】 在 TS 图上，面积代表热量，三角形 123 的面积表示循环过程的净热量，矩形 23cd 的面积表示循环过程的放热量，两者面积之和表示循环过程的吸热量，其中 q 净热 =(a-b)(d-c)2、q 放热 =b(d-c)，所以将该面积的表达式代入整理得：q 吸热 =q 净热 +q 放热 =(a+b)(d-c)2。【知识模块】 工程热力学6 【正确答案】 C【
15、试题解析】 只有绝对压力是状态参数。表压和真空度均为相对压力，相对压力是绝对压力与外界大气压力的差值。【知识模块】 工程热力学7 【正确答案】 C【试题解析】 平衡态是指在没有外界影响(重力场除外)的条件下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。实现平衡的充要条件是系统内部及系统与外界之间不存在各种不平衡势差。【知识模块】 工程热力学8 【正确答案】 C【试题解析】 系统的真实压力 p 称为绝对压力。系统中工质用仪表测得的压力称为相对压力，绝对压力是相对压力与大气压力的代数和。用压力表测得的压力意味着系统中工质的真实压力大于大气压力；用真空表测得的压力意味着系统中工质的真实压力小于大气压力。【知识
16、模块】 工程热力学9 【正确答案】 C【试题解析】 在热力学中，常用的状态参数有压力(p) 、温度(T)、比体积(v)、内能(U)、焓(H)和熵(S)等。【知识模块】 工程热力学10 【正确答案】 B【试题解析】 系统虽整体无质量变化，但在边界上有能量和质量交换，该系统可能是属于进、出口处的质量流量相等的开口系统。【知识模块】 工程热力学11 【正确答案】 A【试题解析】 由孤立系统的定义可知，与外界没有任何其他能量和质量交换的系统为孤立系统。【知识模块】 工程热力学12 【正确答案】 D【试题解析】 压力的国际单位是 Pa，即 Nm 2，故只有 bar 不是压力的国际单位。【知识模块】 工程
17、热力学13 【正确答案】 A【试题解析】 可逆过程是指系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化。【知识模块】 工程热力学14 【正确答案】 C【试题解析】 准静态过程：在系统与外界的压力差、温度差等势差无限小的条件下，系统变化足够缓慢，系统经历一系列无限接近于平衡状态的过程。【知识模块】 工程热力学15 【正确答案】 B【试题解析】 可逆过程的实现条件为：准静态过程且过程中无任何耗散效应。因此与准静态相比，可逆过程进行时，系统一定要满足过程中无任何能量耗散的条件。【知识模块】 工程热力学16 【正确答案】 B【试题解析】 动力机发出的功率为
18、p=mw。由焓的定义式 h=pv+u，利用进口处的已知条件得 v=03373m 3kg。管道截面积为 f= =00045m 2，流体的质量流量为 m=cfv=0 04kgs。动力机因进出口的高度差一般很小，进出口的流速变化也不大，工质在动力机中停留的时间很短，动能与势能的变化可忽略，由稳态稳流能量方程可得：w=q- h，又因为绝热流动 q=0，所以 ws=h1-h2=1163kJ，有p=mw=465kW 。【知识模块】 工程热力学17 【正确答案】 B【试题解析】 根据热力学第一定律 Q=W+U，由题意有 U=125+0125t，所以Q=wtt0125t，将数值代入得此过程中物质与外界交换的热
19、量：Q=58510。【知识模块】 工程热力学18 【正确答案】 A【试题解析】 容积功为系统体积变化所完成的膨胀功或压缩功。【知识模块】 工程热力学19 【正确答案】 C【试题解析】 根据热力学第一定律 Q=W+U，经计算第一过程 AU=-36kJ，为使其返回原状，即第二过程U=36kJ，当对系统加热 6kJ 时，计算得出需对系统做功 30kJ。【知识模块】 工程热力学20 【正确答案】 A【试题解析】 系统总储存为系统的内部储存能和外部储存能之和，外部储存能是指宏观动能与宏观位能(重力位能)之和(E k+Ep)。【知识模块】 工程热力学21 【正确答案】 D【试题解析】 根据热力学第一定律
20、q=wt+h，气体定压过程 wt=0，所以 q=h。对于理想气体有 cp=cv+R，则T= 又由热力学第一定律 q=w+u，因此 w=q-u=q-cvT，将数值代入得此过程中气体对外做的容积功为 958kJ。【知识模块】 工程热力学22 【正确答案】 A【试题解析】 根据热力学第一定律 Q=W+U，Q=-100kJ，W=-50kJ，将数值代入得此过程中内能变化量是-150kJ。【知识模块】 工程热力学23 【正确答案】 B【试题解析】 储存于系统内部的能量称为内能，它与系统内工质的内部粒子的微观运动和粒子的空间位置有关，是分子热运动能、分子相互作用势能和原子核内部原子能等能量的总和。【知识模块
21、】 工程热力学24 【正确答案】 A【试题解析】 热力学第一定律是热力学的基本定律，它适用于一切工质和一切热力过程。【知识模块】 工程热力学25 【正确答案】 C【试题解析】 对于喷管能量公式为 12(c 22-c11)=h1-h2，空气视为理想气体有h=cpt，利用这两式得出口速度的计算公式为将数值代入得出口速度约为 246ms 。【知识模块】 工程热力学26 【正确答案】 A【试题解析】 热力学第一定律单个入口和单个出口系统表达式 Q=dH-Vdp 使用条件是稳定流动、微元、可逆过程。【知识模块】 工程热力学27 【正确答案】 A【试题解析】 根据热力学第一定律 Q=W+U，由题意知 Q=
22、100kJ，膨胀做功W1=30kJ，同时由摩擦而耗功 W2=-15kJ 为系统内部吸收，将数值代入得该系统内能变化量是 85kJ。【知识模块】 工程热力学28 【正确答案】 C【试题解析】 热力学第一定律表达式 q=dh-w 中 w 为技术功，而 q=du-w中 w 为容积功，经过循环后，虽然得出结果形式 q=w 相同，但内涵不同。【知识模块】 工程热力学29 【正确答案】 A【试题解析】 3 台锅炉产生的标准状态下的烟气总体积流量为qV0=73m3s3=219m 3s 烟气可作为理想气体处理，根据不同状态下，烟囱内的烟气质量应相等，得出 因 p=p0，所以【知识模块】 工程热力学30 【正确
23、答案】 B【试题解析】 压力为一个大气压、温度为 273K 的状态称为标准状态，利用理想气体状态方程， ，其中，p 0、T 0 为标准状态下的压力与温度， p1 为所给状态下的绝对压力，此题中 p1 等于表压与当地大气压之和。将数值代入得标准状态下煤气的消耗量 VN 约为 624m3。【知识模块】 工程热力学31 【正确答案】 A【试题解析】 对理想气体状态方程 pV=RT 两边进行微分，得到 pdV+Vdp=RdT，等式两边同时除以 RT，再利用状态方程 pV=RT 的关系即可得出【知识模块】 工程热力学32 【正确答案】 C【试题解析】 热力过程 12 为定压过程，Q 1=mh=mcp(t
24、2-t1)；热力过程 23 为定压容过程，Q 2=mU=mcv(t3-t2)；且 T2=T1 ，代入数值得 t2=285；由已知条件 t1=t3，则 Q2=-mcv(t2-t1)。这两个过程中氧气与外界净交换热量为Q=Q1+Q2=m(cp-cv)(t2-t1)=mR(t2-t1)。因为不同状态下氧气的质量不变，再利用理想气体状态方程，计算出 03 标准立方米的氧气质量为 m=p0VRT 0=0429kg 。将上述数值代入，得此过程中与外界净交换热量为 2668kJ。【知识模块】 工程热力学33 【正确答案】 C【试题解析】 第一处压力不是表压，而是绝对压力；第二处温度应是热力学温标而不是摄氏温度；第三处气体常数在此不是通用气体常数，而是氧气的气体常数。【知识模块】 工程热力学
