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工程热力学期末复习题1答案

工程热力学期末复习题1答案
工程热力学期末复习题1答案

一、判断题:

1. 平衡状态一定稳定状态。

2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律; 3.公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。

4.容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5.在T —S 图上,任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6.膨胀功与流动功都是过程的函数。

7.当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时,以可逆定温压缩过程最为省功。

8.可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行,并能恢复到初始状态的过程。

9. 根据比热容的定义式

T q

d d c

,可知理想气体的p c 为一过程量;

10. 自发过程为不可逆过程,非自发过程必为可逆过程; 11.在管道内作定熵流动时,各点的滞止参数都相同。 12.孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13.闭口绝热系的熵不可能减少。

14.闭口系统进行了一个过程,如果熵增加了,则一定是从外界吸收了热量。 15.理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16.实际气体绝热节流后温度一定下降。

17.任何不可逆过程工质的熵总是增加的,而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率; 19.混合气体中质量成分较大的组分,其摩尔成分也一定大。 20.热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。

21.当热源和冷源温度一定,热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。

22.从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态,因为气化过程温度未变,所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。

23.定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体,不能用于实际气体。 24.在p -v 图上,通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。

25. 压缩过程耗功是体积膨胀功,压气机耗功是技术功;

26.供热量一定,用电炉取暖与用热泵式空气取暖耗电量一样多。

27.渐缩喷管出口截面参数不变,背压提高,则喷管流量下降。

28.工质在变截面管道内流动,管道的最小截面即为临界截面。

29.对于渐放型喷管,当进口流速为亚音速时,可是气流压力升高。

30.对于未饱和空气,干球温度≥湿球温度≥露点温度。

31.湿空气的相对湿度愈大,则其水蒸气分压力愈大。

32. 相对湿度越大则空气的含湿量越高;

33.已知湿蒸汽的压力与温度就可以确定湿蒸汽的状态。

34.滞止参数是工质经定熵滞止后得到的状态参数。

35.露点温度等于空气中水蒸气分压力对应的饱和温度。

二、图示题:

图上定性的表示出n=1.2的理想气体的压缩过程,并在图上用面积表1.试在T s

w。

示所耗过程功w或技术功t

2.试将满足以下要求的多变过程表示在p-V图和T-s图上(先标出四个典型过程):(1)工质膨胀、放热;(2)工质压缩、放热且升温

3.将满足下列要求的理想气体的多变过程表示在p—v图、T—s图上。

1)工质升温、升压、放热;

2)工质膨胀、降温、放热。

4.在p-v图及T-s图上画出空气的n=1.2的膨胀过程1-2和n=1.6的压缩过程1-3,并确定过程1-2和1-3中功和热量的正负号及初终态热力学能的大小。

1-2过程功为正,热量为负,初态热力学能大于终态热力学能 1-3过程功伟负,热量为正,初态热力学能小于终态热力学能

5.在T-s 图上画出下面两各热力过程: 1)k=1.4的空气,多变压缩过程n=1.325; 2)n= 0.92的吸热过程。

6.画出单级活塞式压缩机将空气由相同初态,分别经定温压缩、定熵压缩和多变压缩过程达到相同的终态压力的p-v ,T-s 图,并说明其耗功量的大小关系。

T n s w w w >>

7.定性画出内燃机三种理想循环的v p -、s T -图。 混合加热:

定容加热:

定压加热:

8.在T-s 图上画出采用再热的郎肯循环循环图,并定性说明再热循环对循环热效率的影响。

p T

v

s

v

s

.答:如果附加部分的效率高,则再热循环效率会提高,中间压力p 提高,会使t 提高,但此时对干度2x 的改善较小。

9.画出蒸汽压缩制冷系统的T-s 图,并说明各个过程是在哪个设备中完成的。 答:1-2 过程,压气机中完成;2-3 过程,冷凝器中完成;3-4 过程,节流阀中完成;4-1 过程,蒸发器中完成。

三、简答题:

1.绝热刚性容器用隔板分成A 、B 相同的两部分,A 侧充满空气,B 侧为真空,分析突然抽掉隔板后气体的状态参数(热力学能、焓、熵)如何变化?

2.平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 3.绝热过程是定熵过程吗?多变过程是任意过程吗?

1

2

4.如图所示的电加热装置,容器中盛有空气,并设有电阻丝,试问取什么为系统,系统与外界交换的是热量;取什么为系统,系统与外界交换的是电功;取什么为系统,系统与外界没有任何能量交换。

c

5.热量与功有什么相同的特征,两者的区别是什么?

5.答:热量和功都是能量传递的度量,它们都是过程量。只有在能量传递过程中才有所谓的功和热量,没有能量的传递过程也就没有功和热量。

区别:功是有规则的宏观运动能量的传递,在做功过程中往往伴随着能量形态的变化,热量则是大量微观粒子杂乱热运动的能量的传递,传热过程中不出现能量形态的转化。功转化成热量是无条件的,而热转变成功是有条件的。 6.为什么T-s 图上过同一点的气体的定容线要比定压线陡一些? 6.答:在定容线上

V dT T ds C =,而在定压线上P

dT T

ds C = 7.工质在压力p1下被吸入气缸,可逆压缩至p2(p1<p2),然后排出气缸,试在p -v 图上表示出此工作过程的膨胀功和技术功,并说明技术功和膨胀功之间的关系。

7答:其1-2-3-4-1为技术功w t 1-2-5-6-1为膨胀功w Δ(pv )=δ w-δw t

8.对于闭口系统,引起系统熵变的因素有哪些?开口系统呢?

8答:闭口系统,由于没有物质的流动,引起熵变的主要因素为传热引起的熵流,以及不可逆过程而产生的熵产。对于开口系,除了熵产和熵流之外还有因为物质流动所引起的熵的变化

9.是否一切熵增过程都是自发过程?可逆过程的熵增必须为零?

9答:不是一切熵增过程都是自发过程,例如气体的不可逆绝热压缩过程,过程中气体的熵增大,但是这个过程不是自发过程。可逆过称的熵增不一定为零,可逆过程的熵产为零,但熵流不一定就业为零。例如可逆定温吸热过程的熵增就大于零。

10.气体在喷管中流动,欲使超音速气流加速,应采用什么形式的喷管?为什么? 10答:愈使超音速气流加速,应选用渐扩管,因为超音速气流在减缩喷管中有压缩的效应,只有在渐扩喷管中才能膨胀加速 11.简述制冷循环和热泵循环的异同点。

11答:相同点:原理为逆卡诺循环,将热量从低温带到高温 不同点:热泵为产热,热为有效,制冷循环要的是冷量

12.在内燃机混合加热理想循环、定容加热理想循环及定压加热理想循环中,提高压缩比都可使循环热效率提高,试从第二定律分析其原因。 12答:根据热力学第二定律,循环热效率为1

2

1T T t -

=η,其中T 1为循环平均吸热温度,T 2为循环平均放热温度。在这三个循环中提高压缩比,均可以提高循环平均吸热温度,而平均放热温度要么不变,要么减小,所以均可使循环热效率提高。

13.蒸汽动力装置采用再热的根本目的是提高循环的热效率吗?

13.答:不是,采用再热循环的目的是为了在提高初态压力时,不引起乏气的干度的降低,即通过提高初态压力提高热效率,而再热循环较基本循环的热效率并不一定提高。

14.画图分析新蒸汽参数对基本朗肯循环的热效率有和影响?

14答:初温1T 对热效率的影响:初温由1T 提高到a T 1的T —s 图。初压1p 和背压2p 不变,由图看到,提高初温可提高循环的平均吸热温度(由1T 提高到a T 1),从而提高循环的热效率。

蒸汽初压的影响:图为保持背压2p 、初温1T 不变而升高初压1p 的循环T -s 图。显然,提高1p 可以提高平均吸热温度1T ,从而提高循环的热效率。

15. 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀代替膨胀机,压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法?为什么?

15答:不可以。因为空气的比热容较小,且增压比增大循环制冷系数讲减小,故每千克空气的吸热量不多,为了提高制冷能力,空气的流量就就要很大,而节流阀不能满足大流量的要求。

16.如果选取燃气轮机装置理想循环的最佳增压比,是否意味着可获得最高的循环热效率,为什么?

16.答:不是,最佳增压比是针对循环净功而言,即循环净功最大。而循环热效

率11

1t k k

ηπ

-=-,即随增压比的增高而递增的。

17.简述干球温度、湿球温度、露点之间的区别。 17答:干球温度:为温度计测湿空气的实际温度

湿球温度:是湿空气流过湿球时与湿球建立了热平衡后的温度 露点温度:为湿空气沿等压线P=Pv 降温至有液态水析出的温度

18. 当湿空气的相对湿度?固定不变时,湿空气的温度增高,湿空气的含湿量d 、露点温度D t 、湿球温度

w

t 如何变化?

18.答:含湿量d 、露点温度D t 、湿球温度w

t 都提高。因为

s

v p p =

?,而温度提高

时相应的饱和压力s

p 提高,当相对湿度不变,水蒸气分压力提高,则露点温度,

含湿量提高。

计算题

1. 1kg N2在一热力过程中从初态0.2MPa 、157℃变化到0.1 MPa 、27℃,过程的技术功为34.94kJ/kg ,周围环境温度

T =300K ;试问过程是否为可逆过程?过

程有无不可逆损失?若有不可逆损失,不可逆损失为多少?(视N2为定比热理想气体,定压比热容Cp=1.038kJ/kg.k ,气体常数g

R =0.297kJ/kg.k )。

1. 解:t p t w t c w h q +?=+?==?q -100 kJ/kg 取系统与环境组成孤立系,则热源工质s s s iso ?+?=?

工质s ?==-1

212ln ln

p p

R T T c g p -0.1678, 热源s ?=0

T q

T q

-=

?

δ=0.3333,则热源工质s s s iso ?+?=?=0.1654>0所以不可逆。 =?==iso g s T s T I 0049.64 kJ/kg 。

2. 将一根即0.36m =kg 的金属投入9w m =kg 的水中,初始时金属棒的温度

,1060m i T =K ,水的温度295w T =K ,比热容分别为()0.42kJ/kg K m c =?和

()0.4187kJ/kg K w c =?,试求终温f T 和金属棒、水以及它们组成的孤立系的熵变。设容器绝热。

2.解:由闭口系能量方程W Q U -=?,取容器内水和金属棒为热力系,绝热,不作外功,所以0=Q ,0=W 则0=?U ,0=?+?m w U U

()()0=-+-m f m m w f w w T T c m T T c m

()()0106042.036.0295187.49=-??+-??f f T T 1.298=?f T 。

由金属棒和水组成的是孤立系,孤立系的熵变为金属棒熵变和水熵变之和,

W m iso S S S ?+?=?

1060

1

.298ln

42.036.0ln

??==?m

f m m m T T c m S =-0.1918kJ/K

295

1

.298ln

187.40.9ln

??==?w

f w w w T T c m S =0.3939kJ/K W m iso S S S ?+?=?=0.2021 kJ/K

3.在两个恒温热源间工作的某动力循环系统,

其高温热源温度=1000K 低温热

源温度

=300K 。循环中工质吸热过程的熵变Δs 1=1.0kJ/(kg·K)

,吸热量

=980kJ/kg ;工质放热过程的熵变Δs 2= –1.02kJ/(kg·K),

放热量=600kJ/kg 。环境

温度

=300K ,试求:(1)循环的热效率(2)吸热过程和放热过程的熵流和熵产;

(3)判断该过程能否实现。 3解:(1)循环净功为

12980600net net w q q q ==-=-=380 K

循环热效率为

1380

980

net t w q η=

==38.8% (2)

Ⅰ、工质吸热过程 熵流为111980

1000

f q s T =

=

=0.98 kJ/(kg ·K) 该过程熵变为111f g s s s ?=+=1.0 kJ/(kg ·K) 则熵产为111 1.00.98g f s s s =?-=-=0.02 kJ/(kg ·K) Ⅱ、工质放热过程 熵流为222600

300

f q s T -=

=-

=-2 kJ/(kg ·K) 该过程熵变为222f g s s s ?=+= –1.02 kJ/(kg ·K)

则熵产为222 1.02(2)g f s s s =?-=---=0.98 kJ/(kg ·K) (3)由上面结果得(可任选Ⅰ、Ⅱ之一进行判断,) Ⅰ、工质吸热过程有1

11

q s T ?>,既能实现 工质放热过程有2

22

q s T -?>

,既能实现

Ⅱ、也可以用循环熵增

12 1.0 1.020.020s s s ?=?+?=-=<

即还是能实现

4. p 0 = 1.0MPa ,t 0 =20o C 的空气可逆绝热流经渐缩喷管,在喷管截面F 为0.003 平方米处的气流马赫数为0.7,若背压为0.25MPa ,试求F 截面处空气的温度及流速,喷管出口截面积A2 及空气出口流速,空气比定压热容为c p =1004J /(kg K ) 。 4.解:在截面F 处,面积A F =0.0032m ,由题意可逆绝热流动,得截面F 处的气流速度为:

,f F C ===当地音速为:

C =

由马赫数的概念:,f F c Ma c

==

因此 022293

2671 1.41(1)(0.71)22

F T T K k Ma =

==--++

因此,截面 F

处的气流速度为:

,0.7229.3/f F c c Ma Ma m s =?===

由可逆绝热流动过程得: 1.4

1 1.4100267

()1()0.722293

k F k F T P P MPa T --==?=

3287(/.)

0.106/0.722g F F F

R T J kg K v m kg P MPa

=

=

=

因此流量为:2,3

0.003229.3/ 6.49/0.106/F f F m F

A c m m s q kg s v m kg

?=

== 考虑出口截面参数:00.5280.5280.25cr p p MPa MPa ==> 因此,在出口处的参数为:20.528cr p p MPa ==

1 1.4

12 1.42000.528()293()2441

k k P T T K P --==?=

232

287(/.)24420.133/0.528g R T J kg K K

v m kg P MPa

?=

=

=

,2

313.7/f C

m s ===

由连续性方程可知各截面流量应相等,因此

3222,2 6.49/0.133/0.0027313.7/f q kg s m kg A m c m s

?===

5.活塞压缩机每分钟转速360转,从环境吸进21℃的空气14

将之压缩到0.52

MPa 输出。设压缩过程为可逆多变过程,多变指数为1.3,压缩机容积效率ηV =0.95。求:(1) 所需输入压缩机的功率;(2) 余隙容积比及活塞排量。空气作理想气体,比热容取定值;空气气体常数

=287J/(kg·K)、

=1005J/(kg·K)、环境大气压

p b =0.1013 MPa 。

5.解:(1)由压缩机多变过程压缩功计算公式得

1 1.3

1

2 1.3

11 1.30.52[()1]0.287(27321)[()1]1 1.310.1013

n n c g n p w R T n p --=-=??+---=167.8 kJ/kg

压缩机空气质量流量为

1110.101314360

60600.287(27321)60

r r g V n p V n m v R T ?

??=

==?+?=1.0085 kJ/kg 压缩机的功率为

1.0085168.7c P m w ?

==?=169.1 kJ/kg (2)由余隙容积比与容积效率的公式

1

21

1[()1]c n V h h V V p V V p η==--

得余隙容积比

11

2 1.3

1110.95

0.52()1()10.1013c V h n V V p p η--==--=0.02 活塞排量为

14

0.95

h V

V

V η=

=

=14.74 m 3

6.空气初始状态,p1= 0.1MPa ,t1= 20℃,经三级压缩,压力达到10MPa ,设进入各级汽缸时的空气温度相等,多变指数均为1.3,各级中间压力按压气机耗功最小原则设计。如果产气量为每小时200kg ,求: (1)各级排气温度及压气机的最小功率;

(2)多级改为单级,多变指数不变,求压气机耗功和排气温度。

6. 解:由题意得,压气机耗功最小原则设计情况下,各级压力比应该相等,且

4.64i π=== 由进入各级汽缸时的空气温度相等,得

11 1.312 1.3234111

()()(27320)(4.64)417.7n n n

n i P T T T T T K

P π---=====+=各级耗功相等,因此压气机耗功等于各级耗功之和:

1

,,(1)25.81

n n c c j m c j

m n

P zP zq w zq Rg kW n π-===-=-

单级压缩排气温度:

101000.1i MPa

MPa

π=

=

12211

()848n n

P T T K P -==

1

1200 1.3 1.31

(1)0.287293(1100)38.413600 1.31 1.3

n n c m n P q RgT kW n π--=-=????-=--

7.某定容加热活塞式内燃机理想循环的p -v 曲线如图所示。设其工质为空气,质量为1kg ,已知p 1=1bar ,t 1=25℃,ε=v 1/v 2=5,定容过程中加入热量q 1=800kJ/kg ,空气的气体常数为R g =0.287kJ/(kg ·K),比定容热容c v =0.718 kJ/(kg ·K),等熵指数γ=1.4。(1)在T -s 图上表示该循环;(2)求出点2、3、4的p 、v 、T 参数;(3)求循环的净功量和循环热效率。

7解:(1

(2)由状态方程:pv=R g T,得:v 1=0.85526m 3/kg 。 因为52

1

==

v v ε,所以v 2=v 1/5=0.17105m 3/kg ,因为1-2过程为绝热压缩,所以有: pa v

v p p 521

1210*518.9=???? ??=κ

,==g

R v P T 222567.27K V 2=v 3=0.17105m 3/kg ,定容过程的吸热量q 1=c v (T 3-T 2), T 2=1681.48K ,pa v T R p g 53

3310*213.28==

34185526.0m v v ==/kg ,3-4为等熵过程,pa v

v p p 5

4

3

3410964.2?=???

? ??=κ

K R v P T g

27.8834

44==

循环的放热量:()kg KJ T T c q v /22.420142=-=

循环的净功量:w=q 1-q 2=379.78kJ/kg , 循环热效率:475.01

==

q w

t η 8.内燃机混合加热理想循环的p -V 如图所示。已知p 1=97kPa ,t 1=28℃,V 1=0.084m 3,压缩比ε=15,p 3=6.2MPa ,t 4=1320℃,工质视为空气。试计算:(1)循环中各过程端点的压力、温度和体积;(2)循环热效率;(3)同温度范围的卡诺循环热效率。已知空气的气体常数R g =0.287kJ/(kg ·K),比定容热容c v =0.718 kJ/(kg ·K),等熵指数γ=1.4。

8答:

有状态方程可得11

1

0.094g p v m kg R T =

= 由题得1点:197p kPa = 1301T K = 由11()g g pv R T p R Tv const κκκκ--===得

2点:1212()151.4*97 4.3v p p MPa v κ=== 11212

()889v

T T K v κ-==

3点:3 6.2p MPa = 3

322

1282p T T K p =

= 4点:41593T K = 3

40.007g m R T v m p

==

5点:11542

()0.191v

p p MPa v κ-== 555594.7g p v T K mR ==

吸热量1Q 和放热量2Q 如下:

13243251()()5943.73()210.9v p v Q c T T c T T kJ Q c T T kJ

=-+-==-=

1

2

164.5%Q Q η=-

= 相同温限间卡诺循环热效率为:

1

2

180%k T T η=-

= 9.某蒸汽动力装置采用一级抽气回热循环,已知新蒸汽的参数为16p =MPa ,

1450t =℃,13300.9h =kJ/kg ,()1 6.7179kJ/kg K s =?抽气压力为010.5p =MPa ,冷

凝器内压力为210p =kPa ,忽略水泵功,相应的水蒸气参数如表1所示。

(1)定性地画出该循环的T s -图; (2)求循环的抽气量1α

(3)循环的吸热量、放热量、净功量及循环热效率。

表1 饱和水和干饱和蒸汽表(节录)

解:1点:16p =MPa ,1450t =℃,13300.9h =kJ/kg ,

()1 6.7179kJ/kg K s =?; 2

=

=12s s 6.7179kJ/(kg.K),而

='2s 0.64907kJ/(kg.K),="2s 8.1481 kJ/(kg.K),所以

2点位于湿蒸汽区,则=--=

'

2"2'

222s s s s x 0.843

同理5

"75

77s s s s x --=

=0.979,则'22"222)1(h x h x h -+==2302.38 kJ/kg ,

57"777)1(h x h x h -+==2704.3 kJ/kg , 3点: =='23h h 191.76 kJ/kg ,

=='23s s 0.64907kJ/(kg.K)

()()()3515711h h h h --=-αα4

74

51h h h h --=

?α=0.1785

5点:010.5p =MPa ,=5h 640.35 kJ/kg ;7点:010.5p =MPa ,=5h 2704.3 kJ/kg 则循环吸热量'511h h q -==3300.9-191.76=2660.55 kJ/kg 循环放热量()=--=)(1'2212h h q α1733.87 kJ/kg 净功量=net w =-=21h h q net 3657-2276=1381 kJ/kg 循环热效率:=-

=1

2

1q q t η40% 10.一简单朗肯循环,已知新蒸汽的参数为16p =MPa ,1600t =℃,

13657h =kJ/kg ,()17.161kJ/kg K s =?,冷凝器内

压力为210p =kPa ,蒸汽流量为80kg/s ,忽略水泵功,相应的水蒸气表如表1所。 (1)定性地画出该循环的T s -图; (2)分析计算循环中各点的焓值

(3)循环的吸热量、放热量、净功量及循环热效率。

5分

s

表1 饱和水和干饱和蒸汽表(节录)

10解:1点:=1h 3657kJ/kg, =1s 7.161kJ/(kg.K)

则2点(6分):==12s s 7.161kJ/(kg.K),而='2s 0.64907kJ/(kg.K),="2s 8.1481 kJ/(kg.K),所以2点位于湿蒸汽区,则=--=

'

2"2'

222s s s s x 0.9868,则

'22"222)1(h x h x h -+==2276 kJ/kg

3点: =='23h h 191.76 kJ/kg ,=='23s s 0.64907kJ/(kg.K) 则循环吸热量'211h h q -==3657-191.76=3465.24 kJ/kg 循环放热量=-='222h h q 2276-191.76=2048.24 kJ/kg 净功量=net w =-=21h h q net 3657-2276=1381 kJ/kg 循环热效率:===

24

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1q w net t η39.8%

工程热力学期末考试试题

一、1.若已知工质的绝对压力P=,环境压力Pa=,则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低,则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W s>s′>s″>s′s>s″ 16.可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为(B) ====pdv 17、饱和湿空气的相对湿度(B)A.>1B.=1C.<<<1 18.湿空气的焓h为(D)湿空气的焓湿空气的焓干空气与1kg水蒸汽焓之和干空气的焓与1kg干空气中所含水蒸汽的焓之和 二、多项选择题 1.单位物量的理想气体的热容与_____有关。(ACDE)A.温度B.压力C.气体种类D.物量单位E.过程性质 2.卡诺循环是__AD___的循环。 A.理想化 B.两个定压、两个绝热过程组成 C.效率最高 D.可逆 3.水蒸汽h-s图上的定压线(AD)A.在湿蒸汽区为直线B.在过热蒸汽区为直线C.在湿蒸汽区为曲线 D.在过热蒸汽区为曲线 E.在湿蒸汽区和过热蒸汽区是斜率不同的直线 4.理想气体经绝热节流后,前后稳定截面上的__BD___相等。 5.A.压力B.温度C.比体积D.焓E.熵

工程热力学考研试题及答案

1.湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中,不相互独立的一对是(D )D .(p,t)2.在不可逆循环中(B )A . ??>?ds T q B . ??t w >t C .t DP =t w =t D .t w > t DP >t 6.如果孤系内发生的过程都是可逆过程,则系统的熵(C ) A .增大 B .减小 C .不变 D .可能增大,也可能减小21.理想气体的可逆过程方程式=n pv 常数,当n = ∞ 时,即为等体过程。 7.pdv dT c q v +=δ适用于(A )A .可逆过程,理想气体 B .不可逆过程,理想气体 C .可逆过程,实际气体 D .不可逆过程,实际气体 8.电厂蒸汽动力循环回热是为了(C )A .提高循环初参数 B .降低循环终参数C .提高平均吸热温度 D .提高汽轮机的相对内效率 9.活塞式压气机采取分级压缩( C )A .能省功 B .不能省功 C .不一定省功 D .增压比大时省功 10.理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大,将使生产1kg 压缩空气的耗功量(C )A 增大 B .减小C .不变 D .的变化视具体压缩空气的耗功量 11.下列各项中,不影响燃烧过程热效应的是(C )A .反应物的种类 B .反应温度C .反应速度D .反应压力 12.欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用(C )A .渐缩喷管B .渐扩喷管C .缩放喷管D .前后压差较大直管 13.水蒸汽h -s 图上定压线(C .在湿蒸汽区是直线,在过热蒸汽区是曲线 14.为提高空气压缩制冷循环的制冷系数,可以采取的措施是(D ) A .增大空气流量 B .提高增压比C .减小空气流量 D .降低增压比 15.在范德瓦尔方程中,常数b 为考虑气体 而引入的修 正项。(C )A 分子间内位能 B .分子运动动能C .分子本身体积D .分子间相互作用力 二、多项选择题16.理想气体可逆等温过程的体积变化功w 等于(AC )A .2 1 p p RT ln B .1 2p p RT ln C .1 2v v RT ln D .2 1v v RT ln E .(p 2v 2-p 1v 1) 17.vdp dh q -=δ适用于 AC A .可逆过程,理想气体 B .不可逆过程,理想气体 C .可逆过程,实际气体D .不可逆过程,实际气体 E .任意过程,任意气体 18.再热压力若选得合适,将使(BCDE ) A .汽耗率提高 B .热耗率提高 C .循环热效率提高 D .排汽干度提高 E .平均吸热温度提高 19.马赫数小于1的气流可逆绝热地流过缩放管时,如果把喷管的渐扩段尾部切去一段,在其他条件不变的情况下,其(BDE )A .流量变小B .流量不变 C .流量变大 D .出口压力变大E .出口速度变大 20.不可逆循环的热效率(BE ) A .低于可逆循环的热效率 B .在相同的高温热源和低温热源间低于可逆循环的热效率 C .高于可逆循环的热效率 D .在相同的高温热源和低温热源间高于可逆循环的热效率 E .可能高于,也可能低于可逆循环的热效率 三、填空题 22.在一定的压力下,当液体温度达到 饱和 时,继续加热,立即出现强烈的汽化现象。 23.湿空气的绝对温度是指lm 3湿空气中所含水蒸汽的 质 量 。 24.火电厂常用的加热器有表面式和 混合 式。 25.可逆绝热地压缩空气时,无论是活塞式压气机还是叶轮式压气机,气体在压气机内的 状态变化 规律是相同的。 26.理想气体的绝热节流效应是 零效应 。 27.利用平均比热表计算任意体积气体在定压过程中的吸热量时,应使用公式 Q =V 0 )t |c -t |(c 1t 0'p 2t 0'p 1 2?? 。 28.图示通用压缩子图上一状态点A ,其位置表明: 在该状态下气体分子之间的相互作用力 主要表现为 排斥 力。

湖南大学工程热力学试题及答案1

诚信应考,考试作弊将带来严重后果! 湖南大学课程考试试卷

2. 理想气体只有取定值比热容时,才能满足迈耶公式g v p R c c =-。……( ) 3. 不可逆过程不能T-s 图上表示,所以也不能计算过程的熵变量。………… ( ) 4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。…………………………( ) 5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况,不论过程是否可逆,有无耗散效应。……………………( ) 6. 自发过程都是不可逆过程,非自发过程都是可逆过程。…………………( ) 7. 活塞式压气机应采用隔热措施,使压缩过程接近绝热过程。………………( ) 8. 经不可逆循环,系统与环境无法完全恢复原态。……………………………( ) 9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。………………………………………( ) 10. 实际气体绝热自由膨胀之后,其热力学能不变。…………………………( ) 三、选择题(每小题2分,共20分) 1. 理想气体可逆吸热过程,下列哪个参数一定增加:( )。 A.热力学能; B.熵; C.压力; D.温度 2. ? +?=pdv u q 适用于 ( B ) A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程 C 理想气体一切过程 D 理想气体准静态过程 3. 下面参数中,量纲不相同的有( B ) A. 比热容 B. 比焓 C. 质量气体常数 D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程,则:( C )。 A.空气作功量大于其热力学能增量; B.空气作功量等于其热力学能增量; C.空气作功量小于其热力学能增量; D.无法确定 5. 下列三种状态的空气,哪种状态的熵最大( A )。 A. 100oC ,20bar ; B. 200oC ,10bar ; C. 100oC ,10bar ; D. 150oC ,15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作,其输入功W 为25kJ ,从冷源吸热量Q ,2为110kJ ,此制冷机是( C )。

工程热力学期末试题及答案

工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 (闭卷,150分钟) 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分,共40分) 1. 什么是热力过程?可逆过程的主要特征是什么? 答:热力系统从一个平衡态到另一个平衡态,称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小,即准静过程,且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量,设环境温度为30°C ,试问这部分热量的火用(yong )值(最大可用能)为多少? 答: =??? ? ?++-?=15.27350015.273301500,q x E 3. 两个不同温度(T 1,T 2)的恒温热源间工作的可逆热机,从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2,证明:由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明:四个子系统构成的孤立系统熵增为 (1分) 对热机循环子系统: 1分 1分 根据卡诺定理及推论: 1 则: 。1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,A 中存有高压空气,B 中保持真空, 如右图所示。若将隔板抽去,试分析容器中空气的状态参数(T 、P 、u 、s 、v ) 如何变化,并简述为什么。 答:u 、T 不变,P 减小,v 增大,s 增大。 5. 试由开口系能量方程一般表达式出发,证明绝热节流过程中,节流前后工质的焓值不变。(绝热节流过程可看作稳态稳流过程,宏观动能和重力位能的变化可忽略不计) 答:开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程,因此有如下简化条件 , 则上式可以简化为: 根据质量守恒,有 代入能量方程,有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力?试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答:在混合气体的温度之下,当i 组元单独占有整个混合气体的容积(中容积)时对容器壁面所形成的压力,称为该组元的分压力;若表为P i ,则该组元的状态方程可写成:P i V = m i R i T 。 B 隔板 A 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W R 0S ?=22t t,C 1111Q T Q T ηη==-=-iso 0S ?=iso 0 S ?=

工程热力学试卷终极版

工程热力学考试试卷 All rights reserved. 判断题 1.流动功是系统维持流动所花费的代价,所以流动功不能为0。(×) 2.质量保持不变的系统就是闭口系。(×) 3.处于稳定状态的系统一定处于平衡状态(×) 4.(×) 5.等温过程的膨胀功与与吸收的热量相等。(×) 线比等容线陡。(×) 7.绝热系可以是开口系。(√) 8.可以从单一热源中取热并使之完全转换为功。(√) 9.定容过程对湿蒸汽进行加热,干度一定增大。(×) 10.可逆循环的热效率一定大于不可逆循环的热效率。(×) 任何过程。(×) 分析、简答题 1.“系统经某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态,则经不可逆途径系统的熵变必大于可逆途径的熵变。”,这种说法是否正确,为什么?答:不正确。因为熵是状态参数,不论过程是否可逆,只要初终态相同,其熵变均相同,故系统从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态,经不可逆途径系统的熵与可逆途径的熵变相等。 2.

答:通过2点作等温线,分别与过1点的等容线和等压线相交于2v 及2p 点;由于理想气体的热力学能和焓是温度的单值函数,p v T T T 222==,可以得到p v h h u u 2222,==。 等容过程的吸热量与相同温限下的热力学能的变化相等,可以得到 12u u q v v -=。 等压过程的吸热量与相同温度下的焓的变化相等,可以得到 12h h q p p -=。s T -图上过程线下方的面积表示热量,所以 11212s s q v v v 面积=;11212s s q p p p 面积=。从而可以得到,1121212s s q u u v v v 面积==-;1121212s s q h h p p p 面积==-。 3.某理想气体在v p -图上的两种过程如下图所示,试在s T -图上画出相应的两个过程,指出过程多变指数n 的围,并说明各过程中工质是膨胀还是压缩,吸热还是放热,升温还是降温,降压还是升压。

工程热力学试卷1答案

1、 解:(本题13分)1)取整个气缸为闭口系,因为气缸绝热,所以Q=0;又因为活塞 导热而无摩擦,W=0,且平衡时A 、B 两侧温度相等,即T A2=T B2=T 2。有闭口系能量方程得: 1212=-+-=+=)T T (c m )T T (c m U U U B V B A V A B A 即:??? 因为,T A1=T B1=T 1=300K ,于是终态平衡时,两侧的温度均为: T 1=T 2=300K 2) 取整个气缸为闭口系,当终态平衡时,两侧压力相等,设为p 2,则: MPa .) V V (T T ) V p V p (V V T R ) T R V p T R V p (V T R )m m (p B A B B A A B A g g B B g A A g B A 1501112 11111 1211 111122 2=++=++=+= 3)K /J .p p ln T V p p p ln R m S A A A A A g A A 91812 111112==-=? K /J .p p ln T V p p p ln R m S B B B B B g B B 35212 111112-==-=? 整个气缸绝热系的熵变:K /J .S S S B A 5660=+=??? 2、 解:(本题15分)1)烟气放热为:KJ )t t (mC Q p 4116121=-= 2)若使Q 2最小,热机为可逆机,由卡诺定理得:1 21211T T Q Q t -=- =δδη 即: T dT mC T T Q T Q p 0 1 2==δδ kJ .T T ln mC T T dT mC T Q p T T p 223891 20022 1 -=== ? 3)输出的最大功为:8172621.Q Q W =-= 3、解:(本题12分) (1)如左图所示 (2)927.01 .4656.26931 .4652532'"'33333=--=--= h h h h x ;

同济大学《工程热力学》期末模拟试卷

同济大学《工程热力学》期末模拟试卷 第一部分 选择题(共15分) 一、单项选择题(本大题共15小题,每题只有一个正确答案,答对一题得1分,共15分) 1、压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中,现将喷管尾部截去一段, 其流速、流量变化为。 【 】 A.流速减小,流量不变 B.流速不变,流量增加 C.流速不变,流量不变 D.流速减小,流量增大 2、某制冷机在热源T 1= 300K ,及冷源T 2= 250K 之间工作,其制冷量为1000 KJ ,消耗功为250 KJ ,此制冷机是 【 】 A.可逆的 B.不可逆的 C.不可能的 D.可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为 【 】 A. U B. U pV + C. 2/2f U mc mgz ++ D. 2 /2f U pV mc mgz +++ 4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ?=-只适用于 【 】 A.一切工质的可逆过程 B.一切工质的不可逆过程 C.理想气体的可逆过程 D.理想气体的一切过程 5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后,欲使系统回复到初态,系统需要进行一个【】过 程 。 【 】

A.可逆绝热压缩 B.不可逆绝热压缩 C.边压缩边吸热 D.边压缩边放热 6、混合气体的通用气体常数,【】。【】 A.与混合气体的成份有关 B.与混合气体的质量有关 C.与混合气体所处状态有关 D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系 7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝,通电后如取空气为系统,则【】 A.Q>0,△U>0,W>0 B.Q=0,△U>0,W>0 C.Q>0,△U>0,W=0 D.Q=0,△U=0,W=0 8、未饱和空气具有下列关系【】 A.t>t w>t d B.t>t d>t w. C.t = t d = t w D.t = t w>t d 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、抽汽式热电循环的结果是【】 A.提高循环热效率,提高热能利用率 B.提高循环热效率,降低热能利用率 C.降低循环热效率,提高热能利用率 D.降低循环热效率,降低热能利用率 11、一个橡皮气球在太阳下被照晒,气球在吸热过程中膨胀,气球内的压力正比于气球的容积,则气球内的气球进行的是【】 A.定压过程 B.多变过程 C.定温过程 D.定容过程 12、气体的容积比热是指【】

河南城建学院期末考试考查试题 工程热力学试卷答案

1.可逆过程一定是准静态过程; 对,因为一个可逆过程,首先应该是准平衡过程。 2.工质经一不可逆循环后其熵一定增加; 错,工质经一不可逆循环后其熵是不变的。 3.第二类永动机违反了热力学第一和第二定律; 错,第二类永动机并不违背热力学第一定律。 4.节流过程是一个等焓过程; 错,节流过程中,流体在孔口附近产生严重的扰动及涡流,处于不稳定状态,因而不能确定各截面的焓值,所以,尽管节流前后焓不变,但不能把节流过程理解为等焓过程。 5.制冷系数是大于1的数; 错,制冷系数是指制冷循环中制冷量与消耗功的比值,可能大于1,也可能小于1。 6.压缩机的余隙容积对压缩机压缩每公斤工质的理论功没有影响; 对,有余隙容积后,如生产增压比相同、质量相同的同种压缩气体,理论上所消耗的功与无余隙容积时相同。 7.熵减少的过程是可以发生的; 对,只对于孤立系统,熵必定增加或不变,但是对于其他非孤立系统,不一定熵增。 8.孤立热力系熵减少的过程是无法实现的; 对,根据熵增原理,孤立系统熵必定增加或不变。 9.热量不可能从低温热源传向高温热源; 错,根据热力学第二定律,热不可能自发的从低温物体转向高温物体。 10.当蒸汽的温度高于饱和温度时,称该蒸汽为过热蒸汽; 错,当蒸汽温度高于对应压力下的饱和温度时,该蒸汽为过热蒸汽。二.名二、名词解释:(15分,每题3分) 1. 混合气体的分压力; 答:在与混合气体温度相同的情况下,每一种组成气体都独自占据体积V时,组成气体的压力成为分压力。 2. “焓”; 答:在有关热工计算中时常有U出现,为了简化公式和简化计算,把它定义为焓,用符号H表示。pV+ 3. 第二类永动机; 答:从环境大气或海水吸收热量不断转化为机械功,这种单一热源下做功的动力机械称为第二类永动机。 4. 孤立热力系; 答:任何一个热力系(闭口系、开口系、绝热系、非绝热系),总可以将它连同与其相互作用的一切物体组成一个复合系统,该复合系统不再与外界有任何形式的能量交换和质量交换,我们称该复合系统为孤立系统。 5. 理想气体; 答:理想气体是一种实际上不存在的假想气体,其分子是些弹性的、不具体积的质点,分子间相互没有作用力。 三.(15分) 空气由初态压力为0.1MPa,温度20℃,经2级压缩机压缩后,压力提高到2MPa。若空气进入各级气缸的温度相同,且各级压缩过程的多变指数均为1.2,求最佳的中间压力为多少?并求生产1kg质量的压缩空气所消耗的理论功?求各级气缸的排气温度为多少? 解:最佳中间压力MPa p p p447 .0 2 1.0 2 1 2 = ? = =; 理论比功:() KJ p p p p T R n n w n n n n g c 21 . 286 2 1.0 447 .0 2 20 15 . 273 10 06 . 287 1 2.1 2.1 2 1 2.1 1 2.1 3 1 2 3 1 1 2 1 = ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? + ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ?? ? ? ? ? + ?? ? ? ? ? - = - - - -

(完整版)工程热力学习题集附答案

工程热力学习题集 一、填空题 1.能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。 2.孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 3.单位质量的广延量参数具有 参数的性质,称为比参数。 4.测得容器的真空度48V p KPa =,大气压力MPa p b 102.0=,则容器内的绝对压力为 。 5.只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。 6.饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域,位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态:未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。 7.在湿空气温度一定条件下,露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ,湿空气越潮湿。(填高、低和多、少) 8.克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9.熵流是由 引起的。 10.多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11.能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。 12.绝热系是与外界无 交换的热力系。 13.状态公理指出,对于简单可压缩系,只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14.测得容器的表压力75g p KPa =,大气压力MPa p b 098.0=,则容器内的绝对压力为 。 15.如果系统完成某一热力过程后,再沿原来路径逆向进行时,能使 都返回原来状态而不留下任何变化,则这一过程称为可逆过程。 16.卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。 17.相对湿度越 ,湿空气越干燥,吸收水分的能力越 。(填大、小) 18.克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19.熵产是由 引起的。 20.双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有:( )、( )、( )。 22、理想气体的热力学能是温度的( )函数。 23、热力平衡的充要条件是:( )。 24、不可逆绝热过程中,由于不可逆因素导致的熵增量,叫做( )。 25、卡诺循环由( )热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的( )、( )、( )。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时,该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。

工程热力学1期末试题+答案

图 1 图2 2012工程热力学Ⅰ考题(A ) 一、简答题(共30分) 1、图1中循环1-2-3-a -1和循环1-b -3-4-1都是不可逆 循环。有人判断循环1-2-3-a -1的热效率高于循环1-b -3-4-1的热效率,你是否同意他的说法,为什么?(10分) 2、有一种热机,以水蒸气为工质,循环的高温热源温度为1200 K ,低温热源温度为300 K ,循环的热效率t η。现将循环工质改成理想气体,则循环的热效率t'η与原循环热效率比较将发生什么样的变化?为什么? (10分) 3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量,有人提出将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉可提高水蒸气循环的热效率。”请据热力学基本定律出发评估这种观点。(10分) 二、计算题(共70分) 1、一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料,供水压力为200kPa 、温度20℃, 喷嘴内径为0.002m 时,射出水流温度20℃,压力100kPa ,流速1000m/s ,已知在200kPa 、20℃时,3 0.001002m /kg v =,假定可近似认为水的比体积不变,求水泵功率。(10分) 2、某太阳能供暖的房屋用5×8×0.3m 的大块混凝土板作为蓄热材料,该混凝土的密度为2300kg/m 3 ,比热容0.65kJ/(kg ·K)。若混凝土板在晚上从23℃冷却到18℃(室内温度),求此过程的熵产。(10分) 3、某活塞式内燃机定容加热理想循环(图2循环1-2-3-4-1),压缩比ε =10,压缩冲程的起点状态是t 1=35℃ 、p 1=100kPa 。加热过程中气体吸热650kJ/kg 。假定比热容为定值,且c p =1.004kJ/(kg·K),κ =1.4,求:(1)循环中各点的温度、压力和循环热效率;(2)若循环压缩过程和膨胀过程均不可逆,两过程的熵产分别为0.1kJ/(kg·K)和0.12 kJ/(kg·K),求工质 经循环后的熵变; (3) 若膨胀过程持续到5(p 5 = p 1),画出循环T-s 图,并分析循环热效率提高还是下降。(10+5+5分) 4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩,压力比为4.2,初终态温度分别为30℃和227℃。

工程热力学期末试卷及答案

一.就是非题 1.两种湿空气的相对湿度相等,则吸收水蒸汽的能力也相等。() 2.闭口系统进行一放热过程,其熵一定减少() 3.容器中气体的压力不变,则压力表的读数也绝对不会改变。() 4.理想气体在绝热容器中作自由膨胀,则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??=() 5.对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析,其结果与所取系统的形式无关。() 6.工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程,则工质熵的变化就是一样的。() 7.对于过热水蒸气,干度1>x () 8.对于渐缩喷管,若气流的初参数一定,那么随着背压的降低,流量将增大,但最多增大到临界流量。() 9.膨胀功、流动功与技术功都就是与过程的路径有关的过程量() 10.已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。() 二.选择题(10分) 1.如果热机从热源吸热100kJ,对外作功100kJ,则()。 (A)违反热力学第一定律;(B)违反热力学第二定律; (C)不违反第一、第二定律;(D)A 与B 。 2.压力为10bar 的气体通过渐缩喷管流入1bar 的环境中,现将喷管尾部截去一小段,其流速、流量变化为()。 A 流速减小,流量不变(B)流速不变,流量增加 C 流速不变,流量不变(D)流速减小,流量增大 3.系统在可逆过程中与外界传递的热量,其数值大小取决于()。 (A)系统的初、终态;(B)系统所经历的过程; (C)(A)与(B);(D)系统的熵变。 4.不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后,其结果只能就是()。 (A)全部水变成水蒸汽(B)部分水变成水蒸汽 (C)部分或全部水变成水蒸汽(D)不能确定 5.()过程就是可逆过程。 (A)、可以从终态回复到初态的(B)、没有摩擦的 (C)、没有摩擦的准静态过程(D)、没有温差的 三.填空题(10分) 1.理想气体多变过程中,工质放热压缩升温的多变指数的范围_________ 2.蒸汽的干度定义为_________。 3.水蒸汽的汽化潜热在低温时较__________,在高温时较__________,在临界温度为__________。 4.理想气体的多变比热公式为_________ 5.采用Z 级冷却的压气机,其最佳压力比公式为_________ 四、名词解释(每题2分,共8分) 1.卡诺定理: 2..理想气体 3.水蒸气的汽化潜热 5.含湿量 五简答题(8分) 1、证明绝热过程方程式 2、已知房间内湿空气的d t 、wet t 温度,试用H —d 图定性的确定湿空气状态。 六.计算题(共54分) 1.质量为2kg 的某理想气体,在可逆多变过程中,压力从0、5MPa 降至0、1MPa,温度从162℃降至27℃,作出膨胀功267kJ,从外界吸收热量66、8kJ 。试求该理想气体的定 值比热容p c 与V c [kJ/(kg ·K)],并将此多变过程表示在v p -图与s T -图上(图上 先画出4个基本热力过程线)。(14分) 2.某蒸汽动力循环。汽轮机进口蒸汽参数为p1=13、5bar,t1=370℃,汽轮机出口蒸汽参数为p2=0、08bar 的干饱与蒸汽,设环境温度t0=20℃,试求:汽轮机的实际功量、理想功量、相对内效率(15分) 3.压气机产生压力为6bar,流量为20kg/s 的压缩空气,已知压气机进口状态1p =1bar,1t =20℃,如为不可逆绝热压缩,实际消耗功就是理论轴功的1、 15倍,求压气 机出口温度2t 及实际消耗功率P 。(已知:空气p c =1、004kJ/(kgK),气体常数R=0、287kJ/(kgK))。(15分) 4.一卡诺循环,已知两热源的温度t1=527℃、T2=27℃,循环吸热量Q1=2500KJ,试求:(A)循环的作功量。(B)排放给冷源的热量及冷源熵的增加。(10分) 一.就是非题(10分) 1、× 2、× 3、× 4、√ 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×10、× 二.选择题(10分) 1、B 2、A3、A4、A5、C 三.填空题(10分)

工程热力学期末试卷及答案

页脚内容1

页脚内容2

1 n c n κ - = - R =,代入上式得 页脚内容3

页脚内容4

页脚内容 6 及内能的变化,并画出p-v 图,比较两种压缩过程功量的大小。(空气: p c =1.004kJ/(kgK),R=0.287kJ/(kgK))(20分) 2.某热机在T1=1800K 和T2=450K 的热源间进行卡诺循环,若工质从热源吸热1000KJ ,试计算:(A )循环的最大功?(B )如果工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K ,在过程中与低温热源的温差为50K ,则该热量中能转变为多少功?热效率是多少?(C )如果循环过程中,不仅存在传热温差,并由于摩擦使循环功减小10KJ ,则热机的热效率是多少?(14分) 3.已知气体燃烧产物的cp=1.089kJ/kg ·K 和k=1.36,并以流量m=45kg/s 流经一喷管,进口p1=1bar 、T1=1100K 、c1=1800m/s 。喷管出口气体的压力p2=0.343bar ,喷管的流量系数cd=0.96;喷管效率为 =0.88。求合适的喉部截 面积、喷管出口的截面积和出口温度。(空气:p c =1.004kJ/(kgK), R=0.287kJ/(kgK))(20分) 一.是非题(10分) 1、√ 2、√ 3、× 4、× 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×10、√ 二.选择题(10分) 1、B2、C3、B4、B5、A 三.填空题(10分) 1、功W;内能U 2、定温变化过程,定熵变化 3、小,大,0 4、对数曲线,对数曲线 5、 a kpv kRT ==, c M a = 四、名词解释(每题2分,共8分) 孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统。 焓:为简化计算,将流动工质传递的总能量中,取决于工质的热力状态的那部分能量,写在一起,引入一新的物理量,称为焓。 热力学第二定律:克劳修斯(Clausius)说法:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。开尔文一浦朗克(Kelvin —Plank)说法:不可能制造只从一个热源取热使之完全变成机械能而不引起其他变化的循环发动机。 相对湿度:湿空气的绝对湿度v ρ与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s ρ的比值, 称为相对湿度?。 五简答题(8分)

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一.是非题 1.两种湿空气的相对湿度相等,则吸收水蒸汽的能力也相等。( ) 2.闭口系统进行一放热过程,其熵一定减少( ) 3.容器中气体的压力不变,则压力表的读数也绝对不会改变。( ) 4.理想气体在绝热容器中作自由膨胀,则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??= ( ) 5.对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析,其结果与所取系统的形式无关。 ( ) 6.工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程,则工质熵的变化是一样的。 ( ) 7.对于过热水蒸气,干度1>x ( ) 8.对于渐缩喷管,若气流的初参数一定,那么随着背压的降低,流量将增大,但最多增大到临界流量。( ) 9.膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 ( ) # 10.已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。 ( ) 二.选择题 (10分) 1.如果热机从热源吸热100kJ ,对外作功100kJ ,则( )。 (A ) 违反热力学第一定律; (B ) 违反热力学第二定律; (C ) 不违反第一、第二定律;(D ) A 和B 。 2.压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中,现将喷管尾部截去一小段,其流速、流量变化为( )。 (A ) 流速减小,流量不变 (B )流速不变,流量增加 (C ) 流速不变,流量不变 (D ) 流速减小,流量增大 3.系统在可逆过程中与外界传递的热量,其数值大小取决于( )。 (A ) 系统的初、终态; (B ) 系统所经历的过程; [ (C ) (A )和(B ); ( D ) 系统的熵变。 4.不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后,其结果只能是( )。 (A )全部水变成水蒸汽 (B )部分水变成水蒸汽 (C )部分或全部水变成水蒸汽 (D )不能确定 5.( )过程是可逆过程。 (A ).可以从终态回复到初态的 (B ).没有摩擦的 (C ).没有摩擦的准静态过程 (D ).没有温差的 三.填空题 (10分) 1.理想气体多变过程中,工质放热压缩升温的多变指数的范围_________

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全国考研专业课高分资料 中北大学 《工程热力学》 期末题 笔记:目标院校目标专业本科生笔记或者辅导班笔记 讲义:目标院校目标专业本科教学课件 期末题:目标院校目标专业本科期末测试题2-3 套 模拟题:目标院校目标专业考研专业课模拟测试题 2 套 复习题:目标院校目标专业考研专业课导师复习题 真题:目标院校目标专业历年考试真题,本项为赠送项,未公布的不送!

中北大学工程热力学试题(A)卷(闭卷) 2013--2014 学年第一学期 学号:姓名: 一、单项选择题(本大题共 15 小题,每题只有一个正确答案,答对一题得 1 分,共15分) 1、压力为 10 bar 的气体通过渐缩喷管流入 1 bar 的环境中,现将喷管尾部 截去一段,其流速、流量变化为。【】 A. 流速减小,流量不变 B.流速不变,流量增加 C.流速不变,流量不变 D. 2 、某制冷机在热源T1= 300K,及冷源消耗功为 250 KJ ,此制冷机是流速减小,流量增大 T2= 250K 之间工作,其制冷量为 【】 1000 KJ, A. 可逆的 B. 不可逆的 C.不可能的 D. 可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为【】 A. U B. U pV C. U mc2f / 2 mgz D. U pV mc2f / 2 mgz 4、熵变计算式s c p In (T2 / T1) R g In ( p2 / p1) 只适用于【】 A. 一切工质的可逆过程 B.一切工质的不可逆过程 C.理想气体的可逆过程 D.理想气体的一切过程 5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后,欲使系统回复到初态,系统需要进行 一个【】过程。

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一、判断命题是否正确,错误的加以改正 1、孤立系统的热力状态不能发生变化。 2、答:×,只要孤立系统发生热力过程,其热力状态就会发生变化。 2、工质从同一初态出发,经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态,则两种过程中 S g不可逆S g可逆、S f不可逆S f可逆、S不可逆S可逆。 答:×,S f 不可逆S f可逆 3、热力过程中,系统向外界放热,其温度必然降低。 4、答:×,热力过程中,系统向外界放热,其温度不一定降低。 5、一切不可逆循环的热效率答:×,一切循环的热效率t w net。 q1 t w net。 q1 6、系统吸热,其熵一定增加,系统放热,其熵一定减小。 7、答:×,系统吸热,其熵一定增加,系统放热,其熵不一定减小。 6、工质经过不可逆循环后,有 Q 0 ,根据 dS Q dS 0 。T r ,则有 T r 答:×,工质经过不可逆循环后,有Q 0 ,但dS 0 。 T r 二、选择题 1、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,一部分为高压气体,一部分保持真空,抽去隔板 前后 D A、S 0 , U 0 ; B 、S0,H 0 ; C、S 0 , U 0 ; D 、S0,U 0。 2、q c p T w t适用于 C A、任意气体、闭口系统、可逆过程; B、实际气体、开口系统、可逆过程; C、理想气体、开口系统、稳流过程; D、任意气体、开口系统、可逆过程。 3、经过不等温传热后, B A、热量的可用能和废热均减少; B、热量的可用能减少,废热增加; C、热量的可用能不变,废热增加;

D、热量的可用能不变,废热减少。 4、当孤立系统中进行了一不可逆过程后,则孤立系统的总能、总熵、总用的变化为 C A、E 0 , S 0,E X 0; B、E 0 , S 0,E X 0 C、E 0 , S 0,E X 0; D、E 0 , S 0,E X 0 5、在紧闭门窗的房间内,启动一台打开的冰箱,经过一段时间的运行,则室温将 B A、降低; B、升高; C、不变; D、不定。 6、工质不可逆稳态稳流经过某控制容积,则此控制容积内: B A、储存能不变,熵增加; B 、储存能不变,熵不变; C、储存能增加,熵增加; D 、储存能增加,熵不变。 三、简答题 1、什么是可逆过程实现可逆过程的基本条件是什么可逆过程与准静态过程的区别与联系是 什么 答:可逆过程是当系统完成某一过程后,如果令过程沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及到 的一切(系统和外界)都回复到原来的状态,而不留下任何的痕迹的过程 实现可逆过程的基本条件是过程无限缓慢,即所有的不平衡势差无限小;没有耗散效应。 可逆过程与准静态过程的共同点:他们都是无限缓慢的、由连续的、无限接近平衡的状态所组成的过程,都可以在坐标图上用连续的实线来表示。 可逆过程与准静态过程的区别是准静态过程着眼与平衡,耗散效应对它无影响,而可逆过程不但强调平衡,而且强调能量传递效果。 2、理想气体从同一初态膨胀到同一终态比体积,定温膨胀与绝热膨胀相比,哪个过程做功 多若为压缩过程,结果又如何 答:对于膨胀过程而言,定温膨胀做功多,若为压缩过程,则定熵压缩耗功多。可以用示功 图来表示。 3、朗肯循环由哪几个过程组成这些热力过程分别在哪些热力设备中完成 答:朗肯循环由定压加热( 2 分)、定熵膨胀、定压冷却和定熵压缩四个过程组成,这些热 力过程分别在锅炉和过热器、气轮机、冷凝器以及给水泵中完成的。 四、证明题

工程热力学试题

工程热力学试题 (本试题的答案必须全部写在答题纸上,写在试题及草稿纸上无效) 说明: 1)答题前请考生务必认真阅读说明; 2)考生允许携带计算器; 3)重力加速度g=9.80m/s2; 4)本套试题中所用到的双原子理想气体绝热指数K=; 5)理想气体通用气体常数R=(mol·k); 6)标准大气压Pa=; 7)氧原子量取16,氢原子量取1,碳原子量取12,N原子量取14; 8)空气分子量取29,空气的定压比热Cp=(kg·K)。 一、是非题(每题2分,共20分;正确的打√,错误的打×。) 1、系统从同一始态出发,分别经历可逆过程和不可逆过程到达同一终态,则两个过程该系统的熵变相同。() 2、循环功越大,热效率越高。() 3、对于由单相物质组成的系统而言,均匀必平衡,平衡必均匀。() 4、系统经历不可逆过程后,熵一定增大。() 5、湿空气相对湿度越高,含湿量越大。() 6、理想气体绝热节流前后温度不变。()

7、系统吸热,熵一定增大;系统放热,熵一定减小。() 8、对于具有活塞的封闭系统,气体膨胀时一定对外做功。() 9、可逆过程必是准静态过程,准静态过程不一定是可逆过程。() 10、对于实际气体,由焓和温度可以确定其状态。() 二、填空题(每题5分,共50分) 1、某气体的分子量为44,则该气体的气体常数为。 2、某甲烷与氮的混合气,两组分的体积百分含量分别为70%和30%,则该混气的平均分子量为。 3、300k对应的华氏温度为。 4、卡诺循环热机,从200℃热源吸热,向30℃冷源放热,若吸热率是10kw,则输出功率为。 5、自动升降机每分钟把50kg的砖块升高12m,则升降机的功率为。 6、、30℃的氦气经节流阀后压力降至100kpa,若节流前后速度相等,则节流前管径与节流后管径的比值为。 7、某双原子理想气体的定压比热为,则其定容比热可近似认为等于。 8、容积2m3的空气由、40℃被可逆压缩到1MPa、0.6m3,则该过程的多变指数为。 9、空气可逆绝热地流经某收缩喷管,若进口压力为2MPa,出口

工程热力学试题及答案1

中国自考人——700门自考课程 永久免费、完整 在线学习 快快加入我们吧! 全国2002年10月高等教育自学考试 工程热力学(一)试题 课程代码:02248 一、单项选择题(本大题共15小题,每小题1分,共15分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要 求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.简单可压缩热力系统的状态可由( ) A.两个状态参数决定 B.两个具有物理意义的状态参数决定 C.两个可测状态参数决定 D.两个相互独立的状态参数决定 2.热能转变为机械能的唯一途径是通过工质的( ) A.膨胀 B.压缩 C.凝结 D.加热 =△h+w t 适宜于( ) A.稳流开口系统 B.闭口系统 C.任意系统 D.非稳流开口系统 4.锅炉空气预热器中,烟气入口温度为1373K ,经定压放热后其出口温度为443K ,烟气的入口体积是出口体积的 ( ) A.3.1倍 倍 倍 倍 5.理想气体定压过程的势力学能变化量为( ) △t △T 6.理想气体等温过程的技术功=( ) (p 1-p 2) 2 1P P 7.在p —v 图上,经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值( ) A.大 B.小 C.相等 D.可能大,也可能小 8.不可逆机与可逆机相比,其热效率( ) A.一定高 B.相等 C.一定低 D.可能高,可能低,也可能相等 9.若弧立系内发生的过程都是可逆过程,系统的熵( ) A.增大 B.减小 C.不变 D.可能增大,也可能减小 10.水蒸汽热力过程热力学能变化量△u=( ) B.△h-△(pv) (T 2-T 1) D.2 1t t v c (T 2-T 1) 11.理想气体绝热流经节流阀,节流后稳定截面处的温度( ) A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定 12.热力计算时,回热加热器的出口水温取决于( ) A.回热抽气量 B.回热抽汽压力 C.加热器的给水量 D.加热器的进口温度 13.若再热压力选择适当,则朗肯循环采用再热后( ) A.汽耗率上升,热耗率下降 B.汽耗率下降,热耗率上升 C.汽耗率与热耗率都上升 D.汽耗率与热耗率都下降 14.在定压加热燃气轮机循环中,为达到提高循环热效率的目的,可采用回热技术来提高工质的( ) A.循环最高温度 B.循环最低温度 C.平均吸热温度 D.平均放热温度 15.湿空气中水蒸汽所处的状态( ) A.可以是饱和状态,也可以是过热蒸汽状态 B.只能是饱和状态

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