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全国2005年一月工程热力学试卷一

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郭建华 韩旺辰 郝玉柱 张旭娟 孙茂竹 白薇

全国2005年1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(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填

在题干的括号内。每小题2分,共16分)

1.工质稳定流动流经热力设备时工质宏观动能和位能的变化以及热力设备对外输出的功合并在一起称为( )。

A.体积功w

B.技术功w t

C.轴功w s

D.推动功pv

2.工质进行了一个温度和压力升高、放热的多变过程,则多变指数n 为( )。

A. n<0

B. 0

C. 1

D. n>k

3.理想气体某一过程的技术功w t 等于吸热量q ,该过程是( )。

A.定压过程

B.定体过程

C.定温过程

D.绝热过程

4.当工质的压力一定,其温度低于对应的饱和温度时,则工质一定是( )。

A.饱和水

B.湿蒸汽

C.未饱和水

D.过热蒸汽

5.空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动,其滞止压力为1MPa ,喷管后的压力为0.8MPa ,若喷管因出口磨损截去一段,则喷管出口空气的流量( )。

A.变大

B.变小

C.不变

D.不稳定

6.绝热节流过程是( )。

A.定焓过程

B.不可逆过程

C.准平衡过程

D.定熵过程

7.从减少压气机耗功和降低压缩气体终温出发,( )过程是最理想的过程。

A.绝热压缩

B.定温压缩

C.多变压缩

D.多级压缩

8.采用定压加热循环方式的燃气轮机装置压气机中的实际过程可简化为( )。

A.定温压缩过程

B.绝热压缩过程

C.多变压缩过程

D.加热压缩过程

二、多项选择题(在每小题的五个备选答案中,选出二至五个正确的答案,并将正确答案的

序号分别填在题干的括号内,多选、少选、错选均不得分。每小题2分,共6分)

1.公式△u=C v △T 适用于( )。

A.理想气体的定体过程

B.任意气体的不可逆过程

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C.任意工质的定体过程

D.理想气体的不可逆过程

E.任意工质的可逆过程

2.闭口系内的理想气体经历一个可逆的绝热过程,对外作功10kJ ,则( )。

A.该过程的熵产为零

B.该过程的熵流为零

C.理想气体的熵减小

D.理想气体的热力学能不变

E.理想气体的温度不变

3.湿空气的绝对湿度( )。

A.表示1m 3湿空气中所含水蒸气的质量

B.能说明湿空气的潮湿程度

C.表示以1千克干空气为计算基准的湿空气中所含水蒸气的质量

D.不能说明湿空气的吸湿能力

E.实际上就是湿空气中水蒸气的密度

三、填空题(每小题1分,共10分)

1.如果热力系处于______状态,则不能在状态参数坐标图上表示。

2.当设备中工质的压力低于环境压力时,若测得真空Pv=0.08MPa ,环境压力Pa=0.1MPa ,则工质的绝对压力P=______MPa 。

3.在国际单位制中压力的单位是______。

4.根据稳定流动能量方程,动力机的能量方程可简化为______。

5.将相同质量的氢气和氧气分别储存到同样大小的容器内,若二个容器内气体的温度相等,则两者压力的大小为2H P ______2O P 。

6.已知理想气体的比热C 随温度的升高而增大,当t 2>t 1时,0t C 1与1

2t t C 的大小关系为______。 7.在混合气体的计算中,质量分数与摩尔分数之间需要换算,换算的依据是质量、摩尔数和______之间的关系。

8.设有一卡诺机工作于600℃和30℃热源之间,卡诺机在循环工作中从高温热源吸热1000kJ ,则向低温热源的放热为______。

9.水蒸汽定压加热过程水吸热生成过热蒸汽必需经历五种状态变化,即未饱和水、饱和水、______、干饱和蒸汽及过热蒸汽状态。

10.回热循环中采用的抽汽回热加热器,通常有______与______两种形式。

四、名词解释(每小题3分,共15分)

1.焓

2.分压力

3.热量的有效能

4.马赫数

5.未饱和湿空气

五、简答题(每小题5分,共25分)

1.准平衡过程与可逆过程有什么不同?二者之间有何联系?

2.对工质加热,温度一定升高吗?有没有可能降低?为什么?

3.理想气体的热力学能只与温度有关,而与压力和比体积无关,但根据给定的压力和比体积又可以确定热力学能,其间有无矛盾?如何解释?

地址:北京市海淀区知春路1号 学院国际大厦18层 电话:(010)82335555 -第 3 页 共 3 页 - 4.与大气温度相同的压缩气体可以从大气中吸热而膨胀作功(依靠单一热源作功)。这是否违背热力学第二定律?

5.简述“喷管效率”η和“能量损失系数”ξ的定义以及两者之间的关系。

六、计算题(第1、2题每小题6分,第3、4题每小题8分,共28分)

1.m=3.5kg 空气按可逆定体过程由初态P 1=0.1×106Pa ,T 1=310K 变化到终态P 2=0.2×106Pa ,已知空气的R r =0.287kJ/(kg ·K),C V =0.717kJ/(kg ·K),试求此定体过程的Q 和△V 。

2.已知喷管进口截面上空气参数为:P 1=8×106Pa ,T 1=625K ,v c1≈0,喷管出口背压P b =4.5×106Pa ,设空气的比热容比κ=1.4,气体常数R r =287J/(kg ·K),临界压力比βcr =0.528。问应选择什么形状的喷管,并计算出喷管的出口流速v c2。

3.某温度为T 1=1100K 的热源,向温度T 2=398K 的工质供热5500kJ ,试求此不可逆换热过程的熵产△S g ;如环境温度T 0=273K ,试求此不可逆过程的有效能损失E x1。

4.某蒸汽动力装置采用再热循环,已知高压汽轮机蒸汽进口焓为h 1;再热器进口蒸汽焓为h a ,再热器出口蒸汽焓为h b ,汽轮机排汽焓为h 2;如忽略泵功,试求此再热循环的净功W 0,吸热量q 1,循环热效率ηt.RH ,汽耗率d o.RH 和热耗率q t.RH 。

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)

工程热力学试卷1

一、分析说明题: 1、水汽化过程的P-V 与T-S 图上:1点、2线、3区、5态,分别指的是什么? 答:1点:临界点2线:上界线(干饱和蒸汽线)、下界线(饱和水线)3区:过冷区(液相区或未饱和区)、湿蒸汽区(汽液两相区)、过热蒸汽区(气相区)5态:未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽 2、什么样的的气体可以看成是理想气体? 答:①分子之间的平均距离相当大,分子的体积与气体的总体积相比可以忽略。②分子之间没有相互的作用力。 ③分子之间的相互碰撞及分子与器壁之间的碰撞均为弹性碰撞。 3、画图分析蒸汽初温及初压的变化对郎肯循环的影响。 ①蒸汽初温的影响: 保持p 1、p 2不变,将t 1提高,2t 1 T 1T η=- 则有:1T ↑,2T 不变?t η↑ 且乏汽干度:2'2x x > ②蒸汽初压的影响: 保持t 1、 p 2不变,提高p 1,2t 1 T 1T η=- 则有:1T ↑,2T 不变?t η↑ 但是乏汽干度:2'2x x < 4、什么叫逆向循环或制冷循环?逆向循环的经济性用什么衡量?其表达式是什么? 答:在循环中消耗机械能,把热量从低温热源传向高温热源的循环称为逆向循环或制冷循环。或者在P-V 图和T-S 图上以顺时针方向进行的循环。 逆向循环的经济性评价指标有:制冷系数;ε =q 2/W net ;热泵系数:ε ′ =q 1/W net 5、简述绝对压强、相对压强及真空度之间的关系。 答:①当绝对压强大于当地大气压时: 相对压强(表压强)=绝对压强-当地大气压 或 当地绝表P P P -= ②当绝对压强小于当地大气压时:真空度=当地大气压-绝对压强 或 绝当地真空P P P -= 6、绝热刚性容器中间用隔板分开,两侧分别有1kg N 2和O 2,其p 1、T 1相同。若将隔板抽出,则混合前后的温度和熵有什么变化,为什么? 答: ①因为是刚性绝热容器,所以系统与外界之间既没有热量交换也没有功量交换。②系统内部的隔板抽出后,温度保持不变。③绝热过程系统熵流为零,系统内部为不可逆变化,熵产大于零,因此总熵变大于零。 7、表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算?若工质的压力不变,问测量其压力的压力表或真空计的读数是否 可能变化? 答:①表压力或真空度不能作为状态参数进行热力计算,因为表压力或真空度只是一个相对压力。 ②若工质的压力不变,测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化,因为测量所处的环境压力可能发生变化。

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。

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 = ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? + ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ?? ? ? ? ? + ?? ? ? ? ? - = - - - -

工程热力学期末试卷及答案课件.doc

一.是非题三.填空题(10 分) 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。() 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.闭口系统进行一放热过程,其熵一定减少()2.蒸汽的干度定义为_________。 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。()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.理想气体在绝热容器中作自由膨胀,则气体温度与压力的表达式为 T 2 p 2 k 1 k () 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) T 1 p 1 1.卡诺定理: 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x 1() 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t d 、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)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2..理想气体 3.水蒸气的汽化潜热 5.含湿量 五简答题(8 分) t t wet 、温度,试用H d —图定性的 d 1.证明绝热过程方程式 2.已知房间内湿空气的 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c p 和c V p v 图和T s 图上 [kJ/(kg·K)],并将此多变过程表示在 (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 的干饱和蒸汽,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 p =1bar,t1 =20℃,如为不可逆绝热压缩,实际消耗功是理论轴功的 1.15 倍,求1 c 压气机出口温度t2 及实际消耗功率P。(已知:空气 p =1.004kJ/(kgK),气体常数R=0.287kJ/(kgK))。(15 分)

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 303.95kJ 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 )如变化,并简述为什么。 答:u 、T 不变,P 减小,v 增大,s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?= iso S ?=

5. 试由开口系能量程一般表达式出发,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 ,则该组元的状态程可写成:P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大,卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大,愈有利?试证明你的结论。 答:否,温差愈大,卡诺制冷机的制冷系数愈小,耗功越大。(2分) 证明:T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε,当 2q 不变,T ?↑时,↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同),温差愈大,需耗费更多的外界有用功量,制冷系数下降。(3分) 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ,若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多,对外做出的膨胀功也大。

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

(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_______。

工程热力学期末试卷及答案

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_________

工程热力学试卷1答案

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 ; 919.01 .4656.26931 .4652512'"'333'33=--=--= 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【】

工程热力学期末考试试题

一、1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa,环境压力Pa=0.1MPa,则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 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 ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wts>s′ B.s>s″>s′C.ss>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 ) A.dh=-vdp B.dh=vdp C.dh=-pdv D.dh=pdv 17、饱和湿空气的相对湿度( B )A. >1 B. =1 C. <1 D.0< <1 18.湿空气的焓h 为( D )A. 1kg 湿空气的焓B. 1m3 湿空气的焓C. 1kg 干空气与1kg 水蒸汽焓之和D. 1kg 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

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