湖南大學(xué)工程熱力學(xué)試題及答案

1、. 考試作弊將帶來嚴(yán)重后果！誠信應(yīng)考, 考試中心填寫： 月日年_湖南大學(xué)課程考試試卷 課程名稱： 工程熱力學(xué)A ；課程編碼： 試卷編號： B ；考試時間：120分鐘 湖南大學(xué)課程考試試卷 ： 級班業(yè)專裝訂線（題目不得超過此線） ：號學(xué)湖南大學(xué)教務(wù)處考試 ：中名心姓 裝訂線（題目 題 號 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 總分 應(yīng)得分15 10 20 15 40 100 實(shí)得分 評卷人 一、名詞解釋題（每題3分，共15分） 1. 簡單可壓縮系統(tǒng)：與環(huán)境的功交換只有體積變化功的可壓縮系統(tǒng)。 2. 平衡狀態(tài)：一個熱力系統(tǒng)在不受環(huán)境影響（重力場除外）的條件下，如果其狀態(tài)參數(shù)不隨時間變化，同時熱力

2、系統(tǒng)內(nèi)外建立了熱和力的平衡，則該熱力系統(tǒng)處于熱和力的平衡狀態(tài)。 若流動過程中開口系統(tǒng)內(nèi)部及其邊界上各點(diǎn)工質(zhì)的熱力參數(shù)及運(yùn)動參3. 穩(wěn)定流動：數(shù)都不隨時間而發(fā)生變化。 熵增原理：孤立系統(tǒng)（定質(zhì)量系）的熵通?？偸窃龃蟮?，極限情況時不變，永不4. 可能減小。 5. 比熱容： 所需的熱量。單位質(zhì)量工質(zhì)吸熱使之溫度升高（或降低）1K ，每”，錯的打“”二、判斷題（下列各題，你認(rèn)為正確的，請?jiān)陬}干的括號內(nèi)打“ 10題1分，共分） 理想氣體任意兩個狀態(tài)參數(shù)確定之后，氣體的狀態(tài)就確定了。（1. ）. 為等壓放熱） . c?c?Rgvp。（ ）2. 理想氣體只有取定值比熱容時，才能滿足邁耶公式 3. ） （ 不

3、可逆過程不能T-s圖上表示，所以也不能計算過程的熵變量。 4. 卡諾循環(huán)的熱效率一定大于其它循環(huán)的熱效率。（ ） 5. 穩(wěn)定流動能量方程適用于所用工質(zhì)的穩(wěn)定流動情況，不論過程是否可逆，有無耗散效應(yīng)。（ ） 6. 自發(fā)過程都是不可逆過程，非自發(fā)過程都是可逆過程。（ ） 7. 活塞式壓氣機(jī)應(yīng)采用隔熱措施，使壓縮過程接近絕熱過程。（ ） 8. 經(jīng)不可逆循環(huán)，系統(tǒng)與環(huán)境無法完全恢復(fù)原態(tài)。（ ）9. 熵產(chǎn)大于0的過程必為不可逆過程。（ ） 10. 實(shí)際氣體絕熱自由膨脹之后，其熱力學(xué)能不變。（ ） 三、選擇題（每小題2分，共20分） 1. 理想氣體可逆吸熱過程，下列哪個參數(shù)一定增加：（ ）。 A.熱力學(xué)能

4、； B.熵； C.壓力； D.溫度 ?pdv?uq? ） 2. B適用于 （ 一切氣體可逆過程 B A理想氣體可逆過程 理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)過程DC理想氣體一切過程 3. 下面參數(shù)中，量綱不相同的有（ B ） A. 比熱容 B. 比焓 C. 質(zhì)量氣體常數(shù) D. 比熵 4. 若空氣進(jìn)行可逆定壓加熱過程，則：（ C ）。 A.空氣作功量大于其熱力學(xué)能增量； B.空氣作功量等于其熱力學(xué)能增量； C.空氣作功量小于其熱力學(xué)能增量； D.無法確定 5. 下列三種狀態(tài)的空氣，哪種狀態(tài)的熵最大？（ A ）。 A. 100oC，20bar； B. 200oC，10bar； C. 100oC，10bar； D. 15

5、0oC，15bar TT=250K之間工作，其輸入功W為某制冷機(jī)在熱源6. 及冷源=300K25kJ，從冷源吸12熱量Q為110kJ，此制冷機(jī)是（ C ）。 ,2. . D.可逆或不可逆的 B.不可逆的； C.不可能的； A.可逆的； ）。 B 7.工質(zhì)不可逆穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流經(jīng)某控制容積，則此控制容積內(nèi)，則：（ 儲能不變，熵不變 B. A.儲能不變，熵增大 儲能增大，熵不變 D. C.儲能增大，熵增大 ) B 理想氣體進(jìn)行了一個降溫，升壓的多變過程，則多變指數(shù)8. n滿足：( 湖 D不能確定nk； B.南大) B ( 9. 系統(tǒng)經(jīng)過不可逆循環(huán)過程后，其熵變學(xué) D.不定 ； C.小于0； A.大于0；

6、B.等于0課程在密閉門窗的房間內(nèi)，有一臺啟動的冰箱，將冰箱門打開，經(jīng)一段時間運(yùn)行，則室10. 考 ） 內(nèi)溫度將（ B 試試 D. C.不變； 不定 A.降低； B.升高； 卷 分）四、簡答題（共15P1（I）等容吸熱，壓強(qiáng)從1. 某理想氣體經(jīng)歷了下述循環(huán)：某理想氣體經(jīng)歷了下述循環(huán)：）等壓壓縮，體積又回到循（）可逆絕熱膨脹，壓強(qiáng)從P2又回到P1；III；升高到P2（II 圖上畫出這個循環(huán)。（5分）環(huán)的初始值，分別在p-v圖及T-s 答： T P 不得2超2過此線3）1 31 S0V0 湖 分）（2.熱力學(xué)第一定律和第二定律的實(shí)質(zhì)分別是什么？寫出各自的數(shù)學(xué)表達(dá)式。10南大答：熱力學(xué)第一定律實(shí)質(zhì)上就

7、是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律，即熱力過程中參與轉(zhuǎn)換和傳學(xué)教務(wù). 處考試. 。對于常用的閉口系和穩(wěn)定流動開=0遞的能量在數(shù)量上是守恒的。其表達(dá)式為dEiso2 。h+w+gz+w=口系其表達(dá)式為q=u+w和q=h+1/2ctsf熱力學(xué)第二定律實(shí)質(zhì)上揭示了熱力過程的方向、條件和限度，揭示了能量品質(zhì) 的高低。只有同時滿足熱力學(xué)第一定律和第二定律的過程才能實(shí)現(xiàn)。其表達(dá)式為?q?q?0?s T、0T?；?dSiso 壓氣機(jī)高壓縮比時為什么采用多級壓縮中間冷卻方式？（畫圖說明）3. 答：采用多級壓縮、中間冷卻，有如下一些好處：對于活塞式壓氣機(jī)可提高壓氣機(jī)的容積3）1）可降低排氣溫度 2可減少壓氣機(jī)耗功量 效率 4

8、0分）五、計算題（共，如多變pp 空氣在氣缸中被壓縮，由=0.12MPa，t=35經(jīng)多變過程達(dá)到=1.0MPa1. 211，如壓縮指數(shù)n=1.35，在壓縮過程中放出的熱量全部為環(huán)境所吸收，環(huán)境溫度T=300K0數(shù)氣氣體常的成由1kg空氣，求環(huán)境與空氣所組的孤立系統(tǒng)的熵變化。空 15分）cR=0.287kJ/(kgK)、比熱容可取定值，=1.004kJ/(kgK)（pg 解：RT287*3081g3?0.v?737m/?kg 15p1.2*101n?1p 0.259 2）（TT?*n= 533.4K 1/0.12）=308*（ 12p1RT287*533.42g3?0?.153v?m/kg 26

9、p1.0*102c?c?R?1.004?0.287?0.717kJ（/kg?K） gpvk=1.4 n?k1.35?1.4c(T?T)?1*0.717*mmqQ?(533.4?308)?23.09kJ 1v2 n?10.35. . vT40.533.15322)?1*(m(0cln.717ln?0.287ln)?Rln?S?=0.394-0.451 gv1Tv3080.73711K/kJ=-0.057 ?S?23.09/300?0.077kJ/K2 ?S?0.02kJ/K 2. 某理想氣體循環(huán)1-2-3-1如圖所示（1?2為定容加熱、2?3為等熵膨脹、3?1 湖 南 ，試：大 圖；畫出該循環(huán)的

10、 (1) T-s學(xué)課p2的關(guān)系； (2) 導(dǎo)出該循環(huán)熱效率與=程t p1考試p試2對熱效率的影響。（=15分） (3) 分析 p卷1 解：（1）T-s圖如下圖所示： 裝訂線（題目 不得c(T?T)(T/T?1)q超1p3?312k?1?1?1? （2） t過qc(T?T)(T/T?1)11v122此線?s?s），則由于 1312 TT32lnlnc?c pvTT11湖南. 大學(xué)教. TTk32)(? 于是 TT11又1-2為定容過程，則 TTpT1/k1/k?3222?()? ，則 TTTp11111/k?1?1?k 故 t?1（3）當(dāng)增大時，循環(huán)效率增大。 t 3. 已知A、B、C 3個恒溫?zé)嵩吹臏囟确謩e為500K，400K和300K，有可逆機(jī)在這3個熱源間工作。若可逆機(jī)從A熱源凈吸入300