北京工業(yè)大學(xué)2015年熱工學(xué)期末試卷

1、北京工業(yè)大學(xué) 20142015 學(xué)年第 2 學(xué)期 熱工學(xué) 期末 考試試卷 第 1 頁 共 10 頁 北京工業(yè)大學(xué)北京工業(yè)大學(xué) 2012014 42012015 5 學(xué)年第學(xué)年第 2 2 學(xué)期學(xué)期 熱工學(xué)熱工學(xué) 期末期末 考試試卷考試試卷 a ab b 卷卷 考試說明：考試說明： 考試時長考試時長：9595 分鐘分鐘 考試方式考試方式：閉卷閉卷 承諾承諾： 本人已學(xué)習了北京工業(yè)大學(xué)考場規(guī)則和北京工業(yè)大學(xué)學(xué)生違紀處分條例，承諾在考試過程中自覺遵守有關(guān)規(guī)定，服從監(jiān)考教師管理，誠信考試，做到不違紀、不作弊、不替考。若有違反，愿接受相應(yīng)的處分。 承諾人：承諾人： 學(xué)號：學(xué)號： 班號：班號： 。 。 。

2、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

3、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 注：注：本試卷共 七 大題，共 十 頁，滿分 100 分，考試時必須使用卷后附加的統(tǒng)一草稿紙。 卷卷 面面 成成 績績 匯匯 總總 表表（閱卷教師填寫）（閱卷教師填寫） 題號題號 一 二 三 四 五 六 七 總總成績成績 滿分滿分 30 10 15 20 7 8 10 得分得分 一、填空題（每空 1.5 分，共 30 分） 1. 已知當?shù)卮髿鈮簽?1.0mpa ，壓力容器中被測工質(zhì)的壓力為 9.5 mpa，此時該工質(zhì)壓力的測量應(yīng)選用 （填真空計或壓力表）測壓計。 2. 公式q

4、w適用于理想氣體的 過程，公式qdh適用于理想氣體的 過程，公式dhwt適用于理想氣體的 過程。 3. 卡諾循環(huán)熱機，從 327熱源吸熱，向 27冷源放熱，若吸熱功率是 10kw，則輸出功率為 。 4. 某雙原子理想氣體的定壓比熱容為 14.0 kj/(kg k)，則其定容比熱容可近似認為等于 。 5. 理想氣體多變指數(shù) n=0，系統(tǒng)與外界傳熱量 q=_ _；多變指數(shù) n=，系統(tǒng)與外界傳熱量 q=_ _。 得得 分分 北京工業(yè)大學(xué) 20142015 學(xué)年第 2 學(xué)期 熱工學(xué) 期末 考試試卷 第 2 頁 共 10 頁 6. 理想氣體在一剛性絕熱容器中自由膨脹，則該氣體做功為 （填正或負或零） ，

5、其溫度將 （增大或減小或不變） 。 7. 工質(zhì)從相同的初態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)過可逆過程 a 和不可逆過程 b 到達相同的終態(tài)，則as bs，, f as , f bs，,g as ,g bs。 （填或或=） 8. 比定容熱容為的理想氣體，自初溫 t1經(jīng)可逆絕熱過程變到終溫 t2，其與外界交換的膨脹功為 ； 若該氣體自初溫 t1經(jīng)可逆定容過程變到終溫 t2，則技術(shù)功大小為 。 9. 在蒸汽動力循環(huán)中， 如果提高汽輪機入口氣體的壓力， 循環(huán)效率將 。（填增大或減小或不變） 10. 同 一 制 冷 空 調(diào) ， 在 冬 天 使 用 時 ， 其 制 冷 系 數(shù) 較 在 夏 天 使 用 時 。 （填增大或減小或

6、不變） 11. 在三種基本傳熱方式中，必須依靠宏觀運動實現(xiàn)的傳遞方式是 ，通過微觀粒子熱運動傳遞熱量的方式稱為 ，在真空中亦可實現(xiàn)的傳熱方式是 。 二、判斷正誤（每題 1 分，共 10 分） 1. 氣體邊膨脹邊放熱是不可能的。 （ ） 2. 不可逆的熱力過程是指工質(zhì)所經(jīng)歷的無法恢復(fù)到初始狀態(tài)的過程。 （ ） 3. 比熱是過程量，其大小與氣體種類無關(guān)，僅與過程有關(guān)。 （ ） 4. 物體相同距離之間溫差越大，表示該處溫度梯度越大。 （ ） 5. 膨脹功和流動功都是過程的函數(shù)。 （ ） 6. 卡諾循環(huán)熱效率僅取決于熱源和冷源的溫度，而與工質(zhì)無關(guān)。 （ ） 7. 蒸發(fā)是發(fā)生于液體表面；沸騰是發(fā)生于液體

7、內(nèi)部的汽化現(xiàn)象。 （ ） 8. 對于過熱水蒸氣，干度大于 1。 （ ） 9. 絕熱過程由于吸放熱為零，則必為等熵過程。 （ ） 10. 若工質(zhì)從某一初態(tài)經(jīng)可逆與不可逆途徑到達同一終態(tài)，則不可逆途徑的s必大于可逆途徑的s。 （ ） 得得 分分 北京工業(yè)大學(xué) 20142015 學(xué)年第 2 學(xué)期 熱工學(xué) 期末 考試試卷 第 3 頁 共 10 頁 三、名詞解釋（每題 3 分，共 15 分） 1. 準平衡過程 2. 溫度邊界層 3. 第一類邊界條件 4. 理想混合氣體的分壓力定律 5. 流動功及可逆過程流動功的計算式 得得 分分 北京工業(yè)大學(xué) 20142015 學(xué)年第 2 學(xué)期 熱工學(xué) 期末 考試試卷

8、第 4 頁 共 10 頁 四、簡答題（每題 5 分，共 20 分）（注意：（注意：必須必須給出必要說明）給出必要說明） 1、如圖 1 所示，為矩形描述的熱力學(xué)過程。 試證明：1 2 31 4 3qq 。 2、 絕熱容器被閘門分成兩部分，a 中氣體狀態(tài)參數(shù)為 p1、ta，b 為真空?，F(xiàn)將隔板抽去，氣體作絕熱自由膨脹，終壓降為 p2。試問：終溫 t2是否可用絕熱定熵過程公式：kkapptt1122來計算？為什么？ 得得 分分 pov2 1 3 4 圖 1 北京工業(yè)大學(xué) 20142015 學(xué)年第 2 學(xué)期 熱工學(xué) 期末 考試試卷 第 5 頁 共 10 頁 3、 將空氣視為理想氣體，若已知 u、h，或

9、 u、t，能否借此確定其它的狀態(tài)參數(shù)？為什么？ 4、 已知在定溫過程中，其熱量可用下式求解：21 11lnvqp vv。眾所周知，理想氣體的任一狀態(tài)參數(shù)都可表示為其他狀態(tài)參數(shù)的函數(shù)形式， 據(jù)此是否可以認為定溫過程中的熱量是一狀態(tài)量，而與途徑無關(guān)？為什么？ 北京工業(yè)大學(xué) 20142015 學(xué)年第 2 學(xué)期 熱工學(xué) 期末 考試試卷 第 6 頁 共 10 頁 五、如圖 2 所示，空氣工質(zhì)（絕熱指數(shù) k=1.4）的四類基本過程線已在圖中繪出，完成下列要求： （7 分） （1） 用字母在圖中標示出四條線分屬的過程性質(zhì)； （2） 近似畫出 n=1.2 的壓縮過程 1-2 和 n=1.6 的膨脹過程 1-3

10、（狀態(tài)點 1 為各過程線交點位置） ， 并確定這兩個過程的功和熱量的正負號及熱力學(xué)能的變化情況。 圖 2 得得 分分 s t v p 北京工業(yè)大學(xué) 20142015 學(xué)年第 2 學(xué)期 熱工學(xué) 期末 考試試卷 第 7 頁 共 10 頁 六、鍋爐煙氣-空氣預(yù)熱器內(nèi)煙氣質(zhì)量流為 50000 kg/h, 比熱容為 1.088 kj/(kg k), 流入時溫度為 315 ，流出時為205 ?？諝饬魅霑r溫度為 37 ，比熱容為 1.044 kj/(kg k)，流量為 46500 kg/h。若環(huán)境溫度 t0=37 ，環(huán)境壓力 p0=0.1 mpa，煙氣與空氣的比熱容均視為定值。試求： （8 分） （1）空氣流出時的溫度； （2）煙氣-空氣預(yù)熱系統(tǒng)的熵變。 七、可視為理想氣體的單位質(zhì)量的空氣（比熱容按定值處理，比熱容比=1.40） 初始狀態(tài)參數(shù)： 溫度 25 ， 壓力 42.76 bar，容積 0.02 m3；先經(jīng)過定壓過程膨脹至 0.08 m3；然后按 n=1.5 的多變過程膨脹；最后經(jīng)過等溫過程完成整個可逆循環(huán)。 （10 分） （1）將此三個過程畫在 p-v 圖上，并求出各狀態(tài)點的 p、v、t 值； （2）分別求出這三個過程中的膨脹功、技術(shù)功和熱量。 得得 分分 得得 分分 北京工