2014.1.1《工程熱力學(xué)A》試卷A-試題及答案(給學(xué)院)資料

1、吉林大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院本科課程考試試卷考試課程與試卷類(lèi)型：工程熱力學(xué)A A卷 姓名：學(xué)年學(xué)期：2013-2014-1學(xué)號(hào)：考試時(shí)間：2014-1-8班級(jí)：、選擇題（每小題1分，共10分，把答案添到表格中）小題12345678910總分答案1. The range of polytropic exponentn in an actual polytropic compression process is（ ） A： （-%, 0） B : 0 , 1 C : 1 , k D : （1, k） E : k , +2. 房間中的空氣被真空泵吸入噴管，若要求噴管出口達(dá)到超音速，你應(yīng)選擇（）A:漸縮噴管B

2、:漸放噴管C :縮放噴管D:三種均可3. 0.1Mpa、120C的水蒸氣是（）A:過(guò)熱蒸汽 B:干飽和蒸汽C :濕飽和蒸汽D:無(wú)法確定4. 在穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中，所選確定空間中物質(zhì)的（）A:熵值增加B :熵值不變C:熵值減小D:熵值不定5. 為使壓縮過(guò)程耗功最小，應(yīng)使壓縮機(jī)的壓縮過(guò)程盡可能接近（）A :定溫過(guò)程 B :多變過(guò)程 C :定熵過(guò)程D :絕熱過(guò)程6. 下面不可能看成可逆過(guò)程的是（）A:吸熱過(guò)程 B:壓縮過(guò)程C:節(jié)流過(guò)程 D:絕熱膨脹過(guò)程7. 系統(tǒng)經(jīng)不可逆過(guò)程，一定使（）A:系統(tǒng)的火用6不變B:系統(tǒng)的火用值增加C:系統(tǒng)的火用6減少D: 火用大于零8. 在p-v圖上，任意一個(gè)正向循環(huán)

3、其（）A :壓縮功小于膨脹功B :壓縮功等于膨脹功C:壓縮功大于膨脹功D :壓縮功與膨脹功二者關(guān)系不定9. 下列可提高朗肯循環(huán)熱效率的措施為（）A:提高鍋爐給水溫度B :提高鍋爐給水壓力C:提高汽輪機(jī)乏汽壓力D :提高汽輪機(jī)乏汽干度10. 四沖程汽油機(jī)對(duì)應(yīng)的理想循環(huán)為（）A:混合加熱循環(huán)B:定容加熱循環(huán)C:定壓加熱循環(huán)D:布雷頓循環(huán)、是非判斷題（每小題1分，共10道小題，共10分，對(duì)的畫(huà)“V”，錯(cuò)的畫(huà)“X”）小題12345678910總分答案1. The enthalpy values before and after throttling are equal2. 因自發(fā)過(guò)程是不可逆過(guò)程，所以

4、不可逆過(guò)程可自發(fā)進(jìn)行。3你在空氣比定壓熱容測(cè)定實(shí)驗(yàn)中測(cè)定了比熱儀入口空氣的表壓力，它會(huì)隨著大氣壓力的變化而變化。4. 要使工質(zhì)升溫只能通過(guò)加熱過(guò)程實(shí)現(xiàn)。5. 卡諾定理可以表述為：一切循環(huán)的熱效率不可能大于可逆循環(huán)的熱效率。6. 理想氣體的比焓、比熱力學(xué)能、比熱容都只是溫度的單值函數(shù)。7. 任意過(guò)程中系統(tǒng)和外界交換的熱量都可以表示為T(mén)ds。8點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的壓縮比越高越好。9. 在空氣壓縮制冷系統(tǒng)中采用回?zé)峥梢允怪评湎禂?shù)提高。10. 濕空氣壓力一定時(shí)，只要含濕量相等，其水蒸氣分壓力必相等。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1. 試說(shuō)明n t二1 乂，n t二1 Tr2和n t二1-Tm2這三個(gè)熱效率

5、公式各適用于什么情tQ1t t Tm1況，其中Tr1，T2,Tm1，Tm2分別表示高、低溫?zé)嵩礈囟?，工質(zhì)平均吸熱溫度與平均放熱溫度。2. 濕空氣進(jìn)行了一個(gè)先加熱后絕熱加濕的過(guò)程，試在濕空氣的h-d圖上表示出該過(guò)程，并說(shuō)明絕熱加濕過(guò)程中濕空氣的含濕量、相對(duì)濕度、比焓、溫度是如何變化的。3. 在壓縮比一定時(shí)，活塞式內(nèi)燃機(jī)三種理想循環(huán)的熱效率的大小關(guān)系是怎樣的？試?yán)?T-s 圖進(jìn)行分析。4. 環(huán)境壓力0.1MPa下1m3剛性真空容器所包含的空間內(nèi)熱力學(xué)能及 火用t分別是多少？5. Draw the T-sdiagram of vapor-compressi on refrigerati on cy

6、cle with a gas-liquid separator, andpoint out the equipme nt n ame in each process.四、計(jì)算題（3道題，共50分）1. （10分）空氣可逆絕熱流過(guò)一個(gè)噴管，進(jìn)入背壓0.1MPa的空間，已知空氣入口參數(shù)為p0.5MPa、Ti =300K，問(wèn)應(yīng)采用什么形式的噴管？并求噴管出口流速及出口溫度?？諝?k = 1.4，Cp=1.004kJ/（kg.K）2. (15分)水蒸氣在過(guò)熱器中由初始狀態(tài)1的p尸6MPa、x尸0.98定壓吸熱，變化為500 C 的過(guò)熱蒸汽狀態(tài)2，畫(huà)出h-s圖，并求1kg水蒸氣在過(guò)熱器中吸收的熱量。已知

7、：當(dāng)p= 6 MPa 時(shí)，h'= 1 213.3 kJ/kg, h" = 2 783.82 kJ/kg；當(dāng)p = 6 MPa、t= 500 C時(shí)，h = 3 420.6 kJ/kg。3. (25 分) An steady flow rotary compressor receives air at 0.1MPa and 27C, which it compressesto 0.6MPa with an adiabatic efficiency of 0.85. Based on surroundings at 27C , determine (a) the final tem

8、perature, (b) the specific entropy change and specific availability change between inlet state and outlet state, (c) the necessary specific work input to the compressor ,(d)the irreversibility (the entropy production and exergy destroye)d .(Treat the air as an ideal gas, with the specific heat at co

9、nstant pressurec,p =1.004kJ/(kg.K), and the ratio of specific heatsk=1.4.)吉林大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院本科課程考試參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)考試課程：工程熱力學(xué)A 試卷類(lèi)型：A卷學(xué)年學(xué)期：2013-2014-1 考試時(shí)間：2014-1-8、選擇題（每小題1分，共10分，把答案添到表格中）小題12345678910總分答案DCABACDABB1. The range of polytropic exponentn in an actual polytropic compression process is（ D ）A: （-x, 0） B

10、 : 0 , 1 C : 1 , k D : （1, k）E : k , +2. 房間中的空氣被真空泵吸入噴管，若要求噴管出口達(dá)到超音速，你應(yīng)選擇（ C ）A:漸縮噴管B:漸放噴管C:縮放噴管D:三種均可3. 0.1Mpa、120C 的水蒸氣是（A ）A:過(guò)熱蒸汽B：干飽和蒸汽C：濕飽和蒸汽D：無(wú)法確定4. 在穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中，所選確定空間中物質(zhì)的（ B ）A:熵值增加B :熵值不變 C:熵值減小D:熵值不定5. 為使壓縮過(guò)程耗功最小，應(yīng)使壓縮機(jī)的壓縮過(guò)程盡可能接近（A ）A :定溫過(guò)程 B :多變過(guò)程 C :定熵過(guò)程D :絕熱過(guò)程6. 下面不可能看成可逆過(guò)程的是（C ）A :吸熱過(guò)程

11、B :壓縮過(guò)程C:節(jié)流過(guò)程D:絕熱膨脹過(guò)程7. 系統(tǒng)經(jīng)不可逆過(guò)程，一定使（D）A:系統(tǒng)的火用6不變B :系統(tǒng)的火J值增加C :系統(tǒng)的火用6減少D :火J損大于零8. 在p-v圖上，任意一個(gè)正向循環(huán)其（A ）A :壓縮功小于膨脹功B :壓縮功等于膨脹功C:壓縮功大于膨脹功D :壓縮功與膨脹功二者關(guān)系不定9. 下列可提高朗肯循環(huán)熱效率的措施為（B ）A:提高鍋爐給水溫度B:提高鍋爐給水壓力C:提高汽輪機(jī)乏汽壓力D :提高汽輪機(jī)乏汽干度10. 四沖程汽油機(jī)對(duì)應(yīng)的理想循環(huán)為（B ）A:混合加熱循環(huán)B:定容加熱循環(huán)C:定壓加熱循環(huán)D:布雷頓循環(huán)、是非判斷題（每小題1分，共10道小題，共10分，對(duì)的畫(huà)“V

12、”，錯(cuò)的畫(huà)“X”）小題12345678910總分答案XXXVXVXXXV1. The enthalpy values before and after throttling are equal （x）2. 因自發(fā)過(guò)程是不可逆過(guò)程，所以不可逆過(guò)程可自發(fā)進(jìn)行。（X）3你在空氣比定壓熱容測(cè)定實(shí)驗(yàn)中測(cè)定了比熱儀入口空氣的表壓力，它會(huì)隨著大氣壓力 的變化而變化。（V）4. 要使工質(zhì)升溫只能通過(guò)加熱過(guò)程實(shí)現(xiàn)。（X）5. 卡諾定理可以表述為：一切循環(huán)的熱效率不可能大于可逆循環(huán)的熱效率。（X）6. 理想氣體的比焓、比熱力學(xué)能、比熱容都只是溫度的單值函數(shù)。（V ）7. 任意過(guò)程中系統(tǒng)和外界交換的熱量都可以表示為

13、Tds。（X）8點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的壓縮比越高越好。（X）9. 在空氣壓縮制冷系統(tǒng)中采用回?zé)峥梢允怪评湎禂?shù)提高。（X ）10. 濕空氣壓力一定時(shí)，只要含濕量相等，其水蒸氣分壓力必相等。（V ）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1. 試說(shuō)明n t二1-電、n t二1-匝和n t二1-Tm2這三個(gè)熱效率公式各適用于什么情Q1Tr1Tm1況，其中Tr1,Tr2,Tm1,Tm2分別表示高、低溫?zé)嵩礈囟?，工質(zhì)平均吸熱溫度與平均放熱溫 度。答：n t = 1- °2與n t = 1-Tm2適合任何熱機(jī)，可逆與不可逆循環(huán)均可。Q1Tm1n t = 1-彳只適用于兩恒溫?zé)嵩撮g工作的可逆熱機(jī)循環(huán).Tr12.

14、濕空氣進(jìn)行了一個(gè)先加熱后絕熱加濕的過(guò)程，試在濕空氣的h-d圖上表示出該過(guò)程，并說(shuō)明絕熱加濕過(guò)程中濕空氣的含濕量、相對(duì)濕度、比焓、溫度是如何變化的。答：絕熱加濕過(guò)程中濕空氣的含濕量增加、相對(duì)濕度增加、比焓不變、溫度降低。3. 在壓縮比一定時(shí)，活塞式內(nèi)燃機(jī)三種理想循環(huán)的熱效率的大小關(guān)系是怎樣的？試?yán)?T-s圖進(jìn)行分析。答：在壓縮比一定時(shí)，這三種理想循環(huán)的熱效率的大小關(guān)系是：n * nt,V t,c如圖，Tm1,v Tm1,c Tm1, p Tm2 相同，且 t -I ml貝 U x t,v t,c t, p4. 環(huán)境壓力O.IMPa下1m3剛性真空容器所包含的空間內(nèi)熱力學(xué)能及 火用值分別是多少？

15、 答：熱力學(xué)能為零，U =0 ；火用6 A 二 p0V =100 1 = 100kJ5. Draw the T-s diagram of vapor-compressi on refrigerati on cycle with a gas-liquid separator, and point out the equipme nt n ame in each process.12, compressor23, condense;34, throttling set (expansion valve or capillary tube);41, n evaporator.四、計(jì)算題（3道題，共5

16、0分）1. （10分）空氣可逆絕熱流過(guò)一個(gè)噴管，進(jìn)入背壓0.1MPa的空間，已知空氣入口參數(shù)為5 =0.5MPa、T =300K，問(wèn)應(yīng)采用什么形式的噴管？并求噴管出口流速及出口溫度?？諝?k = 1.4，Cp=1.004kJ/(kg.K)pcr = 0.528P0匹=°1=0.2P00.50.528解：入口可看成滯止?fàn)顟B(tài)。對(duì)空氣，雙原子氣體，可逆絕熱流動(dòng)時(shí)則采用縮放噴管(4分)出口壓力 p2 = PB=0.1MPak -11.4-1出 口溫度 T2 =T1(-pz) k =300 (0.1) 14 =189.4K(3 分)1 p10.5出口流速 cf22cp(T -T2) =、2一1

17、004(300匚189.4) = 471.26m/s (3分)2. （15分）水蒸氣在過(guò)熱器中由初始狀態(tài)1的6MPa、x尸0.98定壓吸熱，變化為500 C 的過(guò)熱蒸汽狀態(tài)2,畫(huà)出h-s圖，并求1kg水蒸氣在過(guò)熱器中吸收的熱量。已知：當(dāng)p= 6MPa時(shí)，h'= 1213.3kJ/kg； h" = 2783.82kJ/kg；當(dāng)p = 6MPa、t= 500 C時(shí),h= 3420.6 kJ/kg 解 h-s圖（5分） =6MPa、x尸0.98時(shí)，可計(jì)算得到初始的焓值為h1= x1h"+(1 - x1)h'0.98X 2 783.82+0.02X 1213.3=2

18、 752.4 kJ/kg(5分)當(dāng) p2= 6MPa、t2 = 500C時(shí)，h2= 3420.6 kJ/kg'由熱力學(xué)第一定律，可得出過(guò)熱器中水蒸氣定壓吸收的熱量為q12= h2- h1= 3420.6 -2752.4 = 668.2 kJ/kg ( 5分)3. (25 分) An steady flow rotary compressor receives air at 0.1MPa and 27C, which itcompressesto 0.6MPa with an adiabatic efficiency of 0.85. Based on surroundings at 2

19、7C , determine (a) the final temperature, (b) the specific entropy change and specific availability cha nge betwee n in let state and outlet state, (c) the n ecessary specific work in put to the compressor ,(d) the irreversibility (the en tropy product ion and exergy destroye).(Treat the air as an i

20、deal gas, with the specific heat at constant pressure=1.004kJ/(kg.K), and the ratio of specific heats,k=1.4.)/k =300嚴(yán))°.4/1.4 =500.55KAdiabatic efficie ncy0.1s,CSolution:R = cp 二1.004 二 0.287 kJ/(kg.K)k h 1.4(a) The final temperature ofise ntropic compressi on is0.85The final temperature of irreversible adiabatic compressi on is匸血=3oo_3°° 5°&#