工程熱力學(xué)復(fù)習(xí)題

1、山東理工大學(xué)成人高等教育 工程熱力學(xué) 復(fù)習(xí)題一、判斷題（ ）1、熱力系是指所有參與熱力過程的物體群。（ ）2、狀態(tài)方程是描述狀態(tài)參數(shù)之間關(guān)系的方程。（ ）3、通用氣體常數(shù)對(duì)實(shí)際氣體和理想氣體都是不變的常數(shù)。（ ）4、理想氣體的熱力學(xué)能、火氣和熵都僅僅是溫度的單值函數(shù)。（ ）5、=1時(shí)，干球溫度與溫球溫度不相等。（）6、平衡狀態(tài)是指熱力系在沒有外力外界作用的情況下微觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài)。（ ）7、夏季將門窗關(guān)閉，冰箱門打開有利于降低室內(nèi)溫度。（ ）8、氣體吸熱后一定膨脹，熱力學(xué)能一定增加。（ ）9、自發(fā)過程是不可逆過程，非自發(fā)過程是可逆過程。（ ）10、在深度冷凍的情況下，制冷系數(shù)通常都小于

2、1，在冷庫溫度不很低的情況下，制冷系數(shù)往往大于1. （ ）11、物體的重心可能不在物體之內(nèi)。（ ）12、平面任意力系簡(jiǎn)化后，其主矢量與簡(jiǎn)化中心有關(guān)，主矩與簡(jiǎn)化中心無關(guān)。 （ ）13、力系的合力一定比各分力大。 （ ）14、作用于剛體上的力，均可平移到剛體的任一點(diǎn)，但必須同時(shí)增加一個(gè)附加力偶。（ ）15、壓桿的臨界力應(yīng)該由歐拉公式計(jì)算。二、選擇題1、絕熱系與外界沒有 交換A、熱量B、物質(zhì)C、功2、功損來自于 A、不等溫傳熱B、物質(zhì)交換C、運(yùn)動(dòng)摩擦3、干度X的取值可以是A、X=1B、X1 C、X14、不可逆循環(huán)的熵產(chǎn)必然A、等于0B、大于0C、小于05、制冷系數(shù)可以是A、1B、=1C、1三、填空1

3、、熵增原理就是指絕熱閉口體系或孤立系的熵只會(huì) 。2、提高熱機(jī)循環(huán)熱效率的根本途徑是 和 。3、燃?xì)庹撗b置主要包括 、 和 。4、按定壓加熱循環(huán)工作的燃?xì)廨啓C(jī)裝置的理論熱效率僅僅取決于 ，而和 無關(guān)。5、制冷系數(shù)是制冷劑從 與 的比值。6、自鎖現(xiàn)象指的是： 。7、平面任意力系平衡方程的三矩式是 其附加條件是_8、桿件在外力作用下的四種基本變形分別是： 、 、 、 。9、已知某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程，則其軌跡方程為 。10、用積分法求梁的變形時(shí)根據(jù) 條件和 條件確定積分常數(shù)。四、指出下列各對(duì)概念的主要區(qū)別1、理想氣體與實(shí)際氣體2、可逆過程與不可逆過程3、飽和濕蒸汽與飽和濕空氣五、簡(jiǎn)答1、對(duì)熱力系來說，“平衡

4、”和“過程”的關(guān)系。2、實(shí)際氣體和理想氣體的區(qū)別。3、怎樣預(yù)測(cè)一些比較復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。六、簡(jiǎn)單分析蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，蒸汽輪機(jī)排氣壓力P2是否越低越好？降低P2有哪此限制？七、計(jì)算題1、某熱機(jī)在某個(gè)循環(huán)中從T1=600K的高溫?zé)嵩次誕1=419KT的熱量后向T2=300K的低溫?zé)嵩醇僭O(shè)分別排出（1）Q2=209.5KT（2）Q2=314.25KT（3）Q2=104.75KT熱量，請(qǐng)用孤立系統(tǒng)熵增原理證明這三種情況哪個(gè)逆，哪個(gè)不可逆，哪個(gè)不可能，并對(duì)不可逆過程計(jì)算出損失T0=300K.2、知新蒸汽流入汽輪機(jī)時(shí)的焓h1=3233KJ/kg，Cf1=50m/s，乏汽流出汽輪機(jī)時(shí)的焓h2=23

5、02KT/kg，Cf2=120m/s,散熱損失及位能差忽略不計(jì)，試求1kg蒸汽流經(jīng)汽輪機(jī)對(duì)外界所作的功，若蒸汽機(jī)流量為10t/h，求該汽輪機(jī)的功率。3、某熱電廠測(cè)得新蒸汽的表壓力為100at，凝汽器的真空度(Pv/Pb)為94%，送風(fēng)機(jī)表壓為145mmHg，當(dāng)時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)為755mmHg。試將它們換算成以Pa和Mpa為單位的絕對(duì)壓力。4、已知空氣的體積分?jǐn)?shù)為N2=78.026%，CO2=0.030%，O2=21.000%，H2=0.014%，Ar=0.930%，試計(jì)算其平均摩爾質(zhì)量，氣體常數(shù)和各組成氣體的分壓力。qACBaa100200單位：mm5、圖示外伸梁，受均布載荷作用，已知：q=10k

6、N/m，a=2m,=160MPa，畫出梁的剪力和彎矩圖并校核該梁的強(qiáng)度。6、圖示拐軸上在C處受鉛垂力P作用，已知P=3.2KN，軸的材料為45號(hào)鋼， ，試按第四強(qiáng)度理論校核AB軸的強(qiáng)度。7、在靜止小船上，一人自船的一端走到另一端，設(shè)人重為W1，小船重W2，船長(zhǎng)L，水的阻力不計(jì)，求船的位移s。參考答案一、判斷題1、 × 2、 × 3、 × 4、 × 5、×6、 × 7、 × 8、 × 9、 × 10、11、 12、× 13、× 14、 15、×二、選擇題1、A2、C3、AC4、

7、B5、ABC三、填空題1、增加2、提高循環(huán)的平均吸熱溫度 降低循環(huán)的平均放熱溫度3、壓氣機(jī) 燃燒室 燃?xì)廨啓C(jī)4、增壓比 升溫比5、冷庫吸取的熱量 循環(huán)消耗的凈功6、主動(dòng)力的合力與接觸面的法線方向所夾的銳角小于摩擦角時(shí)，無論該合力有多大，物體必保持靜止的現(xiàn)象。7、 A、B、C三點(diǎn)不共線8、拉伸（壓縮），剪切，扭轉(zhuǎn)，彎曲9、3x+4y-12010、邊界條件 光滑連續(xù)性條件四、簡(jiǎn)答1、答：就熱力系本身而言，“平衡”意味著宏觀靜止，而“過程”意味著變化，意味著平衡被破壞。內(nèi)平衡把“平衡”和“過程”這兩個(gè)矛盾的概念在一定條件下統(tǒng)一了起來。這個(gè)條件就是：要求外界對(duì)熱力系的作用必須緩慢到足以使熱力系內(nèi)部能及

8、時(shí)恢復(fù)被不斷破壞的平衡。2、答：當(dāng)氣體的比體積不是很大，在工程計(jì)算時(shí)必須考慮分子本身體積和分子間作用力的影響時(shí)，通常把它成為“實(shí)際氣體”。而為了使問題簡(jiǎn)化，可以想象有一類氣體，它們的分子本身不具有體積，分子之間也沒有作用力，這樣的氣體我們稱之為“理想氣體”。3、答：對(duì)于一些比較復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程可以通過計(jì)算孤立系的熵的變化來預(yù)測(cè)，因?yàn)檫^程總是朝著使孤立系熵增加的方向進(jìn)行，并且一直進(jìn)行到熵達(dá)到給定條件下的最大值為止，孤立系的熵增加到最大值，也就達(dá)到了平衡狀態(tài)。三、指出下列各對(duì)概念的主要區(qū)別1、答：差別在體積與作用力上，前者分子本身無體積，分子間無作用力，而后者恰恰相反。2、答：可逆過程沿原路反回

9、，系統(tǒng)恢復(fù)后，給系統(tǒng)和外界均沒有留下任何影響，后者給外界留下某種不可消除的影響。3、答：1）濕蒸氣由單一水份子構(gòu)成，而濕空氣由空氣和水蒸氣多物質(zhì)構(gòu)成。2）飽和濕蒸氣中水和水蒸氣都是飽和的而飽和濕空氣中空氣不飽和。四、簡(jiǎn)單分析1、答：并非截止低越好，因?yàn)镻2降低必然要求凝汽器真空度升高，導(dǎo)致凝汽器換熱面積升高，冷卻水量增加，冷卻管徑增大，冷卻水泵耗功提高這就導(dǎo)致制造成本，衩投資和運(yùn)行費(fèi)增加。三個(gè)限制：1、經(jīng)濟(jì)性限制 2、傳熱學(xué)限制 3、汽輪機(jī)低壓缸末級(jí)蒸汽溫度限制。五、計(jì)算題1、利用孤立系統(tǒng)熵增原理證明：、1）（S）=+=+=0，可逆2）（S）=+=+=0.3492KT/K0，不可逆3）（S）=

10、+=+=0，不可能4）L=T0(S)=300×0.3492=104.76KT2、根據(jù)穩(wěn)定流動(dòng)能量方程q=h+C+gz+W2由題意知q=0 g(Z2-Z1)=0Wi=-h-C=-(h2-h1)- (C- C)=-(2302-3232)- (1202-502)×10-3=930-5.95=924.05KT/kgWi=qmWi=10×103×924.05=9.24×106KT/h功率P=2567KW3、解：大氣壓力 pb=755mmHg×133.3224Pa/mmHg=100658Pa=0.100658Mpa 新蒸汽絕對(duì)壓力為 P1=pg1

11、-pv2=pb(1-pv2/pb)=100658Pa×（1-0.94）=6039.5Pa=0.0060395Mpa 送風(fēng)機(jī)送出的空氣的絕對(duì)壓力為 P=pg+pb=145mmHg×133.3224Pa/mmHg+100658Pa=119990Pa=0.11999Mpa4、解：=0.028016kg/mol×0.78026+0.032 kg/mol×0.20000+0.44011 kg/mol×0.0003+0.002016 kg/mol×0.00014+0.039948 kg/mol×0.00930=0.028965 kg/m

12、olRg,a= =29.271 各氣體的分壓力為PN2=0.78026，PO2=0.210 atm，PCO2=0.0030 atm，PH2=0.00014atm，PAr=0.00930 atm.5、解：（1）分兩段列Q、M方程：AC段 （4分）CB段 （4分）（2）解：作圖： AC段剪力：剪力方程是x的一次函數(shù)，剪力圖是斜直線，由兩點(diǎn)即可確定該直線。當(dāng)x=0，QA=0；當(dāng)x=a，得QC=qa。 BC段剪力：剪力圖是水平線，由于C點(diǎn)無集中力作用，C點(diǎn)剪力連續(xù)，QQC=qa。AC段彎矩：彎矩方程是x的二次函數(shù)，由qc<0，q與彎矩的關(guān)系知，彎矩圖是下凸拋物線。當(dāng)x=0，MA=0；當(dāng)x=a，得。BC段彎矩：彎矩方程是剪力圖是x的一次函數(shù)，彎矩圖是斜直線。因梁上沒有集中力偶，彎矩圖在C點(diǎn)應(yīng)連續(xù)，x=2a時(shí)，。作出剪力圖和彎矩圖如圖示。 （4分）（3）由圖知梁最大彎矩為：，強(qiáng)度條件為：，其中 （3分） 代入數(shù)據(jù)得： （2分） 所以該梁強(qiáng)度足夠。 （1分） 6、解：AB軸產(chǎn)生彎扭組合變形，固定端面為危險(xiǎn)截面。其上的內(nèi)力有：彎矩，扭矩：。(3分)該桿為圓截面桿所以第四強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力， （3