工程熱力學A試卷A試題及答案給學院

1、吉林大學汽車工程學院本科課程考試試卷考試課程與試卷類型：工程熱力學A A卷 姓名： 學年學期：2013-2014-1 學號： 考試時間：2014-1-8 班級： 一、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 exponent n 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，若要求噴管出口達到超音速，你應選擇（ ）A：漸縮噴管 B：漸放噴管 C：縮

2、放噴管 D：三種均可3. 0.1Mpa、120的水蒸氣是（ ） A: 過熱蒸汽 B：干飽和蒸汽 C：濕飽和蒸汽 D：無法確定4. 在穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定流動過程中，所選確定空間中物質的 （ ） A: 熵值增加 B：熵值不變 C: 熵值減小 D: 熵值不定 5. 為使壓縮過程耗功最小，應使壓縮機的壓縮過程盡可能接近（ ） A：定溫過程 B：多變過程 C：定熵過程 D：絕熱過程6.下面不可能看成可逆過程的是（ ）A：吸熱過程 B：壓縮過程 C：節(jié)流過程 D：絕熱膨脹過程7. 系統經不可逆過程，一定使（）A：系統的火用值不變 B：系統的火用值增加 C：系統的火用值減少 D: 火用損大于零8. 在p-v 圖上

3、，任意一個正向循環(huán)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：提高汽輪機乏汽壓力 D：提高汽輪機乏汽干度10. 四沖程汽油機對應的理想循環(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) 二、是非判斷題（每小題1分，共10道小題，共10分，對的畫“”，錯的畫“”）小題12345678910總分答案 1. The enthalpy values before and after throttling are eq

4、ual. 2. 因自發(fā)過程是不可逆過程，所以不可逆過程可自發(fā)進行。3. 你在空氣比定壓熱容測定實驗中測定了比熱儀入口空氣的表壓力，它會隨著大氣壓力的變化而變化。 4. 要使工質升溫只能通過加熱過程實現。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、比熱力學能、比熱容都只是溫度的單值函數。7.任意過程中系統和外界交換的熱量都可以表示為。8.點燃式內燃機的壓縮比越高越好。9. 在空氣壓縮制冷系統中采用回熱可以使制冷系數提高。10. 濕空氣壓力一定時，只要含濕量相等，其水蒸氣分壓力必相等。三、簡答題（每題6分，共30分） 1. 試說明t1，t1和t1

5、這三個熱效率公式各適用于什么情況，其中分別表示高、低溫熱源溫度，工質平均吸熱溫度與平均放熱溫度。2. 濕空氣進行了一個先加熱后絕熱加濕的過程，試在濕空氣的h-d圖上表示出該過程，并說明絕熱加濕過程中濕空氣的含濕量、相對濕度、比焓、溫度是如何變化的。3. 在壓縮比一定時，活塞式內燃機三種理想循環(huán)的熱效率的大小關系是怎樣的？試利用T-s圖進行分析。4. 環(huán)境壓力0.1MPa下1m3剛性真空容器所包含的空間內熱力學能及火用值分別是多少？5. Draw the T-s diagram of vapor-compression refrigeration cycle with a gas-liquid

6、separator, and point out the equipment name in each process. 四、計算題（3道題，共50分 ）1.（10分）空氣可逆絕熱流過一個噴管，進入背壓0.1MPa的空間，已知空氣入口參數為、，問應采用什么形式的噴管？并求噴管出口流速及出口溫度?？諝鈑 = 1.4，cp=1.004kJ/(kg.K) 2.（15分）水蒸氣在過熱器中由初始狀態(tài)1的p16MPa、x10.98定壓吸熱，變化為500的過熱蒸汽狀態(tài)2，畫出 h-s 圖，并求1kg水蒸氣在過熱器中吸收的熱量。已知：當p6MPa時，h1213.3kJ/kg，h2783.82kJ/kg；當p6

7、MPa、t500時，h3420.6 kJ/kg。3.（25分）An steady flow rotary compressor receives air at 0.1MPa and 27, which it compresses to 0.6MPa with an adiabatic efficiency of 0.85. Based on surroundings at 27, determine (a) the final temperature, (b) the specific entropy change and specific availability change betwee

8、n inlet state and outlet state, (c) the necessary specific work input to the compressor , (d) the irreversibility （the entropy production and exergy destroyed）.（Treat the air as an ideal gas, with the specific heat at constant pressure, cp=1.004kJ/(kg.K), and the ratio of specific heats k=1.4.）吉林大學汽

9、車工程學院本科課程考試參考答案與評分標準考試課程：工程熱力學 A 學年學期：2013-2014-1試卷類型：A卷 考試時間：2014-1-8 一、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 exponent n in an actual polytropic compression process is （ D ）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，若要求噴管出口達到超音速，你應選擇（ C ）A：漸縮噴管 B：漸放噴

10、管 C：縮放噴管 D：三種均可3. 0.1Mpa、120的水蒸氣是（ A ） A: 過熱蒸汽 B：干飽和蒸汽 C：濕飽和蒸汽 D：無法確定4. 在穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定流動過程中，所選確定空間中物質的 （ B ） A: 熵值增加 B：熵值不變 C: 熵值減小 D: 熵值不定 5. 為使壓縮過程耗功最小，應使壓縮機的壓縮過程盡可能接近（ A ） A：定溫過程 B：多變過程 C：定熵過程 D：絕熱過程6.下面不可能看成可逆過程的是（ C ） A：吸熱過程 B：壓縮過程 C：節(jié)流過程 D：絕熱膨脹過程7. 系統經不可逆過程，一定使（D）A：系統的火用值不變 B：系統的火用值增加 C：系統的火用值減少 D：火用

11、損大于零8. 在p-v圖上，任意一個正向循環(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：提高汽輪機乏汽壓力 D：提高汽輪機乏汽干度10. 四沖程汽油機對應的理想循環(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) 二、是非判斷題（每小題1分，共10道小題，共10分，對的畫“”，錯的畫“”）小題12345678910總分答案 1. The enthalpy values before and afte

12、r throttling are equal. （）2. 因自發(fā)過程是不可逆過程，所以不可逆過程可自發(fā)進行。（）3. 你在空氣比定壓熱容測定實驗中測定了比熱儀入口空氣的表壓力，它會隨著大氣壓力的變化而變化。（） 4. 要使工質升溫只能通過加熱過程實現。（）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、比熱力學能、比熱容都只是溫度的單值函數。（ ）7.任意過程中系統和外界交換的熱量都可以表示為。（）8.點燃式內燃機的壓縮比越高越好。（）9. 在空氣壓縮制冷系統中采用回熱可以使制冷系數提高。（ ）10. 濕空氣壓力一定時，只要含濕量相等，其水蒸

13、氣分壓力必相等。（ ）三、簡答題（每題6分，共30分） 1. 試說明t1、t1和t1 這三個熱效率公式各適用于什么情況，其中 分別表示高、低溫熱源溫度，工質平均吸熱溫度與平均放熱溫度。答: t1與t1適合任何熱機，可逆與不可逆循環(huán)均可。t1只適用于兩恒溫熱源間工作的可逆熱機循環(huán).2. 濕空氣進行了一個先加熱后絕熱加濕的過程，試在濕空氣的h-d圖上表示出該過程，并說明絕熱加濕過程中濕空氣的含濕量、相對濕度、比焓、溫度是如何變化的。答： 絕熱加濕過程中濕空氣的含濕量增加、相對濕度增加、比焓不變、溫度降低。3. 在壓縮比一定時，活塞式內燃機三種理想循環(huán)的熱效率的大小關系是怎樣的？試利用T-s圖進行分

14、析。答：在壓縮比一定時，這三種理想循環(huán)的熱效率的大小關系是： 如圖， 相同，且 則 4. 環(huán)境壓力0.1MPa下1m3剛性真空容器所包含的空間內熱力學能及火用值分別是多少？答：熱力學能為零，；火用值5. Draw the T-s diagram of vapor-compression refrigeration cycle with a gas-liquid separator, and point out the equipment name in each process. 12， compressor23， condenser；34， throttling set (expansion

15、 valve or capillary tube);41， n evaporator.四、計算題（3道題，共50分 ）1.（10分）空氣可逆絕熱流過一個噴管，進入背壓0.1MPa的空間，已知空氣入口參數為、，問應采用什么形式的噴管？并求噴管出口流速及出口溫度?？諝鈑 = 1.4，cp=1.004kJ/(kg.K)解: 入口可看成滯止狀態(tài)。對空氣，雙原子氣體，可逆絕熱流動時 0.528則 采用縮放噴管 （4分）出口壓力 出口溫度 （3分）出口流速 （3分） 2. （15分） 水蒸氣在過熱器中由初始狀態(tài)1的p16MPa、x10.98定壓吸熱，變化為500的過熱蒸汽狀態(tài)2，畫出h-s圖，并求1kg水

16、蒸氣在過熱器中吸收的熱量。已知：當p6MPa時，h1213.3kJ/kg； h2783.82kJ/kg；當p6MPa、t500時，h3420.6 kJ/kg解 h-s圖 （5分）當p16MPa、x10.98時，可計算得到初始的焓值為 h1x1h+(1x1)h 0.982783.82+0.021213.32752.4 kJ/kg （5分）當 p26MPa、t2500時，h23420.6 kJ/kg由熱力學第一定律，可得出過熱器中水蒸氣定壓吸收的熱量為q12h2h13420.6 2752.4 668.2 kJ/kg （ 5分）3. （25分）An steady flow rotary compre

17、ssor receives air at 0.1MPa and 27, which it compresses to 0.6MPa with an adiabatic efficiency of 0.85. Based on surroundings at 27, determine (a) the final temperature, (b) the specific entropy change and specific availability change between inlet state and outlet state, (c) the necessary specific

18、work input to the compressor , (d) the irreversibility （the entropy production and exergy destroyed）.（Treat the air as an ideal gas, with the specific heat at constant pressure, cp=1.004kJ/(kg.K), and the ratio of specific heats, k=1.4.）Solution: kJ/(kg.K)(a) The final temperature of isentropic compression is Adiabatic efficiency 0.85The final temperature of irreversible adiabati