工程熱力學(xué)期末試卷及答案(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一是非題1兩種濕空氣的相對濕度相等，則吸收水蒸汽的能力也相等。（）2閉口系統(tǒng)進(jìn)行一放熱過程，其熵一定減少（）3容器中氣體的壓力不變，則壓力表的讀數(shù)也絕對不會改變。（）4理想氣體在絕熱容器中作自由膨脹，則氣體溫度與壓力的表達(dá)式為（）5對所研究的各種熱力現(xiàn)象都可以按閉口系統(tǒng)、開口系統(tǒng)或孤立系統(tǒng)進(jìn)行分析，其結(jié)果與所取系統(tǒng)的形式無關(guān)。（）6工質(zhì)在相同的初、終態(tài)之間進(jìn)行可逆與不可逆過程，則工質(zhì)熵的變化是一樣的。（）7對于過熱水蒸氣，干度（）8對于漸縮噴管，若氣流的初參數(shù)一定，那么隨著背壓的降低，流量將增大，但最多增大到臨界流量。（）9膨脹功、流動功和技術(shù)功都是與過程的路徑有關(guān)的

2、過程量（）10已知露點溫度、含濕量即能確定濕空氣的狀態(tài)。（）二選擇題（10分）1如果熱機(jī)從熱源吸熱100kJ，對外作功100kJ，則（）。（A）違反熱力學(xué)第一定律；（B）違反熱力學(xué)第二定律；（C）不違反第一、第二定律；（D）A和B。2壓力為10bar的氣體通過漸縮噴管流入1bar的環(huán)境中，現(xiàn)將噴管尾部截去一小段，其流速、流量變化為（）。A流速減小，流量不變（B）流速不變，流量增加C流速不變，流量不變（D）流速減小，流量增大3系統(tǒng)在可逆過程中與外界傳遞的熱量，其數(shù)值大小取決于（）。（A）系統(tǒng)的初、終態(tài)；（B）系統(tǒng)所經(jīng)歷的過程；（C）（A）和（B）；（D）系統(tǒng)的熵變。4不斷對密閉剛性容器中的汽水混

3、合物加熱之后，其結(jié)果只能是（）。（A）全部水變成水蒸汽（B）部分水變成水蒸汽（C）部分或全部水變成水蒸汽（D）不能確定5（）過程是可逆過程。（A）.可以從終態(tài)回復(fù)到初態(tài)的（B）.沒有摩擦的（C）.沒有摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程（D）.沒有溫差的三填空題（10分）1理想氣體多變過程中，工質(zhì)放熱壓縮升溫的多變指數(shù)的范圍_2蒸汽的干度定義為_。3水蒸汽的汽化潛熱在低溫時較_，在高溫時較_，在臨界溫度為_。4理想氣體的多變比熱公式為_5采用Z級冷卻的壓氣機(jī)，其最佳壓力比公式為_四、名詞解釋（每題2分，共8分）1卡諾定理：2理想氣體3水蒸氣的汽化潛熱5含濕量五簡答題（8分）1.證明絕熱過程方程式2.已知房間內(nèi)濕空

4、氣的、溫度，試用Hd圖定性的確定濕空氣狀態(tài)。六計算題（共54分）1質(zhì)量為2kg的某理想氣體，在可逆多變過程中，壓力從0.5MPa降至0.1MPa，溫度從162降至27，作出膨脹功267kJ，從外界吸收熱量66.8kJ。試求該理想氣體的定值比熱容和kJ/(kg·K)，并將此多變過程表示在圖和圖上（圖上先畫出4個基本熱力過程線）。（14分）2某蒸汽動力循環(huán)。汽輪機(jī)進(jìn)口蒸汽參數(shù)為p1=13.5bar，t1=370,汽輪機(jī)出口蒸汽參數(shù)為p2=0.08bar的干飽和蒸汽，設(shè)環(huán)境溫度t0=20,試求：汽輪機(jī)的實際功量、理想功量、相對內(nèi)效率（15分）3壓氣機(jī)產(chǎn)生壓力為6bar，流量為20kg/s的

5、壓縮空氣，已知壓氣機(jī)進(jìn)口狀態(tài)=1bar，=20，如為不可逆絕熱壓縮，實際消耗功是理論軸功的1.15倍，求壓氣機(jī)出口溫度及實際消耗功率P。（已知：空氣=1.004kJ/(kgK)，氣體常數(shù)R=0.287kJ/(kgK)）。（15分）4一卡諾循環(huán)，已知兩熱源的溫度t1=527、T2=27,循環(huán)吸熱量Q1=2500KJ，試求：（A）循環(huán)的作功量。（B）排放給冷源的熱量及冷源熵的增加。(10分)一是非題（10分）1、×2、×3、×4、5、6、×7、×8、9、×10、×二選擇題（10分）1、B2、A3、A4、A5、C三填空題（10分）

6、1、大于0，小于;2、濕蒸汽中含干蒸汽的質(zhì)量/濕蒸汽的總質(zhì)量3、小，大，04、5、i=（PZ+1/P1）1/Z四、名詞解釋（每題2分，共8分）卡諾定理：1所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相等，與采用哪種工質(zhì)無關(guān)。2在同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切不可逆循環(huán)，其熱效率必小于可逆循環(huán)。理想氣體：氣體分子本身所具有的體積與其所活動的空間相比非常小，分子本身的體積可以忽略，而分子間平均距離很大，分子間相互吸引力小到可以忽略不計時，這種狀態(tài)的氣體便基本符合理想氣體模型。水蒸氣的汽化潛熱：將1kg飽和液體轉(zhuǎn)變成同溫度的干飽和蒸汽所需的熱量。相對濕度：濕空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空

7、氣的飽和絕對濕度的比值，稱為相對濕度。五簡答題（8分）1、證明：據(jù)能量方程：由于，代入上式得即或整理得出上式即為絕熱過程方程式。2、答：在hd圖上，沿溫度值為的溫度線，與相對濕度線交于一點a，從a點沿等焓線與溫度值為的溫度線交于一點b，b點幾位室內(nèi)空氣狀態(tài)參數(shù)。如右圖所示。六計算題（共54分）1、=1.2437kJ/（kgK）和=0.9567kJ/（kgK）2、背壓為0.275MPa，出口流速12526.3kg/s3、實際功量617.6kJ/kg,理想功量kJ/kg,相對內(nèi)效率0.6614、功量：1562.5kJ,排放給冷源的熱量937.5kJ,冷源熵的增加3.125kJ/K一是非題（10分）

8、1系統(tǒng)的平衡狀態(tài)是指系統(tǒng)在無外界影響的條件下，不考慮外力場作用，宏觀熱力性質(zhì)不隨時間而變化的狀態(tài)。（）2不管過程是否可逆，開口絕熱穩(wěn)流系統(tǒng)的技術(shù)功總是等于初、終態(tài)的焓差。（）3工質(zhì)經(jīng)歷一可逆循環(huán)，其ds=0，而工質(zhì)經(jīng)歷一不可逆循環(huán)，其ds0。（）4理想氣體在絕熱容器中作自由膨脹，則氣體溫度與壓力的表達(dá)式為（）5對一漸放型噴管，當(dāng)進(jìn)口流速為超音速時，可做擴(kuò)壓管使用。（）6對于過熱水蒸氣，干度（）7在研究熱力系統(tǒng)能量平衡時，存在下列關(guān)系式：=恒量，Ssys+Ssur=恒量。（）8對于漸縮噴管，若氣流的初參數(shù)一定，那么隨著背壓的降低，流量將增大，但最多增大到臨界流量。（）9膨脹功、流動功和技術(shù)功都是

9、與過程路徑有關(guān)的過程量（）10在管道內(nèi)定熵流動過程中，各點的滯止參數(shù)都相同。（）二選擇題（10分）1濕蒸汽經(jīng)定溫膨脹過程后其內(nèi)能變化_（A）U=0（B）U0（C）U0（D）U0或U02壓氣機(jī)壓縮氣體所耗理論軸功為_（A）（B）（C）p1v1p2v3多級（共Z級）壓氣機(jī)壓力比的分配原則應(yīng)是_（A）i=（PZ+1+P1）/Z（B）i=（PZ+1/P1）1/Z（C）i=PZ+1/P1（D）i=（PZ+1/P1）/Z4工質(zhì)熵減少的過程_（A）不能進(jìn)行（B）可以進(jìn)行（C）必須伴隨自發(fā)過程才能進(jìn)行5閉口系統(tǒng)功的計算式W=U1U2_適用于可逆與不可逆的絕熱過程。只適用于絕熱自由膨脹過程。只適用于理想氣體的絕

10、熱過程。只適用于可逆絕熱過程。三填空題（10分）1理想氣體多變指數(shù)n=1，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=_。2卡諾循環(huán)包括兩個_過程和兩個_過程3水蒸汽的汽化潛熱在低溫時較_，在高溫時較_，在臨界溫度為_。4在TS圖上，定壓線的斜率是_；定容線的斜率是_5理想氣體音速的計算式：_，馬赫數(shù)的定義式為：_四、名詞解釋（每題2分，共8分）1孤立系統(tǒng)2焓3熱力學(xué)第二定律及數(shù)學(xué)表達(dá)式5相對濕度五簡答題（8分）1.閉口系統(tǒng)從溫度為300K的熱源中取熱500kJ，系統(tǒng)熵增加20kJK，問這一過程能否實現(xiàn)，為什么2.已知房間內(nèi)濕空氣的、溫度，試用Hd圖定性的確定濕空氣狀

11、態(tài)。六計算題（共54分）1空氣的初態(tài)為p1=150kPa，t1=27，今壓縮2kg空氣，使其容積為原來的。若分別進(jìn)行可逆定溫壓縮和可逆絕熱壓縮，求這兩種情況下的終態(tài)參數(shù)，過程熱量、功量以及內(nèi)能的變化，并畫出p-v圖，比較兩種壓縮過程功量的大小。（空氣：=1.004kJ/(kgK)，R=0.287kJ/(kgK)）（20分）2某熱機(jī)在T1=1800K和T2=450K的熱源間進(jìn)行卡諾循環(huán)，若工質(zhì)從熱源吸熱1000KJ，試計算：（A）循環(huán)的最大功？（B）如果工質(zhì)在吸熱過程中與高溫?zé)嵩吹臏夭顬?00K，在過程中與低溫?zé)嵩吹臏夭顬?0K，則該熱量中能轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗌俟Γ繜嵝适嵌嗌?？（C）如果循環(huán)過程中，不僅

12、存在傳熱溫差，并由于摩擦使循環(huán)功減小10KJ，則熱機(jī)的熱效率是多少？（14分）3已知氣體燃燒產(chǎn)物的cp=1.089kJ/kg·K和k=1.36，并以流量m=45kg/s流經(jīng)一噴管，進(jìn)口p1=1bar、T1=1100K、c1=1800m/s。噴管出口氣體的壓力p2=0.343bar，噴管的流量系數(shù)cd=0.96；噴管效率為h=0.88。求合適的喉部截面積、噴管出口的截面積和出口溫度。（空氣：=1.004kJ/(kgK)，R=0.287kJ/(kgK)）（20分）一是非題（10分）1、2、3、×4、×5、6、×7、×8、9、×10、二選擇

13、題（10分）1、B2、C3、B4、B5、A三填空題（10分）1、功W;內(nèi)能U2、定溫變化過程，定熵變化3、小，大，04、對數(shù)曲線，對數(shù)曲線5、，四、名詞解釋（每題2分，共8分）孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換的系統(tǒng)。焓：為簡化計算，將流動工質(zhì)傳遞的總能量中，取決于工質(zhì)的熱力狀態(tài)的那部分能量，寫在一起，引入一新的物理量，稱為焓。熱力學(xué)第二定律：克勞修斯(Clausius)說法：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。開爾文一浦朗克(KelvinPlank)說法：不可能制造只從一個熱源取熱使之完全變成機(jī)械能而不引起其他變化的循環(huán)發(fā)動機(jī)。相對濕度：濕空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度的比值，稱為相對濕度。五簡答題（8分）1、答：能實現(xiàn)對于可逆過程的熵有：，則系統(tǒng)從熱源取熱時的可能達(dá)到的最小熵增為：，因此該過程是可以實現(xiàn)的。2、答：在hd圖上，沿溫度值為的溫度線，與相對濕度線交于一點a，從a點沿等焓線與溫度值為的溫度線交于一點b，b點幾位室內(nèi)空氣狀態(tài)參數(shù)。如右圖所示。六計算題（共54分）1解：1、定溫壓縮過程時：據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：可知初狀態(tài)下體積：據(jù)：，定溫過程，即，且，因此有即定溫壓縮終態(tài)參數(shù)為：，等溫過程，內(nèi)能變化為零，即：壓縮功：據(jù)熱力學(xué)第一定