工程熱力學(xué) 期末試題 答案

1、全國(guó)考研專業(yè)課高分資料中北大學(xué)工程熱力學(xué)期末題筆記:目標(biāo)院校目標(biāo)專業(yè)本科生筆記或者輔導(dǎo)班筆記講義:目標(biāo)院校目標(biāo)專業(yè)本科教學(xué)課件期末題：目標(biāo)院校目標(biāo)專業(yè)本科期末測(cè)試題23套模擬題：目標(biāo)院校目標(biāo)專業(yè)考研專業(yè)課模擬測(cè)試題2套復(fù)習(xí)題：目標(biāo)院校目標(biāo)專業(yè)考研專業(yè)課導(dǎo)師復(fù)習(xí)題真題：目標(biāo)院校目標(biāo)專業(yè)歷年考試真題，本項(xiàng)為贈(zèng)送項(xiàng)，未公布的不送！中北大學(xué) 工程熱力學(xué)試題（A ）卷（閉卷）20132014學(xué)年第一學(xué)期 學(xué)號(hào): 姓名：一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題,每題只有一個(gè)正確答案，答對(duì)一題得1分，共15分）1、壓力為10 bar的氣體通過漸縮噴管流入1 bar的環(huán)境中，現(xiàn)將噴管尾部截去一段，其流速、流量變化為.

2、 【】 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 2、某制冷機(jī)在熱源T1= 300K，及冷源T2= 250K之間工作，其制冷量為1000 KJ,消耗功為250 KJ,此制冷機(jī)是 【 】A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D?？赡婊虿豢赡娴?3、系統(tǒng)的總儲(chǔ)存能為 【】A.B.C. D。4、熵變計(jì)算式只適用于 【 】A.一切工質(zhì)的可逆過程B.一切工質(zhì)的不可逆過程C.理想氣體的可逆過程D。理想氣體的一切過程5、系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)不可逆絕熱膨脹過程后，欲使系統(tǒng)回復(fù)到初態(tài)，系統(tǒng)需要進(jìn)行一個(gè)【】過程。 【】A?？赡娼^熱壓縮 B.不可逆絕熱壓縮 C。邊壓縮邊吸熱

3、 D。邊壓縮邊放熱6、混合氣體的通用氣體常數(shù)，【】. 【】A.與混合氣體的成份有關(guān)B。與混合氣體的質(zhì)量有關(guān)C。與混合氣體所處狀態(tài)有關(guān) D.與混合氣體的成份、質(zhì)量及狀態(tài)均無關(guān)系7、貯有空氣的絕熱剛性密閉容器中裝有電熱絲，通電后如取空氣為系統(tǒng),則 【】A.Q0，U0,W0 B。Q=0，U0，W0C。Q0,U0，W=0 D。Q=0,U=0,W=08、未飽和空氣具有下列關(guān)系 【】A.ttwtdB。ttdtw。C。t = td = twD。t = twtd9、絕熱節(jié)流過程是【】過程. 【】A。定壓B。定溫C.定熵D。節(jié)流前后焓相等10、抽汽式熱電循環(huán)的結(jié)果是 【】A。提高循環(huán)熱效率，提高熱能利用率B。提

4、高循環(huán)熱效率，降低熱能利用率 C。降低循環(huán)熱效率，提高熱能利用率D.降低循環(huán)熱效率，降低熱能利用率11、一個(gè)橡皮氣球在太陽(yáng)下被照曬，氣球在吸熱過程中膨脹,氣球內(nèi)的壓力正比于氣球的容積，則氣球內(nèi)的氣球進(jìn)行的是 【 】A。定壓過程B。多變過程C。定溫過程D。定容過程12、氣體的容積比熱是指 【】A.容積保持不變的比熱。B。物量單位為一立方米時(shí)氣體的比熱。C。物量單位為一摩爾容積氣體的比熱.D。物量單位為一標(biāo)準(zhǔn)立方米時(shí)氣體的比熱。13、抽氣回?zé)嵫h(huán)改善了朗肯循環(huán)，其根本原因在于 【】A。每公斤水蒸汽的作功量增加了B。排氣的熱能得到了充分利用C。水蒸汽的平均吸熱溫度提高了D。水蒸汽的放熱溫度降低了14

5、、孤立系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界 【】A。沒有物質(zhì)交換B。沒有熱量交換C。沒有任何能量交換D。沒有任何能量傳遞與質(zhì)交換15、熱機(jī)從熱源取熱1000 KJ，對(duì)外作功1000 KJ，其結(jié)果是 【】A。違反第一定律B。違反第二定律C。違反第一及第二定律D。不違反第一及第二定律第二部分 非選擇題(共85分）二、判斷題（本大題共10小題，每題1分,共 10 分,答A表示說法正確。答B(yǎng)表示說法不正確，本題只需指出正確與錯(cuò)誤,不需要修改）16、孤立系統(tǒng)的熵與能量都是守恒的。 ( ）17、實(shí)際氣體在壓力趨于零的極限狀態(tài)就成為理想氣體. ( ）18、容器中氣體的壓力不變則壓力表的讀數(shù)也絕對(duì)不會(huì)改變。(）19、在TS圖上

6、，任意二條可逆絕熱過程線不能相交。（)20、再熱循環(huán)的主要目的是提高汽輪機(jī)尾部排汽干度。 （ ）21、任一熱力循環(huán)的熱效率都可用= 1q2/q1 = 1T2/T1 計(jì)之。( ）22、孤立系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)總熵達(dá)極大值。 ( ) 23、一桶具有環(huán)境溫度的河水與一杯沸水，前者的可用能大于后者.（ ）24、凡符合熱力學(xué)第一定律的過程就一定能實(shí)現(xiàn). （ )25、卡諾循環(huán)的熱效率僅取決于其熱和冷源的溫度，而與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。 ( ）三、填空題(本大題共5小題，每空1分，共12分.）26、混合氣體由N2和CO2組成，已知N2的質(zhì)量成分為0。72,則混合氣體的平均氣體常數(shù)Rg,eq=，平均摩爾質(zhì)量Meeq=。(

7、N2的摩爾質(zhì)量為0。028kg/mol,CO2為0。044kg/mol）27、冬季取暖,若不采取任何其他措施，室內(nèi)溫度,室內(nèi)相對(duì)濕度。（填增大,減少或不變)。28、濕蒸汽的干度定義為。已知濕蒸汽的干度為0。2，其中干飽和蒸汽的質(zhì)量為6 kg,則飽和液體的質(zhì)量為kg。29、氧氣的平均比定壓熱容，則， 。30、范德瓦爾方程式的表達(dá)式為：，其中常數(shù)a是對(duì)的修正.常數(shù)b是對(duì)的修正.四、名詞解釋（本大題共4小題，每題 4分，共16分。）31、干飽和蒸汽、濕飽和蒸汽和過熱蒸汽32、熱容的定義和單位-33、濕空氣的露點(diǎn)34、控制質(zhì)量五、簡(jiǎn)答題（本大題共3小題,每題 4分,共12分。） 35、定壓、定溫、絕熱

8、和定容四種典型的熱力過程,其多變指數(shù)的值分別是多少?36、簡(jiǎn)述蒸汽參數(shù)對(duì)朗肯循環(huán)效率的影響。37、準(zhǔn)平衡過程與可逆過程有何共同處？有何區(qū)別?有何聯(lián)系?六、計(jì)算題（本大題共4小題，共35分。）38、某蒸汽動(dòng)力廠按一級(jí)抽汽回?zé)幔ɑ旌鲜?理想循環(huán)工作，如圖所示，已知新蒸汽參數(shù)p1=4.0MPa,t1=4200C，汽輪機(jī)排汽壓力p2=0.007MPa,抽汽壓力pA=0。4MPa，忽略泵功.試求：（1)定性畫出循環(huán)的Ts圖；(2)抽汽系數(shù)；(3)循環(huán)吸熱量q1,放熱量q2及輸出凈功net；(4）循環(huán)熱效率；（15分）p（MPa)t(0C）h（kJ/kg)skJ/(kg。K)Ps（MPa)h(kJ/kg）

9、h（kJ/kg） skJ/(kg.K）skJ/(kg.K）44203261.46。83990.4604。72737。61。77646.89430。42716。36。83990。007163.42572。60.55978。276739、一閉口系從狀態(tài)1沿1-23途徑到狀態(tài)3，傳遞給外界的熱量為47.5kJ，而系統(tǒng)對(duì)外作功為30kJ,如圖所示。（1)若沿14-3途徑變化時(shí),系統(tǒng)對(duì)外作功15kJ,求過程中系統(tǒng)與外界傳遞的熱量.（2）若系統(tǒng)從狀態(tài)3沿圖示曲線途徑到達(dá)狀態(tài)1，外界對(duì)系統(tǒng)作功6kJ，求該過程中系統(tǒng)與外界傳遞的熱量.（3)若U2=175kJ,U3=87。5kJ,求過程2-3傳遞的熱量及狀態(tài)1

10、的熱力學(xué)能。(7分)40、m=2。26kg理想氣體的氣體常數(shù)Rg=430J/（kg。k)，比熱比=1。35。初溫T1=477K,經(jīng)可逆定容過程后終溫T2=591K。求Q、U、W、S。(7分）41、空氣可逆絕熱流過一噴管，入口壓力p1=0。7MPa，溫度t1=800，出口壓力p2=0.15MPa，此噴管是什么外型的噴管?入口空氣流速忽略不計(jì)，比熱容和比熱比取定值，分別為cp=1。004kJ/（kg·K），=1。4,Rg=287J/（kg。k）。求噴管出口空氣的溫度、流速、馬赫數(shù)。（7分）參考答案第一部分 選擇題(共15 分)一、單項(xiàng)選擇題(每題只有一個(gè)正確答案，答對(duì)一題得1分，共 15

11、 分）1、C 2、B 3、C 4、C 5、C 6、D 7、C 8、A 9、D 10、A11、B 12、D 13、C 14、D 15、B第二部分 非選擇題（共85分）二、判斷題(本大題共10小題,每題1分，共 10 分,答A表示說法正確.答B(yǎng)表示說法不正確，本題只需指出正確與錯(cuò)誤,不需要修改）16、B 17、A 18、B 19、A 20、A21、B 22、A 23、B 24、B 25、A三、填空題（本大題共5小題，每空1分，共11分。）26、0。267kJ/(kg。K) 31。1×103kg/mol27、增大 減少28、飽和蒸汽的質(zhì)量占整個(gè)濕蒸汽質(zhì)量的比值 2429、0。946kJ/(

12、kg。K) 0。686kJ/（kg。K）30、 對(duì)氣體分子間的引力 對(duì)氣體分子體積四、名詞解釋（本大題共4小題，每題 4分，共16分.)31、干度為1的濕蒸汽為干飽和蒸汽；(1分）蒸汽和水的混合物稱為濕飽和蒸汽；（1分)溫度高于蒸汽壓力下所對(duì)應(yīng)的飽和溫度的蒸汽，稱為過熱蒸汽。（2分）32、物體溫度升高1K（或1oC）所需熱量稱為熱容，以C表示。（2分）單位有J/（kg。K)、 J/（mol。K）和 J/(m3。K）。(2分）33、在保持濕空氣中水蒸氣分壓力pv不變的條件下，降低濕空氣溫度而使其達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度，稱為露點(diǎn)。（4分）34、一個(gè)熱力系統(tǒng)如果和外界只有能量交換而無物質(zhì)交換，則

13、該系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng).閉口系統(tǒng)內(nèi)的質(zhì)量保持恒定不變，閉口系統(tǒng)又叫做控制質(zhì)量。（4分）五、簡(jiǎn)答題（本大題共3小題，每題 4分,共12分。）35、定壓n=0，定容n=，定溫n=1，定熵n=（4分）36、(1）提高初溫，可提高熱力循環(huán)效率和增大膨脹終點(diǎn)的干度，但受金屬材料耐熱性能的限制。（2分） (2)在相同的初溫和背壓下，提高初壓也可使熱效率增大.會(huì)使乏汽干度降低,設(shè)備強(qiáng)度的問題.（1分） (3）降低背壓可以顯著提高循環(huán)熱效率。受環(huán)境溫度的限制。（1分)37、它們共同處都是在無限小勢(shì)差作用下，非常緩慢地進(jìn)行，由無限接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)組成的過程。（2分）它們的區(qū)別在于準(zhǔn)平衡過程不排斥摩擦能量損耗現(xiàn)象的

14、存在，可逆過程不會(huì)產(chǎn)生任何能量的損耗。（1分）一個(gè)可逆過程一定是一個(gè)準(zhǔn)平衡過程，沒有摩擦的準(zhǔn)平衡過程就是可逆過程.（1分）六、計(jì)算題（本大題共4小題，共36分。）38、（1)圖略。（可參照教材p329圖1014) （2分）（2）抽汽系數(shù) （2分)（3）（2分）(2分）（2分)（2分）(2分）（4）（2分)39、對(duì)途徑12-3，由閉口系能量方程得（1分）（1）對(duì)途徑14-3,由閉口系能量方程得(系統(tǒng)對(duì)外放熱）(2分）（2)對(duì)途徑31，可得到（1分）（3)對(duì)途徑23,有(1分)則(1分）（1分）40、（1分）(1分）(2分）(1分)（2分)41、為縮放型噴管。（1分）（2分)（2分）(2分)中北大

15、學(xué) 工程熱力學(xué)試題（A )卷(閉卷)20122013學(xué)年第一學(xué)期 學(xué)號(hào)： 姓名：一、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共40分）1.什么是熱力過程？可逆過程的主要特征是什么?答:熱力系統(tǒng)從一個(gè)平衡態(tài)到另一個(gè)平衡態(tài)，稱為熱力過程?？赡孢^程的主要特征是驅(qū)動(dòng)過程進(jìn)行的勢(shì)差無限小,即準(zhǔn)靜過程，且無耗散。2.溫度為500°C的熱源向熱機(jī)工質(zhì)放出500 kJ的熱量,設(shè)環(huán)境溫度為30°C，試問這部分熱量的火用（yong）值(最大可用能）為多少？答：303。95kJ3。兩個(gè)不同溫度(T1，T2）的恒溫?zé)嵩撮g工作的可逆熱機(jī)，從高溫?zé)嵩碩1吸收熱量Q1向低溫?zé)嵩碩2放出熱量Q2，證明：由高溫?zé)嵩?、低溫?zé)嵩础?/p>

16、熱機(jī)和功源四個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的孤立系統(tǒng)熵增 。假設(shè)功源的熵變SW=0.證明：四個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的孤立系統(tǒng)熵增為（1分）對(duì)熱機(jī)循環(huán)子系統(tǒng): 1分 1分根據(jù)卡諾定理及推論：1分則： 。1分B隔板A自由膨脹4。剛性絕熱容器中間用隔板分為兩部分,A中存有高壓空氣，B中保持真空，如右圖所示。若將隔板抽去,試分析容器中空氣的狀態(tài)參數(shù)(T、P、u、s、v)如何變化，并簡(jiǎn)述為什么。答：u、T不變，P減小，v增大，s增大。5. 試由開口系能量方程一般表達(dá)式出發(fā)，證明絕熱節(jié)流過程中，節(jié)流前后工質(zhì)的焓值不變。（絕熱節(jié)流過程可看作穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程,宏觀動(dòng)能和重力位能的變化可忽略不計(jì))答:開口系一般能量方程表達(dá)式為絕熱節(jié)流過程是穩(wěn)

17、態(tài)穩(wěn)流過程，因此有如下簡(jiǎn)化條件,則上式可以簡(jiǎn)化為：根據(jù)質(zhì)量守恒,有代入能量方程,有 6。 什么是理想混合氣體中某組元的分壓力?試按分壓力給出第i組元的狀態(tài)方程。答：在混合氣體的溫度之下，當(dāng)i組元單獨(dú)占有整個(gè)混合氣體的容積（中容積）時(shí)對(duì)容器壁面所形成的壓力,稱為該組元的分壓力;若表為Pi，則該組元的狀態(tài)方程可寫成:PiV = miRiT .7。 高、低溫?zé)嵩吹臏夭钣?，卡諾制冷機(jī)的制冷系數(shù)是否就愈大,愈有利？試證明你的結(jié)論.答:否,溫差愈大，卡諾制冷機(jī)的制冷系數(shù)愈小，耗功越大.(2分)證明：,當(dāng)不變,時(shí)，、.即在同樣下(說明得到的收益相同)，溫差愈大，需耗費(fèi)更多的外界有用功量，制冷系數(shù)下降。（3

18、分)8。一個(gè)控制質(zhì)量由初始狀態(tài)A分別經(jīng)可逆與不可逆等溫吸熱過程到達(dá)狀態(tài)B,若兩過程中熱源溫度均為。試證明系統(tǒng)在可逆過程中吸收的熱量多,對(duì)外做出的膨脹功也大。答：經(jīng)歷可逆或不可逆定溫過程后，按題給兩種情況下過程的初、終狀態(tài)相同，因而系統(tǒng)的熵變相同。由系統(tǒng)的熵方程,對(duì)于可逆過程其熵產(chǎn)為零,故熱熵流將大于不可逆過程。可見，可逆過程的熱量將大于不可逆過程;(3分）由熱力學(xué)第一定律,因過程的初、終狀態(tài)相同,熱力學(xué)能變化Du相同，故可逆與不可逆兩種情況相比，可逆過程的過程功亦較大。（2分）二、作圖題:(每小題5分,共10分）1. 試在所給參數(shù)坐標(biāo)圖上定性地畫出理想氣體過點(diǎn)1的下述過程,分別指出該過程的過程

19、指數(shù)n應(yīng)當(dāng)在什么數(shù)值范圍內(nèi) (圖中請(qǐng)標(biāo)明四個(gè)基本過程線):1）壓縮、升溫、吸熱的過程2）膨脹、降溫、吸熱的過程。答: (1) ； (2） 評(píng)分：四條基本線(2分）兩條曲線（2分）n取值(1分）2。 如圖所示Ts圖上理想氣體任意可逆過程12的熱量如何表示？熱力學(xué)能變化量、焓變化量如何表示？若過程12是不可逆的，上述各量是否相同？（請(qǐng)寫出簡(jiǎn)明的作圖方法.）答:對(duì)可逆過程，熱量為面積1mk2-1，熱力學(xué)能變化量為面積1mn-2v-1，焓變化量為1mg-2p1。對(duì)不可逆過程，熱量無法表示,熱力學(xué)能和焓變化量相同三、計(jì)算題：（共50分）1。 壓氣機(jī)在95kPa、25的狀態(tài)下穩(wěn)定地以340m3/min的容積流率吸入空氣,進(jìn)口處的空氣流速可以忽略不計(jì);壓氣機(jī)排口處的截面積為0.025m2，排出的壓縮空氣的參數(shù)為200kPa、120.壓氣機(jī)的散熱量為60kJ/min.已知空氣的氣體常數(shù)Rg=0.287kJ/(kg。K）,比定熱容cV=0。717kJ/（kg。K），求壓氣機(jī)所消耗的功率。(16分)