熱工習(xí)題標準答案學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1熱工習(xí)題熱工習(xí)題(xt)標準答案標準答案第一頁，共31頁。2008.2一、選擇題一、選擇題1. 1. 已知當?shù)卮髿鈮阂阎數(shù)卮髿鈮?Pb , Pb , 表壓力讀數(shù)表壓力讀數(shù)(dsh)(dsh)為為 Pe , Pe , 則絕對壓力則絕對壓力P P為為（）。（）。 (a) P= Pb - Pe (b) P= Pe - Pb (c) P= Pb + Pe 2. A 2. A 點是海平面某點，點是海平面某點， B B點是高原上一點，試問點是高原上一點，試問 A A、B B處哪點處哪點沸水沸水(fi shu)(fi shu)溫度高（）溫度高（） ca(a) A (a) A 點點 （b b） B

2、B 點點 (c) (c)同樣同樣(tngyng)(tngyng)高高 3.3.以下（）措施，不能提高蒸汽朗肯循環(huán)的熱效率。以下（）措施，不能提高蒸汽朗肯循環(huán)的熱效率。 c(a) (a) 提高新汽溫度（提高新汽溫度（b b）提高新汽壓力（）提高新汽壓力（c c）提高乏汽壓力）提高乏汽壓力 第1頁/共31頁第二頁，共31頁。2008.24.4.同一理想氣體從同一初態(tài)分別經(jīng)定溫壓縮、絕熱壓同一理想氣體從同一初態(tài)分別經(jīng)定溫壓縮、絕熱壓縮和多變壓縮（縮和多變壓縮（ 1nk 1nk ）到達）到達(dod)(dod)同一終壓，耗同一終壓，耗功最大的的是（功最大的的是（ ）過程）過程 b(a)定溫壓縮定溫壓縮

3、(y su) （b）絕熱壓縮）絕熱壓縮(y su) （c）多變壓縮）多變壓縮(y su)（ 1nk ） 5.5.twhq 適用適用(shyng)(shyng)于（于（ ） a(a) 穩(wěn)流開口系統(tǒng)穩(wěn)流開口系統(tǒng) (b) 閉口系統(tǒng)閉口系統(tǒng) (c) 任意系統(tǒng)任意系統(tǒng) (d) 非穩(wěn)流開口系統(tǒng)非穩(wěn)流開口系統(tǒng) 6. 6. 處于平衡狀態(tài)的簡單可壓縮熱力系統(tǒng)，其狀態(tài)參數(shù)間的處于平衡狀態(tài)的簡單可壓縮熱力系統(tǒng)，其狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系正確的是（關(guān)系正確的是（ ）。）。 c0),( TF 0),( pF 0),( pTF (a) (b) (c) 7 7在在T-s T-s 圖上，經(jīng)過同一狀態(tài)點的理想氣體等壓過程線斜率的圖上，

4、經(jīng)過同一狀態(tài)點的理想氣體等壓過程線斜率的絕對值比等容過程線斜率的絕對值（絕對值比等容過程線斜率的絕對值（ ） b(a) 大大 (b)小小 (c)相等相等 (d)可能大，也可能小可能大，也可能小 第2頁/共31頁第三頁，共31頁。2008.28 8理想氣體理想氣體(qt) 1kg (qt) 1kg 經(jīng)歷一不可逆過程，對外做功經(jīng)歷一不可逆過程，對外做功20kJ 20kJ 放熱放熱20kJ 20kJ ，則氣體，則氣體(qt)(qt)溫度變化為（溫度變化為（ ） b(a) 提高提高(t go) (b)下降下降 (c)不變不變 9 9理想氣體理想氣體(l xin q t)(l xin q t)等溫過程的

5、技術(shù)功為（等溫過程的技術(shù)功為（ ） c21hh 2111lnppVp)(21pp (a) （b）0 (c)（d） 10.10.理想氣體絕熱流經(jīng)節(jié)流閥，節(jié)流后穩(wěn)定截面處的焓值（理想氣體絕熱流經(jīng)節(jié)流閥，節(jié)流后穩(wěn)定截面處的焓值（ ） c(a) 升高升高 （b） 降低降低 (c) 不變不變 （d） 無法確定無法確定 11.11.隨著壓力的提高，飽和水的汽化潛熱將（隨著壓力的提高，飽和水的汽化潛熱將（ ） b(a) (a) 增大增大 （b b）減?。p小 (c) (c) 維持不變維持不變 第3頁/共31頁第四頁，共31頁。2008.2 12. 12.一理想氣體一理想氣體(l xin q t)(l xin

6、 q t)其初始溫度為其初始溫度為1373K 1373K ，經(jīng)定，經(jīng)定容放熱后其出口溫度為容放熱后其出口溫度為443K 443K ，該理想氣體，該理想氣體(l xin q t)(l xin q t)初初終態(tài)壓力值比為（終態(tài)壓力值比為（ ） c(a) 3.1 倍倍 (b) 6.47 倍倍 (c) 0.323 倍倍 (d) 2.864 倍倍 第4頁/共31頁第五頁，共31頁。2008.2二、判斷二、判斷(pndun)(pndun)正誤（劃正誤（劃“”“”或或“”號）號）1.1.熱力熱力(rl)(rl)系統(tǒng)的邊界可以是固定的，也可以是移動的；可以系統(tǒng)的邊界可以是固定的，也可以是移動的；可以是實際存在

7、的，也可以是假想的。是實際存在的，也可以是假想的。 （ ） 2.2.熱力系統(tǒng)熱力系統(tǒng)(xtng)(xtng)放熱后，系統(tǒng)放熱后，系統(tǒng)(xtng)(xtng)的熵一定減少的熵一定減少。 ( ) ( ) 3.3.理想氣體任意兩個狀態(tài)參數(shù)確定后，氣體的狀態(tài)就一定確定了。理想氣體任意兩個狀態(tài)參數(shù)確定后，氣體的狀態(tài)就一定確定了。 ( ( ) ) 4.4.因為不可逆過程不可能因為不可逆過程不可能 T Ts s 圖上表示，所以也不能計圖上表示，所以也不能計算過程的熵變量。算過程的熵變量。 ( ( ) )5.5.水蒸汽絕熱膨脹過程中的技術(shù)功水蒸汽絕熱膨脹過程中的技術(shù)功Tchwpt ( ) ( ) 第5頁/共3

8、1頁第六頁，共31頁。2008.26.6.循環(huán)循環(huán)(xnhun)(xnhun)的熱效率越高，所得到的循環(huán)的熱效率越高，所得到的循環(huán)(xnhun)(xnhun)凈功也越大。凈功也越大。( ) ( ) 7.7.任何任何(rnh)(rnh)可逆循環(huán)的熱效率都相等。可逆循環(huán)的熱效率都相等。 ( ) ( ) 8.8.實際氣體的壓縮因子可能實際氣體的壓縮因子可能(knng)(knng)等于等于 1 1 。 （ ） 9. 9.水蒸氣在定溫過程前后溫度不變水蒸氣在定溫過程前后溫度不變其內(nèi)能也不變。其內(nèi)能也不變。( ) ( ) 10 10供熱系數(shù)一定大于供熱系數(shù)一定大于 1 1 ，制冷系數(shù)也一定大于，制冷系數(shù)也

9、一定大于 1 1 。 ( ) ( ) 11 11沸騰狀態(tài)的水總是燙手的。沸騰狀態(tài)的水總是燙手的。 ( ) ( ) 1212絕熱過程一定是定熵過程。絕熱過程一定是定熵過程。 ( ) ( ) 1313系統(tǒng)從外界吸收熱量，溫度一定升高。系統(tǒng)從外界吸收熱量，溫度一定升高。( )( ) 1414平衡狀態(tài)不一定是均勻狀態(tài)。平衡狀態(tài)不一定是均勻狀態(tài)。 （ ）1515理想氣體不可能進行吸熱而降溫的過程。理想氣體不可能進行吸熱而降溫的過程。 ( )( )第6頁/共31頁第七頁，共31頁。2008.21616經(jīng)不可逆循環(huán)，工質(zhì)無法經(jīng)不可逆循環(huán)，工質(zhì)無法(wf)(wf)恢復(fù)為原來狀態(tài)?；謴?fù)為原來狀態(tài)。 ( ) (

10、) 1717多變過程多變過程(guchng)(guchng)即任意過程即任意過程(guchng)( )(guchng)( )。 1818在相同溫度的高溫在相同溫度的高溫(gown)(gown)熱源和低溫?zé)嵩粗g工作的卡諾循環(huán)熱源和低溫?zé)嵩粗g工作的卡諾循環(huán)效率最高，其他循環(huán)的效率都小于卡諾循環(huán)的效率效率最高，其他循環(huán)的效率都小于卡諾循環(huán)的效率 ( ) ( )。 1919熱力學(xué)第一定律適用于任意的熱力過程，不管過程是否熱力學(xué)第一定律適用于任意的熱力過程，不管過程是否可逆（可逆（ ）。）。 2020提高活塞式壓氣機的增壓比，壓氣機的容積效率將減?。ㄌ岣呋钊綁簹鈾C的增壓比，壓氣機的容積效率將減?。?/p>

11、 ）。）。 第7頁/共31頁第八頁，共31頁。2008.2三、填空三、填空(tinkng)(tinkng)1.1.理想氣體理想氣體(l xin q t)(l xin q t)在一熱力過程中，其熱力在一熱力過程中，其熱力學(xué)能增加學(xué)能增加 50J 50J ，同時外界對系統(tǒng)做功為，同時外界對系統(tǒng)做功為 100J 100J 。則該熱。則該熱力系統(tǒng)傳給外界的熱量為力系統(tǒng)傳給外界的熱量為 J J 。 502.2.在理想氣體的定溫過程中，初、終參數(shù)壓力在理想氣體的定溫過程中，初、終參數(shù)壓力(yl)(yl)與體積的與體積的關(guān)系為。關(guān)系為。pcvc3.3.已知氧氣在已知氧氣在250K250K時時 =0.913

12、kJ/(kg=0.913 kJ/(kgK)K)， =0.653 kJ/(kg=0.653 kJ/(kgK)K)。則該氣體的。則該氣體的氣體常數(shù)氣體常數(shù)Rg =Rg = kJkJ/(kg/(kgK)K)。 0.264.4.熱的品位比機械能的品位熱的品位比機械能的品位 ( () )。 低低第8頁/共31頁第九頁，共31頁。2008.25.5.水在定壓加熱過程水在定壓加熱過程(guchng)(guchng)中吸收熱量成為過熱蒸中吸收熱量成為過熱蒸汽必需要經(jīng)歷五種狀態(tài)的變化，即未飽和水、飽和水、汽必需要經(jīng)歷五種狀態(tài)的變化，即未飽和水、飽和水、 、 干飽和蒸汽及過熱蒸汽。干飽和蒸汽及過熱蒸汽。 濕蒸汽濕

13、蒸汽(zhn q)6.6.氧氣瓶中的氧氣容積氧氣瓶中的氧氣容積(rngj)(rngj)是是 0.4m3 0.4m3 ，氧氣壓力為，氧氣壓力為 10MPa 10MPa ，設(shè)氧氣的內(nèi)能為設(shè)氧氣的內(nèi)能為 8100kJ 8100kJ ，則氧氣的焓值為，則氧氣的焓值為 kJ. kJ. 121007 7當濕蒸汽的干度當濕蒸汽的干度x x0 0 時，工質(zhì)全部為時，工質(zhì)全部為 。 飽和水飽和水8. 8. 一熱泵工作時向高溫?zé)嵩磦鬟f熱量一熱泵工作時向高溫?zé)嵩磦鬟f熱量 50kJ, 50kJ, 消耗掉的機械消耗掉的機械能能 20 kJ, 20 kJ, 供暖系數(shù)為供暖系數(shù)為 。 2.59. 9. 穩(wěn)定流動系統(tǒng)能量方程

14、式穩(wěn)定流動系統(tǒng)能量方程式vdpdhq的適用條件的適用條件 。任何工質(zhì)的穩(wěn)定流動，可逆過程任何工質(zhì)的穩(wěn)定流動，可逆過程第9頁/共31頁第十頁，共31頁。2008.21010露點是對應(yīng)露點是對應(yīng)(duyng)(duyng)于濕空氣中水蒸汽分壓力下的于濕空氣中水蒸汽分壓力下的 溫溫度。度。 飽和飽和(boh)1111工質(zhì)在溫度為工質(zhì)在溫度為30 30 的恒溫?zé)嵩春偷暮銣責(zé)嵩春?0 20 的恒溫冷源之間工的恒溫冷源之間工作作(gngzu)(gngzu)，該循環(huán)的最高制冷系數(shù)為，該循環(huán)的最高制冷系數(shù)為 。 5.11212一理想氣體初始溫度為一理想氣體初始溫度為 25 25 ，壓力為，壓力為 1Mpa 1

15、Mpa ，經(jīng)定容過程到達，經(jīng)定容過程到達終態(tài)，這時壓力為終態(tài)，這時壓力為 2.5Mpa 2.5Mpa 其終態(tài)溫度為其終態(tài)溫度為 。 409.7第10頁/共31頁第十一頁，共31頁。2008.2的關(guān)系的關(guān)系(gun x)(gun x)？的函數(shù)的函數(shù)(hnsh)(hnsh)關(guān)系式，并分析關(guān)系式，并分析和和四、證明四、證明(zhngmng)、作圖、簡答、作圖、簡答1 1、試推導(dǎo)出壓縮空氣制冷循環(huán)的制冷系數(shù)、試推導(dǎo)出壓縮空氣制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與循環(huán)的增壓比與循環(huán)的增壓比 令令12/ pp 帶入上式，帶入上式， 第11頁/共31頁第十二頁，共31頁。2008.2得得 111kk，由此式可知，由此式可知(

16、k (k zh)zh)， 越小，越小， 越大；反之越大；反之(fnzh)(fnzh)，越大，越大， 越小。越小。 2 2、試畫出壓氣機兩級壓縮中間冷卻的、試畫出壓氣機兩級壓縮中間冷卻的p-V p-V 圖圖, ,并表示出與單級壓縮并表示出與單級壓縮相比相比(xin b)(xin b)少消耗的功量。少消耗的功量。第12頁/共31頁第十三頁，共31頁。2008.23 3、試述膨脹功、技術(shù)功和流動功的意義、試述膨脹功、技術(shù)功和流動功的意義(yy)(yy)，并將可，并將可逆過程的膨脹功和技術(shù)功表示在逆過程的膨脹功和技術(shù)功表示在 P-V P-V 圖上。圖上。閉口閉口(b (b ku)ku)系系 開口開口(

17、ki (ki ku)ku)系系 第13頁/共31頁第十四頁，共31頁。2008.24 4、畫出壓縮蒸汽、畫出壓縮蒸汽(zhn q)(zhn q)制冷循環(huán)的制冷循環(huán)的 T-s T-s 圖，并圖，并寫出循環(huán)的制冷量寫出循環(huán)的制冷量cq、制冷、制冷(zhlng)(zhlng)系數(shù)系數(shù)的表達式。的表達式。第14頁/共31頁第十五頁，共31頁。2008.25 5、試寫出卡諾循環(huán)、試寫出卡諾循環(huán)(xnhun)(xnhun)的組成和循環(huán)的組成和循環(huán)(xnhun)(xnhun)熱熱效率計算公式。通過此公式得出什么重要結(jié)論？效率計算公式。通過此公式得出什么重要結(jié)論？ 卡諾循環(huán)由兩個卡諾循環(huán)由兩個(lin )(l

18、in )等溫過程和兩個等溫過程和兩個(lin )(lin )絕熱過程絕熱過程組成，其熱效率計算公式：組成，其熱效率計算公式：121TT ，通過，通過(tnggu)(tnggu)卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)得到的得到的結(jié)論：結(jié)論：（ 1 1 ）卡諾循環(huán)的熱效率之決定于高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟龋┛ㄖZ循環(huán)的熱效率之決定于高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟?（ 2 2 ）卡諾循環(huán)的熱效率只能小于）卡諾循環(huán)的熱效率只能小于1 1 ，決不能等于，決不能等于1 1 （ 3 3 ）第二類永動機是不可能存在的）第二類永動機是不可能存在的 第15頁/共31頁第十六頁，共31頁。2008.2五、計算五、計算(j sun)1 1、進入某汽

19、輪機的新蒸汽、進入某汽輪機的新蒸汽(zhn q)(zhn q)比焓為比焓為 h1 h1 =3000kJ/kg =3000kJ/kg ，流速為，流速為 C1 =50m/s C1 =50m/s 。由汽輪機排出的乏汽。由汽輪機排出的乏汽的比焓降為的比焓降為 h2 =2000kJ/kg h2 =2000kJ/kg ，流速為，流速為 C2 =120m/s C2 =120m/s ，汽輪，汽輪機對環(huán)境散熱為機對環(huán)境散熱為 6.81 6.81 10 5 kJ/h 10 5 kJ/h ，忽略高度差的影響，忽略高度差的影響。設(shè)蒸汽。設(shè)蒸汽(zhn q)(zhn q)流量為流量為4040噸噸 / / 小時，求該汽輪

20、機的功小時，求該汽輪機的功率。率。 第16頁/共31頁第十七頁，共31頁。2008.22 2、 一制冷一制冷(zhlng)(zhlng)機在機在 -15 -15 和和 30 30 的熱源間工作的熱源間工作，若其吸熱量為，若其吸熱量為 20kW 20kW ，循環(huán)制冷，循環(huán)制冷(zhlng)(zhlng)系數(shù)是同溫系數(shù)是同溫限間逆向卡諾循環(huán)的限間逆向卡諾循環(huán)的7575，試計算：（，試計算：（1 1）散熱量；（）散熱量；（2 2）循環(huán)凈耗功量循環(huán)凈耗功量 (1(1）散熱量）散熱量 =24.65 kW =24.65 kW (2(2）凈耗功量）凈耗功量 kW kW 第17頁/共31頁第十八頁，共31頁。

21、2008.23 3、理想氣體、理想氣體(l xin q t)(l xin q t)逆向循環(huán)逆向循環(huán) 1-2-3-1 1-2-3-1。其中。其中 1- 1-2 2 為絕熱膨脹過程，為絕熱膨脹過程， 2-3 2-3 為等壓吸熱過程，為等壓吸熱過程， 3-1 3-1 為等溫放為等溫放熱過程。已知點熱過程。已知點1 1的溫度的溫度 T1 =1500K T1 =1500K ，壓力，壓力P1 =0.1Mpa; P1 =0.1Mpa; 點點2 2的溫度的溫度 T2 =300K T2 =300K 。如果循環(huán)中的工質(zhì)為。如果循環(huán)中的工質(zhì)為 1kg 1kg 空氣，其定空氣，其定壓比熱壓比熱 cp =1.01kJ/

22、kg.K cp =1.01kJ/kg.K ，k=1.4 k=1.4 。 求：（求：（ 1 1 ）做出該循環(huán)的）做出該循環(huán)的 P-V P-V 圖及圖及 T-S T-S 圖；圖； （ 2 2 ）求該循環(huán)的制冷系數(shù)。）求該循環(huán)的制冷系數(shù)。 第18頁/共31頁第十九頁，共31頁。2008.2第19頁/共31頁第二十頁，共31頁。2008.2 =0.1MPa =0.1MPa，氣壓表，氣壓表1 1讀數(shù)讀數(shù)(dsh)(dsh)為為=0.1013MPa=0.1013MPa，氣壓表，氣壓表2 2 讀數(shù)讀數(shù)(dsh)(dsh)為為4 4、容器、容器(rngq)(rngq)被分隔成被分隔成 A A、B B 兩室，如

23、附圖所示。已知當兩室，如附圖所示。已知當?shù)卮髿鈮毫Φ卮髿鈮毫p2eBp1eAp=0.294MPa=0.294MPa。求氣壓表。求氣壓表3 3的讀的讀數(shù)。數(shù)。 第20頁/共31頁第二十一頁，共31頁。2008.2SHU ,pc5 5、有、有5kg5kg的空氣，初態(tài)時的空氣，初態(tài)時T1 =477K,P1 =0.32MpaT1 =477K,P1 =0.32Mpa，經(jīng)可逆定，經(jīng)可逆定容加熱容加熱(ji r)(ji r)，終溫，終溫T2 =600K.T2 =600K.設(shè)空氣為理想氣體，求設(shè)空氣為理想氣體，求過程過程(guchng)(guchng)功及過程功及過程(guchng)(guchng)熱熱量量

24、Rg=287J/( kgK)Rg=287J/( kgK)， =1.005 kJ/( kg =1.005 kJ/( kgK)K)） kJkJkJ/KkJ/K過程過程(guchng)(guchng)功為功為 0 0 ，過程過程(guchng)(guchng)熱量熱量 第21頁/共31頁第二十二頁，共31頁。2008.26 6、空氣、空氣(kngq)(kngq)初態(tài)為初態(tài)為 p1 =0.1MPa p1 =0.1MPa、t1 =20t1 =20，經(jīng)過二級，經(jīng)過二級活塞式壓氣機后，壓力提高到活塞式壓氣機后，壓力提高到4.9MPa4.9MPa，假定各級壓縮過程的，假定各級壓縮過程的多變指數(shù)多變指數(shù)n=1.

25、3n=1.3。試求：（。試求：（1 1）以耗功最小為前提的各級壓比）以耗功最小為前提的各級壓比；（；（2 2）生產(chǎn)）生產(chǎn)1kg 1kg 壓縮空氣壓縮空氣(kngq)(kngq)理論上消耗的功；（理論上消耗的功；（3 3）各級氣缸的出口溫度；（各級氣缸的出口溫度；（4 4）若采用單級壓縮，壓氣機消耗的）若采用單級壓縮，壓氣機消耗的功及出口溫度。功及出口溫度。(Rg=0.287kJ/(Rg=0.287kJ/（kgkkgk）) ) （1 1） (2) (2) (3) (3) 第22頁/共31頁第二十三頁，共31頁。2008.2(4) (4) 7 7、利用逆向卡諾機作為熱泵向房間、利用逆向卡諾機作為熱

26、泵向房間(fngjin)(fngjin)供熱，設(shè)室外供熱，設(shè)室外溫度為溫度為 -10 -10，室內(nèi)溫度保持，室內(nèi)溫度保持2020。要求每小時向室內(nèi)供熱。要求每小時向室內(nèi)供熱4105 . 2 kJkJ。試問：。試問：1 1）每小時從室外吸收多少）每小時從室外吸收多少(dusho)(dusho)熱量？熱量？3 3）熱泵）熱泵(r bn)(r bn)由電動機驅(qū)動，如電動機效率為由電動機驅(qū)動，如電動機效率為95%95%，電動機的功，電動機的功率多大？率多大？ 2 2）此循環(huán)的供暖系數(shù)多大？）此循環(huán)的供暖系數(shù)多大？第23頁/共31頁第二十四頁，共31頁。2008.2第24頁/共31頁第二十五頁，共31頁

27、。2008.28 8、 某車間從溫度為某車間從溫度為-23-23的倉庫中領(lǐng)來一只容積為的倉庫中領(lǐng)來一只容積為0.04m3 0.04m3 ，指示壓力為，指示壓力為150bar150bar的氧氣瓶。該氧氣瓶長期未經(jīng)使用，為的氧氣瓶。該氧氣瓶長期未經(jīng)使用，為了車間安全，安全檢查員發(fā)現(xiàn)該氧氣瓶上壓力表指示壓力為了車間安全，安全檢查員發(fā)現(xiàn)該氧氣瓶上壓力表指示壓力為152bar152bar，車間溫度為，車間溫度為1717。當時當?shù)氐拇髿鈮毫椤．敃r當?shù)氐拇髿鈮毫?60mmHg760mmHg。問該氧氣瓶是否。問該氧氣瓶是否(sh fu)(sh fu)漏氣？如漏氣，試計算漏去的漏氣？如漏氣，試計算漏去的氧氣量。設(shè)氧氣量。設(shè)Rg=0.2599 J/(kgK)Rg=0.2599 J/(kgK)，760mmHg=1.0133760mmHg=1.0133105 105 Pa Pa 可見(kjin)，該氧氣瓶漏氣，漏去的氧氣量為 1.1766 kg 第25頁/共31頁第二十六頁，共31頁。2008.29 9、某卡諾熱機每分鐘從、某卡諾熱機每分鐘從 500 500的熱源吸熱的熱源吸熱5000kJ,5000kJ,向向3030的環(huán)境放熱的環(huán)境放熱. .試求試求: : ）該循環(huán)的熱效率）該循環(huán)的熱效率 ）該循環(huán)的放熱量