熱工習題1標準答案

1、2008.22008.2習題課習題課 2008.22008.2一、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)為表壓力讀數(shù)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處處哪點沸水溫度高（）哪點沸水溫度高（） ca(a) A (a) A 點點 （b b） B B 點點 (c)(c)同樣高同樣高 3.3.以下（）措施，不能提高蒸

2、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 2008.22008.24.4.同一理想氣體從同一初態(tài)分別經定溫壓縮、絕熱壓同一理想氣體從同一初態(tài)分別經定溫壓縮、絕熱壓縮和多變壓縮（縮和多變壓縮（ 1nk 1nk ）到達同一終壓，耗功最大）到達同一終壓，耗功最大的的是（的的是（ ）過程）過程 b(a)定溫壓縮定溫壓縮 （b）絕熱壓縮）絕熱壓縮 （c）多變壓縮（）多變壓縮（ 1nk ） 5.5.twhq 適用于（適用于（ ） a(a) 穩(wěn)流開口系統(tǒng)穩(wěn)流開口系統(tǒng)

3、 (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)間的關系正確的是（的關系正確的是（ ）。）。 c0),( TF 0),( pF 0),( pTF (a) (b) (c) 7 7在在T-s T-s 圖上，經過同一狀態(tài)點的理想氣體等壓過程線斜圖上，經過同一狀態(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（率的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 2008.2

4、2008.28 8理想氣體理想氣體 1kg 1kg 經歷一不可逆過程，對外做功經歷一不可逆過程，對外做功20kJ 20kJ 放熱放熱20kJ 20kJ ，則氣體溫度變化為（，則氣體溫度變化為（ ） b(a) 提高提高 (b)下降下降 (c)不變不變 9 9理想氣體等溫過程的技術功為（理想氣體等溫過程的技術功為（ ） c21hh 2111lnppVp)(21pp (a) （b）0 (c)（d） 10.10.理想氣體絕熱流經節(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 11.1

5、1.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 2008.22008.2 12. 12.一理想氣體其初始溫度為一理想氣體其初始溫度為1373K 1373K ，經定容放熱后其出，經定容放熱后其出口溫度為口溫度為443K 443K ，該理想氣體初終態(tài)壓力值比為（，該理想氣體初終態(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 2008.22008.2二、判斷正誤（劃二、判斷正誤（劃“”或或“”號）號）1.1.熱力

6、系統(tǒng)的邊界可以是固定的，也可以是移動的；熱力系統(tǒng)的邊界可以是固定的，也可以是移動的；可以是實際存在的，也可以是假想的。可以是實際存在的，也可以是假想的。 （ ） 2.2.熱力系統(tǒng)放熱后，系統(tǒng)的熵一定減少。熱力系統(tǒng)放熱后，系統(tǒng)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。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功水蒸汽絕熱膨脹

7、過程中的技術功Tchwpt ( ) ( ) 2008.22008.26.6.循環(huán)的熱效率越高，所得到的循環(huán)凈功也越大。循環(huán)的熱效率越高，所得到的循環(huán)凈功也越大。( ) ( ) 7.7.任何可逆循環(huán)的熱效率都相等。任何可逆循環(huán)的熱效率都相等。 ( ( ) ) 8.8.實際氣體的壓縮因子可能等于實際氣體的壓縮因子可能等于 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 其內能也不變。其內能也不變。( ) ( ) 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)也一定大于 1 1 。 ( ) ( ) 11 11沸騰狀態(tài)的水總是

8、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。 ( )( )2008.22008.21616經不可逆循環(huán)，工質無法恢復為原來狀態(tài)。經不可逆循環(huán)，工質無法恢復為原來狀態(tài)。 ( ) ( ) 1717多變過程即任意過程多變過程即任意過程( )( )。 1818在相同溫度的高溫熱源和低溫熱源

9、之間工作的卡諾循環(huán)在相同溫度的高溫熱源和低溫熱源之間工作的卡諾循環(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熱力學第一定律適用于任意的熱力過程，不管過程是否熱力學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提高活塞式壓氣機的增壓比，壓氣機的容積效率將減小（?。?）。）。 2008.22008.2三、填空三、填空1.1.理想氣體在一熱力過程中，其熱力學能增加理想氣體在一熱力過程中，其熱力學能增加 50J 50J ，同，同時外界對系統(tǒng)做功為時外界對系統(tǒng)

10、做功為 100J 100J 。則該熱力系統(tǒng)傳給外界的。則該熱力系統(tǒng)傳給外界的熱量為熱量為 J J 。 502.2.在理想氣體的定溫過程中，初、終參數(shù)壓力與體積的在理想氣體的定溫過程中，初、終參數(shù)壓力與體積的關系為關系為。pcvc3.3.已知氧氣在已知氧氣在250K250K時時 =0.913 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2008.22008.

11、25.5.水在定壓加熱過程中吸收熱量成為過熱蒸汽必需要水在定壓加熱過程中吸收熱量成為過熱蒸汽必需要經歷五種狀態(tài)的變化，即未飽和水、飽和水、經歷五種狀態(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。 濕蒸汽濕蒸汽6.6.氧氣瓶中的氧氣容積是氧氣瓶中的氧氣容積是 0.4m0.4m3 3 ，氧氣壓力為，氧氣壓力為 10MPa 10MPa ，設氧氣的內能為設氧氣的內能為 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，工質全部為時，工質全部為 。 飽和水飽和水8. 8. 一熱泵工

12、作時向高溫熱源傳遞熱量一熱泵工作時向高溫熱源傳遞熱量 50kJ, 50kJ, 消耗掉的消耗掉的機械能機械能 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 。任何工質的穩(wěn)定流動，可逆過程任何工質的穩(wěn)定流動，可逆過程2008.22008.21010露點是對應于濕空氣中水蒸汽分壓力下的露點是對應于濕空氣中水蒸汽分壓力下的 溫度。溫度。 飽和飽和1111工質在溫度為工質在溫度為30 30 的恒溫熱源和的恒溫熱源和20 20 的恒溫冷源的恒溫冷源之間工作，該循環(huán)的最高制冷系數(shù)為之間工作，該循環(huán)的最高制

13、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 1Mpa ，經定容，經定容過程到達終態(tài)，這時壓力為過程到達終態(tài)，這時壓力為 2.5Mpa 2.5Mpa 其終態(tài)溫度為其終態(tài)溫度為 。 409.72008.22008.2的關系？的關系？的函數(shù)關系式，并分析的函數(shù)關系式，并分析和和四、證明、作圖、簡答四、證明、作圖、簡答1 1、試推導出壓縮空氣制冷循環(huán)的制冷系數(shù)、試推導出壓縮空氣制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與循環(huán)的增與循環(huán)的增壓比壓比 令令12/ pp 帶入上式，帶入上式， 2008.22008.2得得 111kk，由此式可知，由此式可知， 越小，

14、越小， 越大；反之，越大；反之，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, ,并表示出與單并表示出與單級壓縮相比少消耗的功量。級壓縮相比少消耗的功量。2008.22008.23 3、試述膨脹功、技術功和流動功的意義，并將可逆過、試述膨脹功、技術功和流動功的意義，并將可逆過程的膨脹功和技術功表示在程的膨脹功和技術功表示在 P-V P-V 圖上。圖上。閉口系閉口系 開口系開口系 2008.22008.24 4、畫出壓縮蒸汽制冷循環(huán)的、畫出壓縮蒸汽制冷循環(huán)的 T-s T-s 圖，并寫出循環(huán)的圖，并寫出循環(huán)的制冷量制冷量cq

15、、制冷系數(shù)、制冷系數(shù)的表達式。的表達式。2008.22008.25 5、試寫出卡諾循環(huán)的組成和循環(huán)熱效率計算公式。通、試寫出卡諾循環(huán)的組成和循環(huán)熱效率計算公式。通過此公式得出什么重要結論？過此公式得出什么重要結論？ 卡諾循環(huán)由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成，其熱效率計卡諾循環(huán)由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成，其熱效率計算公式：算公式：121TT ，通過卡諾循環(huán)得到的，通過卡諾循環(huán)得到的結論：結論：（ 1 1 ）卡諾循環(huán)的熱效率之決定于高溫熱源和低溫熱）卡諾循環(huán)的熱效率之決定于高溫熱源和低溫熱源的溫度源的溫度 （ 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，

16、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 2008.22008.2五、計算五、計算1 1、進入某汽輪機的新蒸汽比焓為、進入某汽輪機的新蒸汽比焓為 h h1 1 =3000kJ/kg =3000kJ/kg ，流速為，流速為 C C1 1 =50m/s =50m/s 。由汽輪機排出的乏汽的比焓降為。由汽輪機排出的乏汽的比焓降為 h h2 2 =2000kJ/kg =2000kJ/kg ，流速為，流速為 C C2 2 =120m/s =120m/s ，汽輪機對環(huán)境散熱為，汽輪機對環(huán)境散熱為 6.81 6.81 10 10 5 5 kJ/h kJ/h ，忽

17、略高度差的影響。設蒸汽流量為，忽略高度差的影響。設蒸汽流量為4040噸噸 / / 小時，求該汽輪機的功率。小時，求該汽輪機的功率。 2008.22008.22 2、 一制冷機在一制冷機在 -15 -15 和和 30 30 的熱源間工作，若其的熱源間工作，若其吸熱量為吸熱量為 20kW 20kW ，循環(huán)制冷系數(shù)是同溫限間逆向卡諾循，循環(huán)制冷系數(shù)是同溫限間逆向卡諾循環(huán)的環(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 2008.22008.

18、23 3、理想氣體逆向循環(huán)、理想氣體逆向循環(huán) 1-2-3-11-2-3-1。其中。其中 1-2 1-2 為絕熱膨脹過為絕熱膨脹過程，程， 2-3 2-3 為等壓吸熱過程，為等壓吸熱過程， 3-1 3-1 為等溫放熱過程。已知為等溫放熱過程。已知點點1 1的溫度的溫度 T T1 1 =1500K =1500K ，壓力，壓力P1 =0.1Mpa; P1 =0.1Mpa; 點點2 2的溫度的溫度 T T2 2 =300K =300K 。如果循環(huán)中的工質為。如果循環(huán)中的工質為 1kg 1kg 空氣，其定壓比熱空氣，其定壓比熱 c cp p =1.01kJ/kg.K =1.01kJ/kg.K ，k=1.

19、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)。 2008.22008.22008.22008.2 =0.1MPa =0.1MPa，氣壓表，氣壓表1 1讀數(shù)為讀數(shù)為=0.1013MPa=0.1013MPa，氣壓表，氣壓表2 2 讀數(shù)為讀數(shù)為4 4、容器被分隔成、容器被分隔成 A A、B B 兩室，如附圖所示。已知當?shù)貎墒?，如附圖所示。已知當?shù)卮髿鈮毫Υ髿鈮毫p2eBp1eAp=0.294MPa=0.294MPa。求氣壓表。求氣壓表3 3的的讀數(shù)。讀數(shù)。 2008

20、.22008.2SHU ,pc5 5、有、有5kg5kg的空氣，初態(tài)時的空氣，初態(tài)時T T1 1 =477K,P =477K,P1 1 =0.32Mpa =0.32Mpa，經可，經可逆定容加熱，終溫逆定容加熱，終溫T T2 2 =600K. =600K.設空氣為理想氣體，求設空氣為理想氣體，求過程功及過程熱量過程功及過程熱量Rg=287J/( kgRg=287J/( kgK)K)， =1.005 kJ/( kg =1.005 kJ/( kgK)K)） kJkJkJ/KkJ/K過程功為過程功為 0 0 ，過程熱量，過程熱量 2008.22008.26 6、空氣初態(tài)為、空氣初態(tài)為 p p1 1 =

21、0.1MPa=0.1MPa、t t1 1 =20=20，經過二級活塞式壓，經過二級活塞式壓氣機后，壓力提高到氣機后，壓力提高到4.9MPa4.9MPa，假定各級壓縮過程的多變指，假定各級壓縮過程的多變指數(shù)數(shù)n=1.3n=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）生產1kg 1kg 壓縮空氣理論上消耗的功；（壓縮空氣理論上消耗的功；（3 3）各級氣缸）各級氣缸的出口溫度；（的出口溫度；（4 4）若采用單級壓縮，壓氣機消耗的功及）若采用單級壓縮，壓氣機消耗的功及出口溫度。出口溫度。(Rg=0.287kJ/(Rg=0.287kJ/（k

22、gkgk k）) ) （1 1） (2) (2) (3) (3) 2008.22008.2(4) (4) 7 7、利用逆向卡諾機作為熱泵向房間供熱，設室外溫度為、利用逆向卡諾機作為熱泵向房間供熱，設室外溫度為 -10-10，室內溫度保持，室內溫度保持2020。要求每小時向室內供熱。要求每小時向室內供熱4105 . 2 kJkJ。試問：。試問：1 1）每小時從室外吸收多少熱量？）每小時從室外吸收多少熱量？3 3）熱泵由電動機驅動，如電動機效率為）熱泵由電動機驅動，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？2008.2

23、2008.22008.22008.28 8、 某車間從溫度為某車間從溫度為-23-23的倉庫中領來一只容積為的倉庫中領來一只容積為0.04m0.04m3 3 ，指示壓力為，指示壓力為150bar150bar的氧氣瓶。該氧氣瓶長期未的氧氣瓶。該氧氣瓶長期未經使用，為了車間安全，安全檢查員發(fā)現(xiàn)該氧氣瓶上壓力經使用，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?。當時當?shù)氐拇髿鈮毫閴毫?60mmHg760mmHg。問該氧氣瓶是否漏氣？如漏氣，試計算。問該氧氣瓶是否漏氣？如漏氣，試計算漏去的氧氣量。設漏去的氧氣量。設Rg=0.2599 J/(kgRg=0.2599 J/(kgK)K)，760mmHg=1.0133760mmHg=1.013310105 5 Pa Pa 可見，該氧氣瓶漏氣，漏去的氧氣量為 1.1766 kg 2008.22008.29 9、某卡諾熱機每分鐘從、某卡諾熱機每分鐘從 500500的熱源吸熱的熱源吸熱5000kJ,5000kJ,向向3030的