09工程熱力學(xué)試卷2010答案

1、PAGE 20102011學(xué)年第1學(xué)期期末試卷答案課程名稱(chēng)： 工程熱力學(xué) 任課教師： 丁水汀、尹幸愉 班 級(jí)：390411-5、391311-41 級(jí)： 330401 北京航空航天大學(xué)、單選題（40分，每題2分）1定容比熱與定壓比熱 B 。A 表示比體積一定時(shí)比焓隨溫度的變化率或壓力一定時(shí)比內(nèi)能隨溫度的變化率 B 是狀態(tài)函數(shù)C 表示升高單位溫度系統(tǒng)內(nèi)能或總焓的增量 D 是過(guò)程量 2對(duì)閉口系任意微元過(guò)程, 若系統(tǒng)的熵變小于零, 則_D_。A 該過(guò)程可逆 B 該過(guò)程不可逆 C 必為吸熱過(guò)程 D 必為放熱過(guò)程 3多熱源循環(huán)熱機(jī)的效率可以表示為_(kāi) B _。A B C D （下標(biāo)“1”表示高溫，“2”表

2、示低溫，上標(biāo)“”表示平均溫度，“net”表示循環(huán)）4理想氣體等熵過(guò)程的技術(shù)功和氣體常數(shù)的關(guān)系為 _ A _ 。A B C D 5循環(huán)增溫比一定時(shí)的定壓加熱循環(huán)（Brayton）中， _ D _。A 增壓比取最小值時(shí)，循環(huán)功最大 B 增壓比取最大值時(shí)，循環(huán)功最大C 增壓比取最小值時(shí)，循環(huán)功大于零 D 增壓比在最小與最大增壓比之間時(shí)，循環(huán)功最大6對(duì)于孤立系，錯(cuò)誤的表述是 D 。A. 熵產(chǎn)等于熵變 B 熵流等于零 C 熵變必大于零 D 熵變小于零7可逆過(guò)程是指_ C _。A 不平衡勢(shì)差無(wú)限小的過(guò)程 B 系統(tǒng)可恢復(fù)原狀的過(guò)程C 無(wú)耗散的準(zhǔn)平衡過(guò)程 D 耗功最大的過(guò)程8理想氣體的比熱比 _ A _。A

3、是溫度的函數(shù) B 與溫度無(wú)關(guān) C 在等熵過(guò)程中為常量 D 以上選擇都不對(duì)9適用于_ C _ 。A 定壓過(guò)程 B 準(zhǔn)平衡過(guò)程 C 理想氣體無(wú)耗散的準(zhǔn)平衡過(guò)程 D 理想氣體的定壓過(guò)程10濕空氣 C 。A 中的干空氣必須視為混合物 B 不可視為理想氣體混合物C 中的干空氣和水蒸汽的狀態(tài)由分壓定律確定 D 中的水蒸汽不能視為理想氣體11在理想氣體溫熵圖上，等壓線_B_。A. 的斜率為 B 比等容線平緩 C 比等容線陡 D 的斜率為 12. 系統(tǒng)經(jīng)歷任意一個(gè)循環(huán)(不論可逆與否), 其熵變_ C _。A 永遠(yuǎn)大于零 B 永遠(yuǎn)小于零 C 永遠(yuǎn)等于零 D 不一定13空氣的平均分子量為28.97, 定容比熱 =

4、717 J/(kg.K), 其定壓比熱為_(kāi) D _ J/(kg.K)。A. 287 B 0.287 C 1.004 D 100414.、熱力學(xué)能 (Ex,U) B 。A 是過(guò)程量 B 是狀態(tài)量 C 的基準(zhǔn)點(diǎn)可任選 D. 可正可負(fù)15相同初終態(tài)參數(shù)條件下，不可逆過(guò)程的 B 。A 熵變一定大于可逆過(guò)程的熵變 B 內(nèi)能差一定等于可逆過(guò)程的內(nèi)能差C 熵變一定小于可逆過(guò)程的熵變 D 內(nèi)能差一定小于可逆過(guò)程的內(nèi)能差16一理想氣體在一容器內(nèi)作絕熱自由膨脹, 該氣體的焓_C_。A 增大 B 減小 C 不變 D 呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)17含濕量 D 。A 與干空氣質(zhì)量成正比 B 可表示為任兩個(gè)強(qiáng)度參數(shù)的函數(shù) C 是以濕空氣

5、質(zhì)量為基準(zhǔn)的比參數(shù) D 反映空氣中水蒸氣絕對(duì)含量的大小18濕空氣的狀態(tài)可以由 A 確定。A 3個(gè)強(qiáng)度參數(shù) B 比焓與相對(duì)濕度 C 水蒸氣分壓與干球溫度 D 總壓和露點(diǎn)溫度19熱力學(xué)溫標(biāo) D 。A 有兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn) B 與攝氏溫標(biāo)有相同的零點(diǎn)C 在任意溫度下與理想氣體溫標(biāo)相同 D 在水的三相點(diǎn)無(wú)量測(cè)誤差20與實(shí)際氣體比較，理想氣體的最大兩個(gè)特點(diǎn)是 A 。A 分子不占體積和分子間無(wú)作用力 B 分子占有體積和壓縮因子等1C 壓縮因子等于1和分子間有作用力 D 以上選擇都不對(duì)二、作圖題（15分）1（10分）定性地畫(huà)出具有回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)裝置示意圖。并在p-v圖上定性地畫(huà)出各個(gè)不同的熱力過(guò)程，并說(shuō)明這些過(guò)程各

6、在哪個(gè)部件內(nèi)完成的，其特點(diǎn)是什么？氣輪機(jī)壓氣機(jī)燃燒室回?zé)崞鱲p回?zé)崞鳎ǖ葔何鼰幔┗責(zé)崞鳎ǖ葔悍艧幔廨啓C(jī)（等熵膨脹）壓氣機(jī)（等熵壓縮）燃燒室（等壓燃燒）2（5分）在p-v圖上表示每公斤理想氣體由狀態(tài)1等容可逆吸熱到狀態(tài)2時(shí)熱量的大小。并說(shuō)明為什么。v eq oac(,V) eq oac(,T) eq oac(,S)陰影面積三、簡(jiǎn)述題（15分）1（10分）試說(shuō)明在Brayton循環(huán)（布雷頓定壓加熱循環(huán)）中提高循環(huán)效率的途徑。答：Brayton循環(huán)的熱效率僅隨增壓比的升高而升高，當(dāng)增溫比一定時(shí)增壓比存在一最大值，此時(shí)當(dāng)增壓比從最?。ǖ扔?）變到最大時(shí)，循環(huán)功并非單調(diào)增，而是在增壓比最小與最大值間存

7、在一最佳增壓比，此時(shí)循環(huán)功最大。所以最佳增壓比是實(shí)用的最大增壓比。最佳增壓比又隨增溫比增大而增大，所以提高增溫比是提高循環(huán)效率的有效途徑。因壓氣機(jī)進(jìn)口溫度受大氣環(huán)境限制，提高增溫比實(shí)際就是提高氣輪機(jī)進(jìn)口溫度。2（5分）給出“熱”和“功”的定義，并分析其異同。 答：熱量是過(guò)程量，是體系與體系之間或體系與環(huán)境之間通過(guò)溫差傳遞的能量，是通過(guò)的微粒無(wú)序運(yùn)動(dòng)發(fā)生相互作用而傳遞的能量。功也是過(guò)程量，是體系與體系之間或體系與環(huán)境之間通過(guò)邊界傳遞的能量，其全部效果可表現(xiàn)為舉起重物，是通過(guò)有序宏觀運(yùn)動(dòng)發(fā)生相互作用傳遞的能量四、計(jì)算題（30分）1. （20分）一公斤空氣, 其壓力為5bar, 溫度為15. 定壓將

8、其加熱到200, 然后絕熱膨脹至溫度為100, 再定容冷卻到15, 最后定溫壓縮到初始態(tài). 假設(shè)所有過(guò)程均為閉口系可逆過(guò)程, 且視空氣為比熱為常數(shù)的理想氣體. 空氣的比熱比k=1.4, 氣體常數(shù)R=287J/kgK. 求: 1) 定性作出該循環(huán)的p-v圖和T-S圖, 并標(biāo)明方向.2) 該循環(huán)的循環(huán)功3) 該循環(huán)的熱效率 eq oac(,S) eq oac(,P) eq oac(,V) eq oac(,T)vp eq oac(,P) eq oac(,V) eq oac(,T)sT eq oac(,S) 解法1： 解法2： 熱冷環(huán)境T0溫泉T1冷庫(kù)Tc 2 . （10分） 現(xiàn)欲設(shè)計(jì)一個(gè)冷庫(kù)，制冷機(jī)從冷庫(kù)吸取熱量（制冷量）向環(huán)境放出熱量。由于沒(méi)有現(xiàn)成的電力系統(tǒng)給制冷機(jī)組提供動(dòng)力，經(jīng)過(guò)考察，發(fā)