工程熱力學(xué)試卷2010

1、PAGE 北京航空航天大學(xué)20102011 學(xué)年 第一學(xué)期期末工程熱力學(xué)考 試 卷班 級(jí)_學(xué) 號(hào) _姓 名_成 績(jī) _2011年1月5日工程熱力學(xué)期末考試卷注意事項(xiàng)：1、閉卷考試，卷面總分100分，按要求答題。 2、單選題將答案寫在題目括號(hào)內(nèi)。 3、作圖題將答案寫在題目下面或試卷后面的答題紙上。 4、簡(jiǎn)述題將答案寫在題目下面或試卷后面的答題紙上。 5、計(jì)算題將答案寫在題目下面或試卷后面的答題紙上。題目：一、單選題( 分)二、作圖題( 分)三、簡(jiǎn)述題( 分)四、計(jì)算題( 分)、單選題（40分，每題2分）1比熱是過程量，定壓比熱 。A. 表示比體積一定時(shí)比內(nèi)能隨溫度的變化率 B. 是溫度與壓力的狀

2、態(tài)函數(shù)C. 與系統(tǒng)質(zhì)量成正比 D. 也是過程量 1比熱是過程量，定容比熱 。A. 表示壓力一定時(shí)比焓隨溫度的變化率 B. 是溫度與比體積的狀態(tài)函數(shù)C. 與系統(tǒng)質(zhì)量成正比 D. 也是過程量 1定容比熱與定壓比熱 。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. 表示升高單位溫度時(shí)系統(tǒng)內(nèi)能或焓的增量 D. 是過程量 2對(duì)閉口系任意微元過程, 若系統(tǒng)的熵變等于零, 則_。A. 該過程可逆 B. 該過程不可 C. 無法判定過程的可逆與否 D. 必為吸熱過程 2對(duì)閉口系任意微元過程, 若系統(tǒng)的熵變大于零, 則_。A. 該過程可逆 B. 該過程不可逆 C.

3、無法判定過程的可逆與否 D. 必為吸熱過程 2對(duì)閉口系任意微元過程, 若系統(tǒng)的熵變小于零, 則_。A. 該過程可逆 B. 該過程不可 C. 必為吸熱過程 D. 必為放熱過程 3概括性卡諾循環(huán)熱機(jī)的效率可以表示為_。A. B. C. D. （下標(biāo)“1”表示高溫，“2”表示低溫，“net”表示循環(huán)）3卡諾循環(huán)熱機(jī)的效率可以表示為_。A. B. C. D. （下標(biāo)“1”表示高溫，“2”表示低溫，“net”表示循環(huán)）3多熱源循環(huán)熱機(jī)的效率可以表示為_。A. B. C. D. （下標(biāo)“1”表示高溫，“2”表示低溫，上標(biāo)“”表示平均溫度，“net”表示循環(huán)）4理想氣體多變過程的比熱為 _ 。A. B. C

4、. D. 4理想氣體等熵過程的膨脹功和氣體常數(shù)的關(guān)系為 _ 。A. B. C. D. 4理想氣體等熵過程的技術(shù)功和氣體常數(shù)的關(guān)系為 _ 。A. B. C. D. 5在壓縮比相同、吸熱量相同時(shí)，定容加熱循環(huán)（Otto）、定壓加熱循環(huán)（Diesel）和混合加熱循環(huán)的效率()大小依次為_。A. B. C. D. 5在最高壓力和最高溫度相同時(shí)，定容加熱循環(huán)（Otto）、定壓加熱循環(huán)（Diesel）和混合加熱循環(huán)的效率()大小依次為_。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， _。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

5、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)于閉口系絕熱過程，錯(cuò)誤的表述是 。A. 技術(shù)功的大小等于焓差 B. 膨脹功的大小等于內(nèi)能差 C. 熵變必大于零 D. 必為等熵過程 6對(duì)于閉口系絕熱過程，正確的表述是 。A. 膨脹功的大小等于焓差 B. 技術(shù)功的大小等于內(nèi)能差 C. 熵變必大于零 D. 必為等熵過程 6對(duì)于孤立系，錯(cuò)誤的表述是 。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. 準(zhǔn)平衡過程是指_。 A. 無限緩慢的過程 B. 不平衡勢(shì)差無限小的過程 C. 溫差無限小的過程 D. 壓差無限小的過程7. 熱力學(xué)平衡狀態(tài)_。A.

6、是指狀態(tài)量不隨時(shí)間變化的狀態(tài) B. 是指狀態(tài)量空間分布均勻的狀態(tài)C. 包括了力平衡態(tài)、熱平衡態(tài)、相平衡態(tài)、化學(xué)平衡態(tài) D. 是指閉口系最終達(dá)到的狀態(tài)7可逆過程是指_。A. 不平衡勢(shì)差無限小的過程 B. 系統(tǒng)可恢復(fù)原狀的過程C. 無耗散的準(zhǔn)平衡過程 D. 耗功最大的過程8理想氣體的比內(nèi)能和比焓_。 A. 是溫度與壓力的函數(shù) B. 是壓力的函數(shù)C. 在初終態(tài)壓力不同溫度相同時(shí)的變化值相同 D. 在初終態(tài)壓力相同溫度不相同時(shí)的變化值相同8理想氣體的定壓比熱和定容比熱_。A. 之差是溫度的函數(shù) B. 均為溫度與壓力的函數(shù) C. 之差小于零 D. 之差與氣體的種類有關(guān)8理想氣體的比熱比 _。A. 是溫度

7、的函數(shù) B. 與溫度無 C. 在等熵過程中為常量 D. 以上選擇都不對(duì)9適用于_。A. 定壓過程 B. 準(zhǔn)平衡過程 C. 無耗散的準(zhǔn)平衡過程 D. 理想氣體的任意過程9適用于_ 。A. 定容過程 B. 準(zhǔn)平衡過程 C. 無耗散的準(zhǔn)平衡過程 D. 理想氣體的任意過程9適用于_ 。A. 定容過程 B. 準(zhǔn)平衡過程 C. 理想氣體無耗散的準(zhǔn)平衡過程 D. 理想氣體的定容過程10濕空氣 。A. 可當(dāng)作純物質(zhì)來處理 B. 中的干空氣與水蒸汽均可視為理想氣體C. 中的干空氣與水蒸汽的狀態(tài)由分體積定律確定 D. 中的干空氣必須視為混合物10濕空氣 。A. 中的干空氣必須視為混合物 B. 可視為理想氣體混合物

8、C. 中的干空氣和水蒸汽的狀態(tài)由分體積定律確定 D. 中的水蒸汽不能視為理想氣體10濕空氣 。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. 中的干空氣與水蒸汽的狀態(tài)由分壓定律確定 D. 中的水蒸汽不能視為理想氣體11在壓容圖上，等熵線_。A. 的斜率為 B. 比等溫線平緩 C. 比等溫線陡 D. 的斜率為 11在壓容圖上，等溫線_。A. 的斜率為 B. 比等熵線平 C. 比等熵線陡 D. 的斜率為 11在溫熵圖上，等壓線_。A. 的斜率為 B. 比等容線平緩 C. 比等容線陡 D. 的斜率為 12閉系經(jīng)歷一不可逆循環(huán)，作循環(huán)功5KJ, 則_。A. 熵變小于零 B. 循環(huán)熱小

9、于5KJ C. 熵變大于零 D. 循環(huán)熱等于5KJ12不可逆循環(huán)的熵產(chǎn)一定為_。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12. 系統(tǒng)經(jīng)歷任意一個(gè)循環(huán)(不論可逆與否), 其熵變_。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, 定壓比熱 =1005 J/(kg.K), 其定容比熱為_ J/(kg.K)。A. 718 B. 0.718 C. 718000 D. 0.00071813空氣的平均分子量為28.97, 定壓比熱 =1005 J/(kg.K), 則空氣的氣體常數(shù)為_ J/(kg.K)。A. 0.287 B. 2

10、87000 C. 287 D. 0.00028713空氣的平均分子量為28.97, 定容比熱 =718 J/(kg.K), 其定壓比熱為_ J/(kg.K)。A. 0.001005 B. 1005000 C. 1.005 D. 100514.、熱量火用 (Ex,Q) 。A. 是過程量 B. 是狀態(tài)量 C. 恒為正 D. 恒為負(fù)14.、熱量火用 (Ex,Q) 。A. 是過程量 B. 是狀態(tài)量 C. 恒為正 D. 值的基準(zhǔn)點(diǎn)可任選14.、熱力學(xué)能火用 (Ex,U) 。A. 是過程量 B. 是狀態(tài)量 C. 值的基準(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，不可逆過程 。A. 的熵變一定大于可

11、逆過程的熵變 B. 的焓差一定等于可逆過程的焓差C. 的熵變一定小于可逆過程的熵變 D. 的焓差一定小于可逆過程的焓差15相同初終態(tài)參數(shù)條件下，可逆過程 。A. 的熵變一定大于不可逆過程的熵變 B. 的焓差一定等于不可逆過程的焓差C. 的熵變一定小于不可逆過程的熵變 D. 的焓差一定小于不可逆過程的焓差15相同初終態(tài)參數(shù)條件下，不可逆過程 。A. 的熵變一定大于可逆過程的熵變 B. 的內(nèi)能差一定等于可逆過程的內(nèi)能差C. 的熵變一定小于可逆過程的熵變 D. 的內(nèi)能差一定小于可逆過程的內(nèi)能差16一理想氣體在一容器內(nèi)作絕熱自由膨脹, 體積擴(kuò)大了兩倍， 比熵變?yōu)開。A. B. C. D. 16一理想氣

12、體在一容器內(nèi)作絕熱自由膨脹,該氣體的溫度 _。A. 增大 B. 減小 C. 不變 D. 呈對(duì)數(shù)增長16一理想氣體在一容器內(nèi)作絕熱自由膨脹, 該氣體的焓_。A. 增大 B. 減小 C. 不變 D. 呈對(duì)數(shù)增長17濕空氣的相對(duì)濕度100時(shí)，表明 。A. 空氣中只有水蒸氣 B. 空氣中的水蒸氣處于飽和狀態(tài) C. 空氣中的水蒸氣的絕對(duì)含量很高 D. 空氣中的干空氣處于飽和狀態(tài)17濕空氣的相對(duì)濕度100時(shí)，表明 。A. 空氣中只有水蒸氣 B. 空氣的飽和度達(dá)到最大值 C. 空氣中非常干燥 D. 空氣中的干空氣處于飽和狀態(tài)17含濕量 。A. 與干空氣質(zhì)量呈正比 B. 可表示為任兩個(gè)強(qiáng)度參數(shù)的函數(shù) C. 是

13、與濕空氣質(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 確定。A. 3個(gè)強(qiáng)度參數(shù) B. 總壓與干球溫度 C. 總壓與相對(duì)濕度 D. 比焓和濕球溫度18濕空氣的狀態(tài)可以由 確定。A. 3個(gè)強(qiáng)度參數(shù) B. 總壓與干球溫度 C. 總壓與相對(duì)濕度 D. 比焓和濕球溫度18濕空氣的狀態(tài)可以由 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攝氏溫標(biāo) 。A. 是經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo) B. 是絕對(duì)溫標(biāo)的導(dǎo)出溫標(biāo) C. 有兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn) D. 在水的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)無量測(cè)誤差19理想氣體溫標(biāo) 。A. 是經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo) B. 等于絕對(duì)溫標(biāo) C. 有兩個(gè)基準(zhǔn)

14、點(diǎn) D. 在水的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)無量測(cè)誤差19絕對(duì)溫標(biāo) 。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. 在任意溫度與理想氣體溫標(biāo)相同 D. 在水的三相點(diǎn)無量測(cè)誤差20與理想氣體比較，實(shí)際氣體的最大兩個(gè)特點(diǎn)是 。A. 分子占有體積和分子間有作用力 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)20與理想氣體比較，實(shí)際氣體的最大兩個(gè)特點(diǎn)是 。A. 分子不占體積和分子間無作用力 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)20與實(shí)際氣體比較，理想氣體的最大兩個(gè)特點(diǎn)是 。A. 分子不占體積和分子間無作用力 B.

15、 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（10分,）1 定性地畫出具有回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)裝置示意圖。并在T-s圖上定性地畫出各個(gè)不同的熱力過程，并說明這些過程各在哪個(gè)部件內(nèi)完成的，其特點(diǎn)是什么？1定性地畫出燃?xì)廨啓C(jī)裝置示意圖。并在p-v圖上定性地畫出各個(gè)不同的熱力過程，并說明這些過程各在哪個(gè)部件內(nèi)完成的，其特點(diǎn)是什么？1 定性地畫出具有回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)裝置示意圖。并在p-v圖上定性地畫出各個(gè)不同的熱力過程，并說明這些過程各在哪個(gè)部件內(nèi)完成的，其特點(diǎn)是什么？2在T-s圖上定性表示每公斤理想氣體由狀態(tài)1等熵可逆膨脹到狀態(tài)2時(shí)膨脹功的大小。并說明為什

16、么。2在T-s圖上定性表示每公斤理想氣體由狀態(tài)1等熵可逆膨脹到狀態(tài)2時(shí)技術(shù)功的大小。并說明為什么。2在p-v圖上定性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。并說明為什么。三、簡(jiǎn)述題（36分）1 簡(jiǎn)述熱量的定義。在熱力系統(tǒng)中有絕熱閉口系的定義，在開口系統(tǒng)中，由于有流體的進(jìn)出，就不可能有絕熱開口系，該說法對(duì)否？分析之。1有人說“某物體具有多少熱量”，這種說法對(duì)否，分析之。1給出“熱”和“功”的定義，并分析其異同。 2 在循環(huán)最高溫度與最低溫度一定的條件下，說明Brayton循環(huán)（布雷頓定壓加熱循環(huán)）的循環(huán)功和增壓比之間的關(guān)系，熱效率和增壓比之間的關(guān)系，并給出最佳熱效率和極限熱效

17、率的定義。 2試簡(jiǎn)述熱泵循環(huán)和制冷循環(huán)的異同，并說明制冷效率和熱泵效率的關(guān)系。2說明Brayton循環(huán)（布雷頓定壓加熱循環(huán)）熱效率和增壓比之間的關(guān)系，在循環(huán)最高溫度與最低溫度一定的條件下，熱效率是否存在最大值？若存在，能否按熱效率最大條件來設(shè)計(jì)熱機(jī)？應(yīng)按什么按條件來設(shè)計(jì)熱機(jī)?四、計(jì)算題（36分）1. 欲設(shè)計(jì)一熱機(jī)，使之能從973K的高溫?zé)嵩次鼰?000kJ，并向溫度為303K的冷源放熱800kJ。（1）此循環(huán)能否實(shí)現(xiàn)？（2）若把此熱機(jī)當(dāng)制冷機(jī)用，從冷源吸熱800kJ，能否向熱源放熱2000kJ？若使之從冷源吸熱800kJ，至少消耗多少功，并向熱源放熱多少？。1. 有人設(shè)計(jì)了一臺(tái)熱機(jī)，工質(zhì)分別從

18、溫度T1=800 K、T2=500 K的兩個(gè)高溫?zé)嵩次鼰酫1=1500 kJ、Q2=500 kJ，向T0=300 K的環(huán)境為冷源放熱Q3，問（1）要求熱機(jī)作出循環(huán)凈功Wnet，該循環(huán)能否實(shí)現(xiàn)？（2）求最大循環(huán)凈功Wnet，max。1.現(xiàn)欲設(shè)計(jì)一個(gè)冷庫。但沒有現(xiàn)成的電力系統(tǒng)給制冷機(jī)組提供動(dòng)力。經(jīng)過考察，發(fā)現(xiàn)附近有一溫泉，水溫常年保持在800C。經(jīng)測(cè)量，溫水的流量可以保證提供20KW的熱量。冷庫的設(shè)計(jì)要求是制冷量為10KW。當(dāng)?shù)丨h(huán)境的最高溫度是夏季的250C。問如何設(shè)計(jì)出這套制冷系統(tǒng)？該系統(tǒng)可保證冷庫在全年的最低運(yùn)行溫度是多高？2. 某燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)為Brayton循環(huán)，即定壓加熱循環(huán)。燃燒室出口溫度為t3=800，進(jìn)口為環(huán)境大氣壓p10.1MPa，環(huán)境溫度t1=20。氣輪機(jī)輸出功率為800KW，壓氣機(jī)出口壓力p2=0.8MPa。取空氣的cp=1004 J/(kgK)，k =1.4，試求空氣的最小質(zhì)量流量。2.見右下圖，一體系沿1-a-2路徑由狀