(完整word版)工程熱力學(xué)期末試卷及答案

1、是非題兩種濕空氣的相對濕度相等，則吸收水蒸汽的能力也相等。（）閉口系統(tǒng)進(jìn)行一放熱過程，其爛一定減少（）容器中氣體的壓力不變，則壓力表的讀數(shù)也絕對不會改變。（）理想氣體在絕熱容器中作自由膨脹，則氣體溫度與壓力的表達(dá)式為1對所研究的各種熱力現(xiàn)象都可以按閉口系統(tǒng)、開口系統(tǒng)或孤立系統(tǒng)進(jìn)行分析，其結(jié)果與所取系統(tǒng)的形式無關(guān)。（）工質(zhì)在相同的初、終態(tài)之間進(jìn)行可逆與不可逆過程，則工質(zhì)爛的變化是一樣的。對于過熱水蒸氣，干度（）對于漸縮噴管，若氣流的初參數(shù)一定，那么隨著背壓的降低，流量將增大，但最多增大到臨界流量。（）膨脹功、流動珂和技術(shù)功都尋與過程的路徑有關(guān)的過程量已知露點(diǎn)溫度d、含濕量即能確定濕空氣的狀態(tài)。（

2、）選擇題（10分）如果熱機(jī)從熱源吸熱100kJ,對外作功lOOkJ,則（）。（A）違反熱力學(xué)第一定律；（B）違反熱力學(xué)第二定律；（C）不違反第一、第二定律；（D）A和B。壓力為lObar的氣體通過漸縮噴管流入lbar的環(huán)境中，現(xiàn)將噴管尾部截去一小段，其流速、流量變化為（）。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，流量增大系統(tǒng)在可逆過程中與外界傳遞的熱量，其數(shù)值大小取決于（）。（A）系統(tǒng)的初、終態(tài)；（B）系統(tǒng)所經(jīng)歷的過程；（C）（A）和（B）；（D）系統(tǒng)的爛變。不斷對密閉剛性容器中的汽水混合物加熱之后，其結(jié)果只能是（）。（A）全部水變成水蒸汽（B）部分水變

3、成水蒸汽（C）部分或全部水變成水蒸汽（D）不能確定（）過程是可逆過程。（A）.可以從終態(tài)回復(fù)到初態(tài)的（B）.沒有摩擦的（C）沒有摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程（D）沒有溫差的填空題（10分）理想氣體多變過程中，工質(zhì)放熱壓縮升溫的多變指數(shù)的范圍蒸汽的干度定義為o水蒸汽的汽化潛熱在低溫時較,在高溫時較,在臨界溫度為O理想氣體的多變比熱公式為采用Z級冷卻的壓氣機(jī)，其最佳壓力比公式為四、名詞解釋（每題2分，共8分）卡諾定理：2.理想氣體水蒸氣的汽化潛熱5.含濕量五簡答題（8分）ft證明絕熱過程方程式2已知房間內(nèi)濕空氣的d、wef溫度，試用hd圖定性的確定濕空氣狀態(tài)。六.計(jì)算題（共54分）質(zhì)量為2kg的某理想氣體，在

4、可逆多變過程中，壓力從0.5MPa降至0.IMPa,溫度從162C降至27CC作出膨脹功267kJ,從外界吸收熱量6鳥叱*試求莎雲(yún)想氣體的定值比熱容P和VkJ/（kgK）,并將此多變過程表示在圖和圖上（圖上先畫出4個基本熱力過程線）。（14分）某蒸汽動力循環(huán)。汽輪機(jī)進(jìn)口蒸汽參數(shù)為pl=13.5bar,tl=370C,汽輪機(jī)出口蒸汽參數(shù)為p2=0.08bar的干飽和蒸汽，設(shè)環(huán)境溫度t0=20C,試求：汽輪機(jī)的實(shí)際功量、理想功量、相對內(nèi)效率（15分）3壓氣機(jī)產(chǎn)生壓力為6bar,流量為20kg/s的壓縮空氣，已知壓氣機(jī)進(jìn)口狀態(tài)i=lbar,l=20；C,如為不可逆絕熱壓縮，實(shí)際消耗功是理論軸功的1.

5、15倍，求壓氣機(jī)出口溫度2及實(shí)際消耗功率P。（已知：空氣P=1.004kJ/（kgK）,氣體常數(shù)R=0.287kJ/（kgK）o（15分）一諾循環(huán)，已知兩熱源的溫度tl=527C、T2=27C,循環(huán)吸熱量Ql=2500KJ,試求：（A）循環(huán)的作功量。（B）排放給冷源的熱量及冷源爛的增加。（10分）一.是非題（10分）1、x2、x3、x4、V5、V6、x7、x8、V9、xl0X二.選擇題（10分）1、B2、A3、A4、A5、C填空題（10分）1、大于0,小于；2、濕蒸汽中含干蒸汽的質(zhì)量/濕蒸汽的總質(zhì)量3、小，大,0n-k4、c=cnLv5、財（Pz+1/P?VZ四、名詞解釋（每題2分，共8分）卡

6、諾定理：1.所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相等，與采用哪種工質(zhì)無關(guān)。2.在同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切不可逆循環(huán)，其熱效率必小于可逆循環(huán)。理想氣體：氣體分子本身所具有的體積與其所活動的空間相比非常小，分子本身的體積可以忽略，而分子間平均距離很大，分子間相互吸引力小到可以忽略不計(jì)時，這種狀態(tài)的氣體便基本符合理想氣體模型。水蒸氣的汽化潛熱：將1kg飽爭液體轉(zhuǎn)變成同溫度的干飽和蒸汽所需的穢量。相對濕度：濕窯氣的絕對濕度”與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度$的比值，稱為相對濕度。五簡答題（8分）1、證明：據(jù)能量方程：du十+/dv=0pv由于r=,代入上式得cd（勞）+pdv

7、=c+pd-v=0（cv+=0艮卩Cppd-u+=0或整理得出破rw+npH常數(shù)1卻計(jì)=常數(shù)忖-常數(shù)上式即為絕熱過程方程式。t2、答：趕宜|關(guān)注，沿溫度值為眥喲溫度線，與相對濕度線交于一點(diǎn)a,從a點(diǎn)沿等恰線與溫度值為的溫度線交于一點(diǎn)b,b點(diǎn)幾位室內(nèi)空氣狀態(tài)參數(shù)。如右圖所示。六.也十算題(共54分)。1、P=1.2437kJ/(kgK)和V=0.9567kJ/(kgK)2、背壓為0.275MPa,出口流速12526.3kg/s3、實(shí)際功量617.6kJ/kg,理想功量kJ/kg,相對內(nèi)效率0.6614、功量：1562.5kJ,排放給冷源的熱量937.5kJ,冷源爛的增加3.125kJ/K.是非題

8、(10分)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)是指系統(tǒng)在無外界影響的條件下，不考慮外力場作用，宏觀熱力性質(zhì)不隨時間而變化的狀態(tài)。()不管過程是否可逆，開口絕熱穩(wěn)流系統(tǒng)的技術(shù)功總是等于初、終態(tài)的恰差。工質(zhì)經(jīng)歷一可逆循環(huán)，其少ds=0,而工質(zhì)經(jīng)歷一不可逆循環(huán)，其少ds0。()理想氣體在絕熱容器中作自由膨脹，則氣體溫度與壓力的表達(dá)式為對一漸放型噴管，當(dāng)進(jìn)口流速為超音速時，可做擴(kuò)壓管使用。()對于過熱水蒸氣，干度兀1()在研究熱力系統(tǒng)能量平衡時，存在下列關(guān)系式：E+E=恒量，syssurAS+AS=恒量。()syssur對于漸縮噴管，若氣流的初參數(shù)一定，那么隨著背壓的降低，流量將增大，但最多增大到臨界流量。()膨脹功、流動

9、功和技術(shù)功都是與過程路徑有關(guān)的過程量()在管道內(nèi)定爛流動過程中，各點(diǎn)的滯止參數(shù)都相同。()選擇題(10分)濕蒸汽經(jīng)定溫膨脹過程后其內(nèi)能變化(A)AU=0(B)AU0(C)AU0(D)UTOC o 1-5 h z系統(tǒng)與外界傳熱量q=卡諾循環(huán)包括兩個過程和兩個過程水蒸汽的汽化潛熱在低溫時較,在高溫時較,在臨界溫度為0在TS圖上，定壓線的斜率是;定容線的斜率是理想氣體音速的計(jì)算式：,馬赫數(shù)的定義式為：四、名詞解釋（每題2分，共8分）孤立系統(tǒng)恰熱力學(xué)第二定律及數(shù)學(xué)表達(dá)式相對濕度五簡答題（8分）閉口系統(tǒng)從溫度為300K的熱源中取熱500kJ,系統(tǒng)爛增加20kJ/K,問這一過程能否實(shí)現(xiàn)，為什么已知房間內(nèi)濕

10、空氣的、wet溫度，試用Hd圖定性的確定濕空氣狀態(tài)。六計(jì)算題（共54分）丄4空氣的初態(tài)為pl=150kPa,tl=27C,今壓縮2kg空氣，使其容積為原來的。若分別進(jìn)行可逆定溫壓縮和可逆絕熱壓縮，求這兩種情況下的終態(tài)參數(shù)，過程熱量、功量以及內(nèi)能的變化，并畫出p-v圖，比較兩種壓縮過程功量的大小。（空氣：CP=1.004kJ/（kgK）,R=0.287kJ/（kgK）（20分）某熱機(jī)在T1=18OOK和T2=450K的熱源間進(jìn)行卡諾循環(huán)，若工質(zhì)從熱源吸熱1000KJ,試計(jì)算：（A）循環(huán)的最大功？（B）如果工質(zhì)在吸熱過程中與高溫?zé)嵩吹臏夭顬?00K,在過程中與低溫?zé)嵩吹臏夭顬?0K,則該熱量中能轉(zhuǎn)

11、變?yōu)槎嗌俟Γ繜嵝适嵌嗌?？（C）如果循環(huán)過程中，不僅存在傳熱溫差，并由于摩擦使循環(huán)功減小10KJ,則熱機(jī)的熱效率是多少？（14分）已知?dú)怏w燃燒產(chǎn)物的cp=1.089kJ/kgK和k=1.36,并以流量m=45kg/s流經(jīng)一噴管，進(jìn)口pl=lbarT1=11OOKcl=1800m/so噴管出口氣體的壓力p2=0.343bar,噴管的流量系數(shù)cd=O.96；噪管效率為r|=0.88o求合適的喉部截面積、噴管出口的截面積和出口溫度。（空氣:P=1.004kJ/（kgK）,R=0.287kJ/（kgK）（20分）是非題（10分）1、丿2、丿3、X4、X5、丿6、X7、X8、丿9、X10、V選擇題（10

12、分）1、B2、C3、B4、B5、A填空題（10分）1、功W；內(nèi)能U2、定溫變化過程，定爛變化3、小，大，04、對數(shù)曲線，對數(shù)曲線M_Ca=yjkpv=y/kRT-25、，名詞解釋（每題2分，共8分）孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換的系統(tǒng)。恰：為簡化計(jì)算，將流動工質(zhì)傳遞的總能量中，取決于工質(zhì)的熱力狀態(tài)的那部分能量，寫在一起，引入一新的物理量，稱為恰。熱力學(xué)第二定律：克勞修斯（Clausius）說法：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。開爾文一浦朗克（KelvinPlank）說法：不可能制造只從一個熱源取熱使之完全變成機(jī)械能而不引起其他變化的循環(huán)發(fā)動機(jī)。P相對濕

13、度：濕空氣的絕對濕度”與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度P的比值，稱為相對濕度申。五簡答題（8分）21、答：能實(shí)現(xiàn)對于可逆過程的爛有：比=器,則系統(tǒng)從熱源取熱時的可能達(dá)到的最小爛增為:,500Uas300K1.61kJ/kAs=2QkJ!k.61kJ!k,因此該過程是可273可知初狀態(tài)下體積：據(jù):pV=T1牛,定溫過程，即佇2=,且V=|v=287m3,因此有以實(shí)現(xiàn)的。2、答：在hd圖上，沿溫度值為:丿勺溫度線，與相對濕度線申=100%交于一點(diǎn)a,從a點(diǎn)沿等恰線與溫度值為f的溫度線交于一點(diǎn)b,b點(diǎn)幾位室內(nèi)空氣狀態(tài)參數(shù)。如右圖所示。六.計(jì)算題（共54分）1.解：1、定溫壓縮過程時：據(jù)理想氣體狀態(tài)方

14、程：pV=mRT_mRT_2x0 x2h87150 x10-3V-i-p-=4x150=600kPaii即定溫壓縮終態(tài)參數(shù)為：=300K287ms,p2=600如等溫過程，內(nèi)能變化為零，即：AU=MJ1RC壓縮功.W二mRTln-=2x0.287x300 xln-=-238.7Vp6002據(jù)熱力學(xué)第-定律：Q=u+W該過程放出熱量：Q=w=-23S.7kJ2、可逆絕熱壓縮過程：同樣可知：匕=土匕=287加3據(jù)絕熱過程方程式：二PJ；AU=c(T-T)=(1.004-0.287)x(445.8-300)=104.5VTOC o 1-5 h zV21過程的壓縮功為：w=-U=-104.5R解：(A)按照卡諾循環(huán)時，熱效率為：=75%W4T450r|=1=1QT180011能夠達(dá)到的最大的功為:W=Qx=1000 x75%=750V1(B)X質(zhì)在吸熱過程中與高溫?zé)嵩吹臏夭顬?00K,在過程中與低溫?zé)嵩吹臏夭顬?0K的情況下：vp=p(f“-150 x41.4=1044.7。TOC o 1-5 h z21V2據(jù): HYPERLINK