礦大工程熱力學(xué)套題答案解析

礦大工程熱力學(xué)套題答案解析

套題1參考答案一、填空題（每題2分，共10分）1、一切定壓2、準(zhǔn)平衡過(guò)程無(wú)內(nèi)部耗散3、增大、減小4、75%75%5、zRTpv=實(shí)際氣體的比容二、是非題（每題1分，共10分）（對(duì)者√，錯(cuò)者×）1、√2、×3、×4、×5、×6、√7、√8、√9、√10、×三、簡(jiǎn)答及作圖題（每題5分，共25分）1、答：不可逆過(guò)程相應(yīng)外界的熵變化量大。原因如下：不可逆時(shí)：0''>?+?=?sursysisoSSS可逆時(shí)：0=?+?=?sursysisoSSS因系統(tǒng)可逆與不可逆時(shí)，初、終態(tài)相同，則syssysSS'?=?，于是syssysSS'?<?2、答：未飽和空氣干球溫度t>濕球溫度tw>露點(diǎn)溫度tdp飽和空氣干球溫度t=濕球溫度tw=露點(diǎn)溫度tdpTs3、答：4、答:應(yīng)采用漸擴(kuò)噴管，主要原因如下：由截面面積和流速變化關(guān)系式：cdcMfdf)1(2-=對(duì)于超音速1>M，因此欲加速超音速即0>dc，知必須0>df，故要選擇漸擴(kuò)噴管5、答1—2壓縮機(jī)2—3冷凝器3—4節(jié)流閥4—1蒸發(fā)器制冷量41hhq-=，制冷系數(shù)1241hhhh--=ε四、計(jì)算題（共40分）1、解：TS根據(jù)熱力學(xué)第一定律解析式：WUQ+?=分別計(jì)算。1390121212=-=?WQU395121212=?-=UQW1000121212-=-=?WQU因?yàn)椋?=0dU所以：KJUUUU5)(34231241=?+?+?-=?故：KJW541-=因?yàn)檠h(huán)中0390>==??KJQWδδ，所以該循環(huán)為正循環(huán)。2、解：1）若過(guò)程為可逆的，則：由絕熱過(guò)程方程式：kVVPP)(2112=得：bar89.12=P12112)(-=kVVTT得：KT2582=膨脹功為1.59])589.1(1[4.0340287.0)1(14.14.01121=-?=--=-kkppkRTwKW熵變：因?yàn)闉榭赡娼^熱過(guò)程0=?S內(nèi)能：1.59-=-=?WUKW焓變：7.82-=??=?UkHKW2）過(guò)程進(jìn)行絕熱真空自由膨脹為，為不可逆過(guò)程則由第一定律：WUQ+?=0=W0=?U所以：KTT34021==所以2112VVpp=5.255.02=?=pbar由于21TT=所以0=?H熵變2.012ln287.0ln21=?==?ppRSKJ/kg.K3、答：a）由表中可查得：45℃時(shí)的飽和壓力為582.9=spKPa則相對(duì)濕度為%70濕空氣中水蒸氣的分壓7074.6%70582.9=?=vpKPa則露點(diǎn)溫度為dpt624.6991.6624.67074.6383938--=--dpt求得露點(diǎn)溫度為:227.38=dptb)由于35℃低于露點(diǎn)，因此定壓冷卻后為飽和狀態(tài)相對(duì)濕度為100%，分壓力即35℃對(duì)應(yīng)的飽和壓力5.622KPa。4、答：這是噴管的校核計(jì)算問(wèn)題因?yàn)?28.0375.045.110<===ppppbb則噴管出口壓力112.24528.02=?==crppMPaKppTTkk6.466528.05604.14.011212=?==-smTTccp/1.433)(2212=-=kgmpRTv/06341.010112.26.466287.023222=??==skgvfcq/74.5806341.01.43310864222=??==-5、解：1）用卡諾定理證明由卡諾定理工作在1T和2T之間的熱機(jī)最大熱效率為=-=-=4002501112TTcη37.5%熱機(jī)實(shí)際效率為：cQWηη>===%7.681047503600*201所以，此熱機(jī)不可能造成2）用克勞修斯定理證明熱機(jī)對(duì)低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃繛閗JWQQ327503600*2010475012=-=-=則0130250327504001047502211>=-=-=?TQTQTQδ所以不可能3）用孤立系統(tǒng)熵增原理證明套題3參考答案?.填空題(共10分，每空1分)1.?pdv,?-vdp2.25℃,20℃,18℃3.不變,減小,減少4.任何熱力5.30Ⅱ.判斷題（10分，每題1分）1.√2.√3.X4.√5.X6.X7.X8.√9.X10.XⅢ.簡(jiǎn)答題（30分，每題6分）1.答:相同點(diǎn):1)都通過(guò)系統(tǒng)邊界傳遞。2)均為過(guò)程量，非狀態(tài)量。3)不僅和系統(tǒng)初終狀態(tài)有關(guān)，而且和初態(tài)變化到終態(tài)的路徑有關(guān)。不同點(diǎn):1)驅(qū)動(dòng)力:功(力);熱(溫差)2)體現(xiàn)參數(shù):功(體積);熱(熵)3)品質(zhì):功(高品質(zhì)有序能);熱(低品質(zhì)無(wú)序能)功可完全轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?。反之，不能完全?.答:v3.答:4.答:由于曲線(xiàn)12下面面積大于曲線(xiàn)1a2下面面積,所以：2112aWW>.H為狀態(tài)參數(shù)，故2112aΔHH=?由第一定律WUQ+?=,故2112aQQ>.5.答:兩熱機(jī)效率相同.由卡諾定理知：同樣熱源間工作的可逆熱機(jī)效率均相等。Ⅳ.計(jì)算題（共50分1.解:TSab1)111TRvpg=111pTRvg=63105.8117310287.0???==kgm/04.03222TRvpg=222vTRpg=MPa11.027.149010287.03=??=12112)(-=nvvTT252.11)27.1/04.0ln()1173/490ln(1)/ln()/ln(2112=+=+=vvTTn2)kgkJTRcTcugpv/4.490)1173490()287.0005.1()(-=-?-=?-=?=?kgkJTchp/415.686)1173490(005.1-=-?=?=?=--?=--=-))5.811.0(1(1252.11173287.0))(1(1252.1252.01121nngppnTRw779kJ/kgkgkJTcnknqv/288)1173490(718.01252.14.1252.11=-??--=?--=OrkgkJwuq/6.2887794.490=+-=+?=04.027.1ln287.01173490ln718.0lnln1212?+?=+=?vvRTTcsgvkkgkJ./36.099.063.0=+-=2.解:1)臨界壓力：3168.06.0528.0528.01=?==ppcr由于bcrpp>,因此應(yīng)選擇縮放噴管。2)MPappb2.02==kkppTT11212)(-=KTppTkk438600)6.02.0()(4.14.0