青島大學2016年碩士研究生入學考試試題

青島大學2016年碩士研究生入學考試試題青島大學2016年碩士研究生入學考試試題科目代碼：899科目名稱：工程熱力學（共5頁）請考生寫明題號，將答案全部答在答題紙上，答在試卷上無效一、選擇題（每題3分，共30分）1、理想氣體絕熱節(jié)流后（）。A壓力下降，溫度不變，熵增大B壓力下降，溫度降低，熵不變C壓力不變，溫度不定，熵增大D壓力下降，溫度降低，熵增大2、q=CV△T+21pdv只適用于（）。A理想氣體可逆過程。B任何工質(zhì)可逆過程。C理想氣體一切熱力過程D任何工質(zhì)一切熱力過程3、某制冷機在熱源T1=300K，及冷源T2=250K之間工作，其制冷量為1000KJ，消耗功為250KJ，此制冷機是（）。A可逆的B不可逆的C不可能的D可逆或不可逆的4、對一定大小氣缸的活塞式壓氣機，因余隙容積的存在（）。A使壓縮每公斤氣體的理論耗功增大，壓氣機生產(chǎn)量下降B使壓縮每公斤氣體的理論耗功增大，壓氣機生產(chǎn)量不變C使壓縮每公斤氣體的理論耗功不變，實際耗功增大，壓氣機生產(chǎn)量下降D使壓縮每公斤氣體的理論耗功不變，實際耗功增大，壓氣機生產(chǎn)量不變5、在可逆過程中，若閉口系統(tǒng)的熵增加，則該系統(tǒng)必（）。A放熱B吸熱C絕熱D不定6、抽氣回熱循環(huán)改善了朗肯循環(huán)，其根本原因在于（）。A每公斤水蒸汽的作功量增加了B排氣的熱能得到了充分利用C水蒸汽的平均吸熱溫度提高了D水蒸汽的放熱溫度降低了7、壓力為1MPa的空氣流入0.7MPa的環(huán)境中，為使其在噴管中充分膨脹，宜采用（）。A漸縮噴管B漸擴噴管C直管D縮放噴管8、以下關系式哪個正確（）。A??????????????=-vpTvccTpvpTB???????????????=-TppccvTvpTvC??????????????=-TpTvccvpvpT9、初態(tài)相同的水蒸汽通過噴管膨脹到相同壓力的濕蒸汽，一為可逆過程，一為不可逆過程，則有（）。AΔh不可逆>Δh可逆Δt不可逆>Δt可逆BΔh不可逆<Δh可逆Δt不可逆=Δt可逆CΔh不可逆=Δh可逆Δt不可逆=Δt可逆DΔh不可逆<Δh可逆Δt不可逆<Δt可逆10、假定在相同的冷熱源之間分別運行一個制冷機和一個熱泵循環(huán)。如果制冷機的COP為3.4，則熱泵循環(huán)的供熱系數(shù)是（）。A1.7B2.4C3.4D4.4E5.0二、判斷題（每題2分，共30分）1、再熱循環(huán)的目的就是提高汽輪機尾部排汽干度。（）2、孤立系統(tǒng)的熵增原理表明：過程進行的結果是孤立系統(tǒng)內(nèi)各部分的熵都是增加的。（）3、在相同的溫度和壓力下，實際氣體的比容必小于按理想氣體計算的比容，即Z＜1。（）4、任何不可逆過程工質(zhì)的熵總是增加的，而任何可逆過程工質(zhì)的熵總是不變的。（）5、400℃的水和水蒸氣都是實際存在的。（）6、不可逆絕熱穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，系統(tǒng)的熵的變化△Ssys=0。（）7、若密閉容器中氣體的壓力穩(wěn)定不變，則安裝在容器上的壓力表的讀數(shù)也不可能有變化。（）8、對于一個漸擴管，當進口流速為亞音速時，可使氣體壓力升高。（）9、狀態(tài)方程是描述P、V、T三個基本狀態(tài)參數(shù)之間關系的方程。（）10、工質(zhì)在管道內(nèi)作定熵流動時，各點對應的滯止參數(shù)都相同。（）11、住宅用空調(diào)機當夏天環(huán)境溫度升高時，其制冷系數(shù)ε將增加，耗功將減少。（）12、工質(zhì)完成不可逆過程，其初、終態(tài)熵的變化無法計算。（）13、不可逆循環(huán)的熱效率一定小于可逆循環(huán)的熱效率。（）14、在T—S圖上，任意二條可逆絕熱過程線不能相交。（）15、理想氣體的CP與CV值與氣體的溫度有關，則它們的差值也與溫度有關。（）三、簡答題（共40分）1、（8分）試從穩(wěn)定流動能量方程出發(fā)，證明（1）絕熱節(jié)流過程中，節(jié)流前后工質(zhì)的焓值不變；（2）工質(zhì)在熱交換器中得到的熱量等于工質(zhì)的焓的增量。2、（9分）某熱機循環(huán)中，工質(zhì)從熱源（TH=2000K）得到熱量QH，并將熱量QL排至冷源（TL=300K）。在下列條件下，試確定此熱機循環(huán)是可逆的，不可逆的或不可能的。（1）QH=1000JW=900J（2）QH=2000JQL=300J（3）W=1500JQL=500J3、（15分）請畫出朗肯T-S圖和h-S圖、蒸汽壓縮制冷循環(huán)的T-S圖和p-h圖，并用各點的狀態(tài)參數(shù)寫出：（1）朗肯循環(huán)的吸熱量、放熱量、汽輪機所做的功及循環(huán)熱效率（2）制冷循環(huán)的制冷量、壓縮機的耗功及制冷系數(shù)。4、（10分）如何根據(jù)噴管前后的壓力比來選擇噴管的型式？如果空氣在噴管前的滯止壓力為P0=1.5MPa，環(huán)境背壓為Pb=0.72MPa，試問選用何種噴管才能使空氣在噴管中得到充分膨脹？出口壓力p2是多少？5、（8分）已知理想氣體的比定容熱容bTacV+=,其中a，b為常數(shù)，試導出其熱力學能和焓在1和2兩狀態(tài)點間變化的計算式。四、計算題（共50分）1、（20分）汽缸活塞系統(tǒng)的缸壁和活塞均為剛性絕熱材料制成，A為N2，B為O2，兩側(cè)溫度、壓力、體積均相同：TA1=TB1=300K，PA1=PB1=0.1MPa，VA1=VB1=0.5m3，活塞可在汽缸中無摩擦地自由運動。A側(cè)的電加熱器通電后緩緩地對N2加熱，直到PA2=0.22MPa，設N2和O2均為理想氣體，按定值比熱容計算，已知氧氣Cp=0.917kJ/(kg·K)，Rg=0.260kJ/(kg·K)，氮氣的Cp=1.038kJ/(kg·K)，Rg=0.296kJ/(kg·K)。（1）TB2和VB2；（2）TA2和VA2；（3）Q和WA（A側(cè)N2對B側(cè)O2作出的過程功）；（4）ΔSO2和ΔSN2；（5）在P－V圖及T－S圖上定性的表示A，B兩側(cè)氣體所進行的過程；（6）A側(cè)進行的是否是多變過程，為什么？2、（15分）氧氣穩(wěn)定地流過某絕熱裝置，過程中不作功。在進口處流量為1kg/s，狀態(tài)為P1=6×105Pa，t1=21℃，出口處分成兩股同時離開裝置，流量均為0.5kg/s，狀態(tài)分別為P2a=105Pa，t2a=82℃，P2b=105Pa，t2b=－40℃。流動過程中工質(zhì)的動能和位能變化均可忽略不計。試分別用熱力學第一定律和第二定律證明該流動過程能否實現(xiàn)？已知氧氣Cp=0.917kJ/(kg·K)，Rg=0.260kJ/(kg·K)3、（9分）一剛性容器貯有700kg的空氣，其初始壓力p1=1bar，t1=5℃，若想要使其溫度升高到t2=27℃。設空氣為理想氣體，比熱為定值，已知空氣CV=0.717kJ/(kg·K)，Rg=0.287kJ/(kg·K)（