工程热力学试题答案(A)
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工程热物理期末试题答案一、选择题1. 工程热力学中,下列哪个参数是描述系统状态的强度量?A. 焓B. 熵C. 内能D. 体积答案:B. 熵2. 在稳态导热过程中,傅里叶定律表达式中的比例系数是:A. 热导率B. 热扩散率C. 热容率D. 热阻答案:A. 热导率3. 下列关于热传递的描述,哪项是错误的?A. 热传导是分子运动的结果B. 对流是流体运动的结果C. 辐射不需要介质D. 热对流是分子运动的结果答案:D. 热对流是分子运动的结果4. 卡诺循环的效率只取决于:A. 工作物质的性质B. 循环的温度水平C. 循环的工质量D. 循环的压力水平答案:B. 循环的温度水平5. 在理想气体定律 pV=nRT 中,R 是:A. 气体常数B. 普朗克常数C. 热力学温度D. 绝对温度答案:A. 气体常数二、填空题1. 在热力学中,一个系统的内能变化量等于它与环境交换的________和________的总和。
答案:热量;功2. 热力学第一定律的数学表达式是________,它表明了能量守恒的原则。
答案:ΔU = Q - W3. 湿空气的湿度可以通过________和________两个参数来描述。
答案:干球温度;湿球温度4. 在热交换器设计中,常用的效能-NTU 方法是基于________和________的组合。
答案:效能;数量传递单位三、简答题1. 请简述热传递的三种基本方式及其特点。
答:热传递的三种基本方式包括热传导、对流和辐射。
热传导是通过物质内部微观粒子的相互作用而发生的热能传递,不需要物质的整体运动,主要发生在固体中。
对流是由于流体(气体或液体)的宏观运动而引起的热能传递,可以迅速传递大量热量。
辐射是物体由于温度而发出的电磁波(主要是红外波段),不需要介质即可进行热能传递。
2. 说明卡诺定理的基本内容及其对热机效率的意义。
答:卡诺定理指出,所有工作在相同高温热源和低温热汇之间的热机,其效率都不能超过可逆卡诺循环的效率。
第一篇工程热力学第一章基本概念及气体的基本性质第二章热力学第一定律一、选择题3、已知当地大气压P b , 真空表读数为Pv , 则绝对压力P 为(a )。
(a) P=P b -Pv (b )P=Pv -P b (c )P=P b +Pv4、.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa,环境压力Pa=0.1MPa,则测得的压差为( b )A.真空p v=0.08MpaB.表压力p g=0.08MPaC.真空p v=0.28MpaD.表压力p g=0.28MPa5、绝对压力p, 真空pv,环境压力Pa间的关系为( d )A.p+pv+pa=0B.p+pa-pv=0C.p-pa-pv=0D.pa-pv-p=06、气体常量R( d )A.与气体种类有关,与状态无关B.与状态有关,与气体种类无关C.与气体种类和状态均有关D.与气体种类和状态均无关7、适用于( c )(a) 稳流开口系统(b) 闭口系统(c) 任意系统(d) 非稳流开口系统8、某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态,表达式(c )正确。
(a) ds >δq/T (b )ds <δq/T (c )ds=δq/T9、理想气体1kg 经历一不可逆过程,对外做功20kJ 放热20kJ ,则气体温度变化为(b )。
(a) 提高(b )下降(c )不变10、平衡过程是可逆过程的(b )条件。
(a) 充分(b )必要(c )充要11、热能转变为机械能的唯一途径是通过工质的( a )(a) 膨胀(b) 压缩(c) 凝结(d) 加热13、经历一不可逆循环过程,系统的熵( d )(a) 增大(b )减小(c)不变(d )可能增大,也可能减小14、能量方程适用于( d )(a) 只要是稳定流动,不管是否为可逆过程(b)非稳定流动,可逆过程(c) 非稳定流动,不可逆过程(d) 任意流动,任意过程15、理想气体可逆绝热过程中的技术功等于(a )(a) -△ h (b )u 1 -u 2 (c )h 2 -h 1 (d )-△ u16、可以通过测量直接得到数值的状态参数( c )(a) 焓(b) 热力学能(c) 温度(d) 熵18、若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态,则不可逆途径的△S 必( b )可逆过程△S。
工程热力学思考题及答案第 一 章 基本概念与定义1.闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定,那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?答:不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为,开口系统中系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系统不可能是绝热系。
对不对,为什么?答:这种说法是不对的。
工质在越过边界时,其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量,只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答:只有在没有外界影响的条件下,工质的状态不随时间变化,这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化,就称之为稳定状态,不考虑是否在外界的影响下,这是他们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态,均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.倘使容器中气体的压力没有改变,试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗?绝对压力计算公式e b p p p += )(b p p >,v b p p p -= )(b p p <中,当地大气压是否必定是环境大气压? 答:压力表的读数可能会改变,根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么?答:温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.经验温标的缺点是什么?为什么?答:任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质,当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时,除选定为基准点的温度,其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么? 答:系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变。
清华大学本科生考试试题专用纸(A )考试课程 工程热力学 20XX 年1月13日一、 简答题,简要说明理由(每题4分,共40分)1.说明反应热、热效应、燃料热值三者的区别与联系。
答:热效应是指系统经历一个化学反应过程、反应前后温度相等、并且只做容积功而无其他形式的功时,1kmol 主要反应物或生成物所吸收或放出的热量,为状态量。
反应热是过程量,于化学反应过程的状态及是否有其他作功过程有关。
根据定义,热效应就是特定定温过程且只有容积变化功时的反应热。
1kmol 燃料完全燃烧时热效应的相反值称为燃料热值。
2.已知气体的温度、压力及临界参数,如何利用通用压缩因子图确定其比容。
答:知道,,,,c c T p T p 则可知 ,r r c cT p T p T p ==,然后由通用压缩因子图查得相应的压缩因子z ,可求得zRT v p=。
3.柴油机的热效率一般比汽油机高,其主要原因是什么?答:这是由于汽油机的压缩比远低于柴油机的压缩比,汽油机的热效率随压缩比降低而降低。
汽油机压缩比不能过高主要受制于汽油的自燃温度低,压缩比过高易引起爆燃。
4.已知房间内部墙面的温度为16︒C ,如果室内空气的温度为22︒C ,试问为防止墙表面凝结水珠,室内空气的相对湿度最大不应超过多少?答: 不超过,16,22s C s C p p ,s p 为水蒸汽的饱和压。
5.如果选取燃气轮机装置理想循环的最佳增压比,是否意味着可获得最高的循环热效率,为什么?答:不是。
最佳增压比对应的最大净功,并不是最高循环热效率。
6.对于2212CO O CO +→的反应,初时处于化学平衡状态,由于某种原因使得系统压力升高,请问化学平衡向正方向还是反方向移动,说明理由。
答:正方向。
因为根据平衡移动原理,反应平衡总是向削弱外界影响的方向移动。
7.提高燃气轮机动力循环热效率的措施有那些?提高蒸汽轮机动力循环热效率的措施又有那些?答:提高燃气轮机循环效率的措施:提高增压比、采用回热、在回热基础上分级压缩中间冷却、在回热基础上分级膨胀中间再热。
《工程热力学》试卷及标准答案第一部分 选择题(共15分)一、单项选择题(本大题共15小题,每题只有一个正确答案,答对一题得1分,共15分)1、压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中,现将喷管尾部截去一段,其流速、流量变化为。
【 】 A.流速减小,流量不变 B.流速不变,流量增加 C.流速不变,流量不变 D.流速减小,流量增大2、某制冷机在热源T 1= 300K ,及冷源T 2= 250K 之间工作,其制冷量为1000 KJ ,消耗功为250 KJ ,此制冷机是 【 】A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D.可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为 【 】 A. U B. U pV +C. 2/2f U mc mgz ++D. 2/2f U pV mc mgz +++4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ∆=-只适用于 【 】A.一切工质的可逆过程B.一切工质的不可逆过程C.理想气体的可逆过程D.理想气体的一切过程5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后,欲使系统回复到初态,系统需要进行一个【】过程。
【 】A.可逆绝热压缩B.不可逆绝热压缩C.边压缩边吸热D.边压缩边放热 6、混合气体的通用气体常数,【 】。
【 】A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系 7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝,通电后如取空气为系统,则 【 】A.Q >0,△U >0,W >0B.Q=0,△U >0,W >0C.Q >0,△U >0,W=0D.Q=0,△U=0,W=08、未饱和空气具有下列关系 【 】A.t >t w >t dB.t >t d >t w .C.t = t d = t wD.t = t w >t d9、绝热节流过程是【 】过程。
【 】A.定压B.定温C.定熵D.节流前后焓相等10、抽汽式热电循环的结果是【】A.提高循环热效率,提高热能利用率B.提高循环热效率,降低热能利用率C.降低循环热效率,提高热能利用率D.降低循环热效率,降低热能利用率11、一个橡皮气球在太阳下被照晒,气球在吸热过程中膨胀,气球内的压力正比于气球的容积,则气球内的气球进行的是【】A.定压过程B.多变过程C.定温过程D.定容过程12、气体的容积比热是指【】A.容积保持不变的比热。
工程热力学期末考试卷答案一、选择题1. 热力学系统与外界之间传递能量的两种基本方式是(A)。
A. 热传递和功传递B. 热传递和质量传递C. 功传递和质量传递D. 热传递、功传递和质量传递2. 理想气体状态方程为(B)。
A. PV = nRTB. PV = nRT + aC. PV = nRT - aD. PV = nR(T + a)3. 根据热力学第一定律,下列哪项表示了能量守恒(C)。
A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = Q + W - ΔKED. ΔU = Q + W + ΔPE4. 卡诺循环效率的表达式为(D)。
A. η = 1 - Tc/ThB. η = Tc/ThC. η = Th/TcD. η = 1 - (Tc/Th)5. 以下哪个过程是不可逆的(C)。
A. 理想气体的等温膨胀B. 理想气体的等压加热C. 气体通过针孔快速膨胀D. 理想气体的绝热膨胀二、简答题1. 什么是热力学第一定律?请简述其物理意义。
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学过程中的体现。
它表明,在一个封闭系统中,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转换为另一种形式,或者从一个系统转移到另一个系统。
在热力学过程中,系统与外界交换的热量和做功的总和等于系统内能的变化。
2. 解释什么是熵,并简述熵增加原理。
熵是热力学中表示系统无序程度的物理量。
在一个孤立系统中,自发过程总是向着熵增加的方向进行,这就是熵增加原理。
这意味着,随着时间的进行,系统会趋向于更加无序的状态。
三、计算题1. 已知理想气体的摩尔质量为28g/mol,气体的初始状态为P1=1atm,V1=22.4L,求气体在等温过程中压力增加到2atm时的体积V2。
解:根据波义耳定律,P1V1 = P2V2。
代入已知数据,得到V2 =(P1/P2) * V1 = (1/2) * 22.4L = 11.2L。
2. 一个封闭系统经历一个循环过程,其中Q1=500J(向系统输入的热量),Q2=-800J(从系统输出的热量),W=-300J(系统对外做功)。
套题1一、 填空题(每题2分,共10分)1、t c h p ∆=∆对于理想气体适用于 热力过程;对于实际气体适用于 热力过程。
2、使系统实现可逆过程的条件是:① ,② 。
3、冬季取暖,若不采取任何其他措施,室内温度 ,室内相对湿度 。
(填增大、减小或不变)4、 有一种热机,以服从范德瓦尔方程的气体为工质,循环的高温热源温度为1200K ,低温热源的温度为300K ,则此循环的热效率t η= ;若循环工质改成理想气体,则循环的热效率't η= 。
5、用压缩因子表示的实际气体状态方程式为 ,表示式vvz '=中'v 表示 。
二、 是非题(每题1分,共10分)(对者√,错者×)1、气体常数与气体的种类及所处的状态无关。
( )2、绝热过程必是定熵过程。
( )3、孤立系统熵增原理表明:过程进行的结果是孤立系统内各部分的熵都是增加的( )4、绝热闭口系就是孤立系。
( )5、容器中气体的压力不变,则压力表的读数也绝对不会改变。
( )6、对于渐缩喷管,若气流的初参数一定,那么随着背压的降低,流量将增大,但最多增大到临界流量。
( )7、不管过程是否可逆,开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。
()8、水在大气中喷淋时温度能降低到低于大气的温度。
()9、流动功的大小仅取决于系统进出口状态而与经历的过程无关。
()10、系统熵增加的过程必为不可逆过程。
()三、简答及作图题(每题5分,共25分)1、某工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程,一为可逆过程,一为不可逆过程。
试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大?为什么?2、对于未饱和空气,它的干球温度、湿球温度和露点温度三者那个最大?那个最h-图上表示之。
小?对于饱和空气,三者的大小又如何?试在dT-上画出四条基本热力过程线,然后划出一条工质受压缩、升温又放热3、在s的过程线。
Ts4、气体在喷管中流动,欲要加速处于超音速区域的气流,应采用什么形式的喷管,其主要原因是什么?5、下图所示为蒸气压缩式制冷循环的s T 图,试出进行各热力过程相应设备的名称,并写出制冷和制冷系数的计算式。
工程热力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律的数学表达式是:A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔS = Q/TD. ΔG = H - TS2. 理想气体的内能仅与下列哪一项有关?A. 温度B. 压力C. 体积D. 质量3. 根据热力学第二定律,下列哪一项是正确的?A. 热量可以自发地从低温物体传向高温物体B. 热量不能自发地从高温物体传向低温物体C. 热量可以自发地从高温物体传向低温物体,但必须引起其他变化D. 热量可以在不引起其他变化的情况下从低温物体传向高温物体4. 卡诺循环的效率与下列哪一项无关?A. 工作介质B. 高温热源温度C. 低温热源温度D. 循环的路径5. 什么是熵?A. 热力学系统的一个状态参数B. 热力学系统的一个过程量C. 表示热力学系统混乱程度的物理量D. 表示热力学系统能量转换效率的物理量6. 以下哪种情况下,气体的熵会增加?A. 气体在绝热条件下膨胀B. 气体在等温条件下压缩C. 气体在等压条件下膨胀D. 气体在等容条件下加热7. 热力学第三定律的实质是什么?A. 绝对零度不可能达到B. 绝对零度时所有物质的熵为零C. 绝对零度时所有物质的熵为常数D. 绝对零度时所有物质的熵为负无穷8. 什么是临界点?A. 液体和气体的界面消失的点B. 液体和固体的界面消失的点C. 气体和固体的界面消失的点D. 液体和气体的界面出现波动的点9. 什么是热机效率?A. 热机输出功与输入热量的比值B. 热机输入热量与输出功的比值C. 热机输出功率与输入功率的比值D. 热机输入热量与输出功率的比值10. 什么是湿蒸汽的干度?A. 湿蒸汽中液态水分的质量分数B. 湿蒸汽中气态水分的质量分数C. 湿蒸汽中液态水分的体积分数D. 湿蒸汽中气态水分的体积分数二、简答题(每题5分,共20分)1. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
2. 解释什么是理想气体,并简述其状态方程。
一、是非判断:是在()内画“+”号,非在()内画“—”号,每题1分,共10分1、热力系是指所有参与热力过程的物体群()。
2、绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增()。
3、状态方程是描述状态参数之间关系的方程()。
4、平衡状态是指在没有外界作用的条件下,热力系宏观性质不随时间变化的状态()。
5、通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数()。
6、工质经过不可逆过程的熵变必然等于经历可逆过程的熵变()。
7、理想气体的热力学能、焓和熵都仅仅是温度的单值函数()。
8、理想气体绝热节流后温度不变()。
9、在φ=1时,干球温度t湿球温度tw 和露点温度td不相等()。
10、任何动力循环,循环净功w0总等于循环净热量q0,即总有w0=q0()。
二、选择填空:每题1分,共10分1、绝热系与外界没有()交换。
A、热量B、物质C、功2、在所列的压力中哪个不是状态参数()。
A、绝对压力B、分压力C、表压力3、功损来自于()。
A、不等温传热B、物质交换C、运动摩擦4、不可逆损失来源于()。
A、运动摩擦B、不等温传热C、任何耗散效应5、干度χ的取值可以是()。
A、χ=1B、χ>1C、χ<16、渐缩喷管出口气体的流速是()。
A、M<1B、M>1C、M=17、不可逆循环的熵产必然是()。
A、等于零B、大于零C、小于零8、卡诺热机效率比实际热机效率()。
A、小B、二者相等C、大9、制冷系数ε可以是()。
A、大于1B、等于1C、小于110、供热系数ζ可以是()。
A、大于1B、等于1C、小于1三、指出下列各对概念之间主要的区别每题2分,共10分1、理想气体与实际气体2、定容比热与容积比热3、可逆过程与不可逆过程4、熵流与熵产5、饱和湿蒸气与饱和湿空气四、某容器被一刚性壁分成两部分,在容器的不同部位安装有压力表,如下图所示。
压力表B上的读数为75kPa, 压力表C上的读数为0.11MPa。
如果大气压力为97kPa,试确定压力表A上的读数及容器两部分内空气的绝对压力。
中北大学《工程热力学》期末题中北大学 工程热力学 试题(A )卷(闭卷)2013--2014学年第 一 学期学号: 姓名:一、单项选择题(本大题共15小题,每题只有一个正确答案,答对一题得1分,共15分)1、压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中,现将喷管尾部截去一段,其流速、流量变化为。
【 】 A.流速减小,流量不变 B.流速不变,流量增加 C.流速不变,流量不变 D.流速减小,流量增大2、某制冷机在热源T 1= 300K ,及冷源T 2= 250K 之间工作,其制冷量为1000 KJ ,消耗功为250 KJ ,此制冷机是 【 】A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D.可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为 【 】 A. U B. U pV +C. 2/2f U mc mgz ++D. 2/2f U pV mc mgz +++4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ∆=-只适用于 【 】 A.一切工质的可逆过程 B.一切工质的不可逆过程 C.理想气体的可逆过程 D.理想气体的一切过程5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后,欲使系统回复到初态,系统需要进行一个【】过程。
【】A.可逆绝热压缩B.不可逆绝热压缩C.边压缩边吸热D.边压缩边放热6、混合气体的通用气体常数,【】。
【】A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝,通电后如取空气为系统,则【】A.Q>0,△U>0,W>0 B.Q=0,△U>0,W>0C.Q>0,△U>0,W=0D.Q=0,△U=0,W=08、未饱和空气具有下列关系【】A.t>t w>t dB.t>t d>t w.C.t = t d = t wD.t = t w>t d9、绝热节流过程是【】过程。
【】A.定压B.定温C.定熵D.节流前后焓相等10、抽汽式热电循环的结果是【】A.提高循环热效率,提高热能利用率B.提高循环热效率,降低热能利用率C.降低循环热效率,提高热能利用率D.降低循环热效率,降低热能利用率11、一个橡皮气球在太阳下被照晒,气球在吸热过程中膨胀,气球内的压力正比于气球的容积,则气球内的气球进行的是【】A.定压过程B.多变过程C.定温过程D.定容过程12、气体的容积比热是指【】A.容积保持不变的比热。
《工程热力学》参考试题及答案一、选择题(每题5分,共30分)1. 热力学第一定律表明()A. 热量不能自发的从低温物体传到高温物体B. 热量不能完全转化为功C. 能量守恒D. 热量总是从高温物体传到低温物体答案:C2. 下列哪个过程是可逆过程?()A. 自由膨胀B. 等温膨胀C. 等压膨胀D. 绝热膨胀答案:B3. 在热力学中,以下哪个参数是状态函数?()A. 功B. 热量C. 温度答案:C4. 下列哪个参数表示热力学系统的内能?()A. 温度B. 压力C. 熵D. 内能答案:D5. 在下列哪个过程中,熵增最大?()A. 等温膨胀B. 等压膨胀C. 绝热膨胀D. 等温压缩答案:A6. 下列哪个过程是绝热过程?()A. 等温膨胀B. 等压膨胀C. 绝热膨胀D. 等温压缩二、填空题(每题10分,共30分)1. 热力学第一定律的表达式为:△U = Q - W,其中△U 表示____,Q表示____,W表示____。
答案:系统内能的变化、系统吸收的热量、系统对外做的功2. 在等温过程中,理想气体的熵变为:△S =nRln(V2/V1),其中n表示____,R表示____,V1表示____,V2表示____。
答案:气体的物质的量、气体常数、初始体积、终态体积3. 下列热力学过程中,熵增最小的是____过程。
答案:绝热过程三、计算题(每题20分,共40分)1. 已知某理想气体的初始状态为:T1 = 300K,P1 =1MPa,V1 = 0.1m³。
经过一个等温膨胀过程,气体的终态压力为P2 = 0.5MPa。
求气体的终态体积V2和膨胀过程中气体对外做的功W。
解:根据理想气体状态方程:PV = nRT,可得P1V1 = P2V2解得:V2 = 2V1 = 0.2m³膨胀过程中气体对外做的功为:W = P1V1ln(P1/P2) = 1 × 10⁶ × 0.1 × ln(1/0.5) = 1.69 × 10⁴ J2. 一台理想卡诺热机的热源温度为800K,冷源温度为300K。
宁波工程学院2011~2012学年第 二 学期《工程热力学》课程期终考试卷(A )题 号 一 二 三 四 五 总分 复核人应得分 1510153030100实得分 评卷人填空题(每格1分,共15分)1.卡诺循环由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成。
2.迈耶公式C p -C v =R g 适用于理想气体,是否定比热容不限。
3.绝热过程P V k =常数,k=C p /C v ,适用于理想气体,定比热容。
4.绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。
5.热力系在不受外界影响的条件下,系统的状态能够始终保持不变,这种状态称为 平衡状态。
6.稳定流动系统能量方程式q dh vdp δ=-的适用条件是:稳定流动。
7.同一理想气体从同一初态分别经过定温压缩,绝热压缩和多变压缩()1n k <<到达同一终压力,耗功最大的为绝热压缩过程,而耗功最小的为定温 压缩过程。
8.卡诺机A 工作在927℃和T 的两个热源间,卡诺机B 工作在T 和27℃的两个热源间。
当此两个热机的热效率相等时,T 热源的温度T =600K 。
9.如图所示的容器,被一刚性壁分成两部分,环境压力为0.1MPa ,压力表B 的读数为40kPa ,真空计C 的读数为30kPa ,则容器两部分内气体绝对压力1p =0.14MPa ,2p =0.07MPa 。
10.活塞式压气机由于存在余隙容积,压缩耗功不变,产气量减小,随比压增大,容积效率减小。
(填“增加”、“不变”或“减小”) 选择题(每题1分,共10分)1. 准静态过程,系统经过的所有状态都接近于DA 、 初态B 、环境状态C 、邻近状态D 、平衡状态2. 有一机器可从单一热源吸收1000KJ 热量,并输出1200KJ 功,这台机器DA、违反第一定律B、违反第二定律 C一个都不违反 D两个都违反3. 若已知工质的绝对压力P=0.08MPa ,大气压力P=0.1MPa ,则测得压差AA 、真空度为0.02MPaB 、表压力0.02 MPaC 、真空度0.18MPaD 、表压力0.18 MPa4. 气体在某一过程中吸入了100kJ 的热量,同时内能增加了150kJ ,该过程是BA 、膨胀过程B 、压缩过程C 、定容过程5. 某理想气体由状态1经过不可逆绝热过程变化到状态2,该过程中工质熵的变化为:C班级: 姓名: 学号:A 、0=∆sB 、⎰=∆21T qs δ C 、⎰⎰+=∆2121v dv R T dT c s v6. 可逆压缩时压气机的耗功为AA 、pdv ⎰B 、()21d pv ⎰C 、21vdp -⎰7. kpv =常数()p v k c c =适用于D A 、一切绝热过程 B 、理想气体绝热过程C 、任何气体可逆绝热过程D 、理想气体可逆绝热过程8. 贮有空气的绝热刚性密闭容器中,安装有电加热丝,通电后,如取空气为系统,则过程中的能量关系有CA 、Q >0 , ΔU >0 , W >0B 、Q =0 , ΔU >0 , W <0C 、Q >0 , ΔU >0 , W =0D 、 Q =0 , ΔU =0 , W =09. 一个橡皮气球在太阳下被照晒,气球在吸热过程中膨胀,气球内的压力正比于气球的容积。
《工程热力学与传热学》试卷A卷适用专业:考试日期:考试时间:120分钟考试形式:闭卷试卷总分:100分一、填空题(20分,每空2分)1、能源按照其有无加工、转换,可分成一次能源和()能源两类,而一次能源又可根据它是否可以再生进一步可以划分为()能源和非再生能源两类。
2、根据研究问题的需要人们划分一定的范围作为热力学研究对象我们称该研究对象为(),这个对象以外的部分我们称为()。
3. 对流换热根据其产生的原因不同,可分为()和()。
4. 稳定流动系统的热力学第一定律表达式为()5. 某卡诺热机工作在1000K和100K两热源范围内,则这种热机的工作效率为()%,这种热机反向工作成为一种制冷机其制冷系数为()%。
6、闭口系统的熵变可分为两部分,即熵流和()。
二、单项选择题(30分,每题2分)1、下列物理量是强度性质的有()。
A. 温度TB. 内能UC. 焓HD.体积V2、可逆过程表示:( )A 无摩擦 B准平衡 C无摩擦,准平衡 D有摩擦,准平衡3、热力过程中Wt=W,该过程为:()A 定温B 定压 C定容 D定熵4、在定容过程中,在T-S图上过呈现的斜率为:()A C p/TBC v/T C T/C pD T/C v5、已知氮气可作为理想气体,压力较高的常温氮气绝热节流后,其温度:()A、升高;B、降低;C、不变;D 、(A),(B),(C)都有可能6、绝热过程的状态方程式适用于:()A、理想气体绝热过程;B、理想气体可逆绝热过程;C、理想气体定比热可逆绝热过程;D、任意气体定比热可逆绝热过程7、下列说法错误的是()A.热量不能由低温物体传向高温物体B.理想气体分子无体积C.可逆过程一定是平衡过程D、热量是热力学系统和外界之间只有当温度不同时才能发生传递8、对导热下列说法正确的是()A、温度差越大导热量就越大B、导热系数越大导热量越小C、导热距离越大导热热阻越小D、温度梯度越大热流密度就越大9、不可逆过程⎰∆T Qδ= ()A >0B =0 C<0 D≤010、有人将热力学第二定律表述成下列方式,其中()是正确的.A、永动机不可能实现;B、从单一热源取热并使之全部转化成为功而不造成其他变化的热机可能被制造出来C、热机制冷系数可能达到100%D、热机供热系数可能达到100%11、经下列过程,热力学体系的内能无变化的有()。
一、 判断命题是否正确,错误的加以改正1、 孤立系统的热力状态不能发生变化。
2、 答:×,只要孤立系统发生热力过程,其热力状态就会发生变化。
2、 工质从同一初态出发,经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态,则两种过程中可逆不可逆g g S S ∆>∆、可逆不可逆f f S S ∆>∆、可逆不可逆S S ∆=∆。
答:×,可逆不可逆f f S S ∆<∆3、 热力过程中,系统向外界放热,其温度必然降低。
4、 答:×,热力过程中,系统向外界放热,其温度不一定降低。
5、 一切不可逆循环的热效率1q w net t <η。
答:×,一切循环的热效率1q w net t =η。
6、 系统吸热,其熵一定增加,系统放热,其熵一定减小。
7、 答:×,系统吸热,其熵一定增加,系统放热,其熵不一定减小。
6、工质经过不可逆循环后,有0<⎰r T Q δ,根据r T Q dS δ=,则有⎰<0dS 。
答:×,工质经过不可逆循环后,有0<⎰r T Q δ,但 ⎰=0dS 。
二、选择题 1、 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,一部分为高压气体,一部分保持真空,抽去隔板前后 DA 、0=∆S ,0=∆U ;B 、0=∆S ,0=∆H ;C 、0<∆S ,0>∆U ;D 、0>∆S ,0=∆U 。
2、 t p w T c q +∆= 适用于 CA 、任意气体、闭口系统、可逆过程;B 、实际气体、开口系统、可逆过程;C 、理想气体、开口系统、稳流过程;D 、任意气体、开口系统、可逆过程。
3、 经过不等温传热后, BA 、热量的可用能和废热均减少;B 、热量的可用能减少,废热增加;C 、热量的可用能不变,废热增加;D 、热量的可用能不变,废热减少。
4、当孤立系统中进行了一不可逆过程后,则孤立系统的总能、总熵、总 用的变化为 CA 、0<∆E ,0>∆S ,0>∆X E ;B 、0>∆E ,0>∆S ,0<∆X EC 、0=∆E ,0>∆S ,0<∆X E ;D 、0=∆E ,0>∆S ,0=∆X E5、在紧闭门窗的房间内,启动一台打开的冰箱,经过一段时间的运行,则室温将BA 、降低;B 、升高;C 、不变;D 、不定。
工程热力学试题 答案及评分标准
一、 是非判断题(共30分,每题3分)
(1) 正确;根据平衡状态的定义可得。
(判断1分,解释2分) (2) 错误;技术功压降可以实现。
(判断1分,解释2分) (3) 错误;孤立系统的熵不一定守恒。
(判断1分,解释2分) (4) 正确;状态参数性质决定,与过程无关。
(判断1分,解释2分)
(5) 错误;过冷度越大,蒸气压缩机制冷循环的制冷系数就越大。
(判断1分,解释2分) (6) 正确;消耗外功的情况下可以实现。
(判断1分,解释2分) (7) 正确;卡诺定理之一。
(判断1分,解释2分)
(8) 错误;如气体吸热全部用于热力学能的增加,则不膨胀做功。
(判断1分,解释2分) (9) 正确;根据稳定流动能量方程,各截面上的滞止参数都相等。
(判断1分,解释2分) (10)正确;饱和湿空气中的水蒸气处于饱和状态,未饱和湿空气中的水蒸气处于过热状态。
(判断1分,解释2分) 二、 简答题(共25分,每题5分)
1)简述可逆过程与准静态过程之间的区别与联系。
举例说明自然界中哪些现象自发而不可逆。
答:可逆过程是一种理想化的过程。
即当系统完成某一过程后,若能使过程逆向进行而使系统及外界回复到原始状态不留下任何变化的痕迹,则此过程称为可逆过程。
(2分) 准静态过程是指热力学过程中系统所经历的一切中间状态都无限接近于平衡状态,即认为系统与外界之间的不平衡势为无限小。
可见,可逆过程强调的是过程所产生的外部效果,而准静态过程强调的是系统的内部的变化。
可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定就是可逆过程。
(2分)
自由膨胀,混合过程,温差传热过程(1分)
2)压缩、升温、放热的过程,终态在p-v 图和T-s 图的哪个区域?(各2.5分)
3)蒸汽压缩制冷循环装置主要由哪些设备组成?工质在各设备中进行的热力过程是什
T
么?有何特点?在T-s 图上如何表示?
答:蒸汽压缩制冷循环由下列设备组成:压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
(2分)在
压缩机中工质被绝热压缩,压力提高,消耗外界机械功;冷凝器中工质定压凝结放热达到该压力下的饱和液状态。
膨胀阀中工质绝热节流,压力下降,温度下降,前后焓不变;蒸发器中工质定压吸热蒸发达到该压力下的干饱和汽状态。
(2分)T-s 图(1分)
4)渐缩喷管入口压力不变,当其背压降低时,喷管出口截面的流速及喷管流量是如何变化的?并解释这种变化规律的原因。
答:当背压降低时,渐缩喷管出口速度会增大,直到增加到临界速度时不再增大(2分),喷管流量随背压的下降而增加,直到增加到最大流量后,喷管的流量不再增加(1分)。
出口速度达到临界流速后不再增加,是因为在渐缩喷管中,流速不可能超过当地声速(2分)。
5)湿空气相对湿度的意义是什么?它和湿空气的水蒸汽分压力有何关系?在其他条件不变时,湿空气的干球温度改变对湿空气相对湿度有何影响?
答:湿空气相对湿度φ的意义是空气距离饱和空气的程度(1分)。
也就是湿空气中的水蒸汽分压力与相同温度下饱和湿空气中水蒸汽压力下的比值,或湿空气的绝对湿度与同温度下饱和湿空气绝对湿度的比值,φ=ρv/ρs=Pv/Ps (2分),在其他条件不变时,湿空气温度提高使饱和水蒸汽的压力增加,因而相对湿度下降。
反之空气温度下降,饱和水蒸汽压力降低,φ增加(2分)。
三、 计算题
1、答:a 可逆绝热膨胀
1212k
v P P v ⎛⎫=
⎪⎝⎭
p 2=(1/2)1.4*5=1.895bar,(1分)
1
1212k v T T v -⎛⎫= ⎪
⎝⎭
T 2=(1/2)0.4*340=257.7K (1分) 由稳流方程
q=W s +Δh+(c 22/2-c 12/2)+g(z 2-z 1)(1
分)
故W s =-Δh=Cp(T 1-T 2)=82.67kJ/kg,(1分) Δs=0, Δu=Cv(T 2-T 1)=-59.05kJ/kg (1分)
Δh=-W s =-82.67kJ/kg
b 绝热节流膨胀 Δh=0, (1分) 空气可作为理想气体 ΔT=0,T 2=T 1=340K 同样有Δu=0,(1分)
p 2=(V 1/V 2)p 1=1/2*5=2.5bar,(1分)
由q=w s +Δh+(c 22/2-c 12/2) +g(z 2-z 1), w s =-Δh=0 Δs=Rln(p 1/p 2)
Δs =0.287ln(5/2.5)=0.1989kJ/kg.K (1分)
T-s 图(2分)
2、答:1)可逆过程
2t,C 1285110.644800
T T η=-
=-=(1分)
C t,C 1
0.644600386.4/w q kJ kg
η==⨯=(1分) 2)高温热源熵的变化量1
11
q s T ∆=
=0.75 (1分) 高温热源传热存在50K 温差的熵增:11
'11
q q s T T ∆=
-高温温差=0.05(1分) 绝热膨胀不可逆性引起熵增s ∆不可逆性=0.25kJ/kg.K 300k 热源的熵变化2
300'2
k q s T ∆=
(1分) 3001k s s s s ∆=∆+∆+∆不可逆高温温差(1分)
12
285kJ/kg
w q q =-=(1分)
1
0.475w
q η=
=t (1分) 2222'22285300
q q q q
s T T ∆=
-=-低温温差(1分) 0.355kJ/kg.K
s s s s ∆=∆+∆+∆=iso 不可逆低差高差(1分)
0iso
101.2kJ/kg
T s π=∆=(1分)
3、答:
h 3=h 4=512.38kJ/kg ,h 2=1699.55kJ/kg (2分) 由s 1=s 2=s 2”,t 1=-20℃,(1分) 得x 1=(s 1-s 1’)/(s 1”-s 1’) (2分)
=(8.5658-3.8171)/(9.0895-3.8171)=0.90067 h 1=h 1’+x(h 1”-h 1’)=1523.757kJ/kg ,(2分) ε1=q 2/w 。
=(h 1-h 4)/(h 2-h 1)=5.753(2分) 压气机功率w 。
=Q 2/ε1=100/5.753=17.38kW (2分)
4、答:从图中可以查出d 1=11g/kg(d.a)(1分)
d2=26..80g/kg(d.a) (1分)
H1=47kJ/kg(d.a) (1分)
H2=108.5kJ/kg(d.a) (1分)
Dc=(m A1d1+m A2d2)/(m A1+m A2)=14.16g/kg(d.a) (2分)H3=60.5kJ/kg(d.a) (1分)
C--3过程为加热过程含湿量不变∴d3=d c(1分)
H c=86kJ/kg(d.a)
(1)总加热量Q=(m A1+m A2)*(H3-H c) (2分)
=500*(86-60.5)=12750kJ/min
φ3=20%(1分)
d3=14.16g/kg(d.a) (1分)。