集美大学工程热力学试卷及答案

集 美 大 学 试 卷 纸 课程名称 适 用 专业、年级 工程热力学A 热能动力工程(03级) ６．迈耶公式Cp－Cv＝Rg 成 绩 （A）仅适用于理想气体，定比热容 （B）适用于理想气体，是否定比热容不限 （C）适用于任意气体，定比热容 （D）适用于任意气体，是否定比热容不限 ７．令t表示湿空气的干球温度，tw表示湿球温度，td表示露点温度，则饱和湿空气 系 班级 学号 姓名 题 号 满 分 得 分 一、 一 30 二 10 三 30 四 30 （A）t＞tw＞td （B）t＞td＝tw （C）t＝tw＞td （D）t＝tw＝td ８. 饱和曲线将参数座标图分成为三个区域，它们是（ ） （A）未饱和水、饱和水、过热蒸汽 （B）未饱和水、湿蒸汽、过热蒸汽 （D）湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽 选择题（每题2分，共30分） 1 B 2 B 3 C 4 D 5 C 6 B 7 D 8 B 9 C 10 B 11 B 12 D 13 C 14 C 15 B （C）未饱和水、干饱和蒸汽、过热蒸汽 ９．对一定大小汽缸的活塞式压气机，因余歇容积的存在 (A) 压缩每千克气体的理论耗功增大，压气机生产量下降 (B)压缩每千克气体的理论耗功增大，压气机生产量不变 (C)压缩每千克气体的理论耗功不变，实际耗功增大，压气机生产量下降 (D)压缩每千克气体的理论耗功不变，实际耗功增大，压气机生产量不变 1．均质等截面杆两端的温度由分别维持t1，t2的两热源保持t1和t2不变，去取此杆为系统，则系统处于： （A）平衡状态，因其各截面温度不随时间而改变 （B）非平衡状态，因其各截面温度不等 （C）平衡状态，因其各截面温度不随时间而改变，且流入系统的热量等于流出系统的热量 （D）非平衡状态，因其处于重力场中 2．准静态过程就是 10. 亚音速气流的马赫数Ma（ ） （A.）小于零 （B）大于零，小于1 （C）等于1 （D）大于1 11. 若已知工质的表压力Pe=0.07MPa, 环境压力Pb=0.1MPa。则工质的绝对压力P为( )。 （A）0.03MPa （B）0.17Mpa （C）0.07MPa （D）0.1MPa （A）平衡过程 （B）无限接**衡的过程 （C）不可逆过程 （D）可逆过程 12．q ＝ Δu＋w 适用于 3. 初态1和终态2间，有一可逆过程和一不可逆过程，两过程的工质为同量的同一气体，（ ） (A) 可逆过程工质的熵变量可以计算，不可逆过程工质的熵变量无法计算 (B) △S12(不可逆)< △S12(可逆) (C) △S12(不可逆)= △S12(可逆) （D）△S12(不可逆)> △S12(不可逆) 4. 理想气体在n=k的可逆过程中，换热量q=（ ） （A）△u （B）△h （C）w （D）0 （A）任意气体、闭口系统、可逆过程 （B）任意气体、开口系统、任意过程 （C）实际气体、开口系统、可逆过程 （D）任意气体、闭口系统、任意过程 13．有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环时，可以从单一热源吸收1000kJ的热，并输出1200kJ的功，这台热机 （A）违反了第一定律 （B）违反了第二定律 （C）违反了第一定律和第二定律 （D）既不违反第一定律也不违反第二定律 14．卡诺定理指出 ５. 在T—S图上，任意一个逆向循环的 （A）吸热大于放热 （B）吸热等于放热 （C）吸热小于放热 （D）吸热和放热关系不定 P1 (A) 相同温限内的一切可逆循环的热效率相等 (B)相同温限内可逆循环的热效率必大于不可逆循环的热效率 (C) 相同温度的两个恒温热源间工作的一切可逆循环的热效率相等 （D）温度的两个恒温热源间工作的一切循环的热效率相等 15. 工质稳定流动流经热力设备时，工质宏观动能和位能的变化以及热力设备对外输出的功合并在一起称为( )。 （A）体积功w （B）技术功wt （C）轴功ws （D）推动功pv P2 二、填空题：（每空1分，共10分） 1．1kg理想气体状态方程式为 pvRgT 。 2. 理想气体的焓是__温度___的单值函数。理想气体绝热节流后，压力 下降 ，焓 不变 ，熵 增加 ，温度 不变 。 3．当内燃机循环最高压力和最高温度相同时，定容、定压、混合加热循环热效率最高的是 定压加热循环 。 4．孤立系统的熵一定朝着 增大或不变 的方向进行，孤立系统中进行不可逆过程，其作功能力损失为 IT0Sis0 。 5．混合气体的道尔顿分压力定律写作 ppi 。 三、是非题（答案写在括号内，正确T，错误F）：（每题1分，共10分） （ T ）1．湿空气中所含水蒸气的分压力大，则湿空气的含湿量也越大。 （ T ）2．热泵供热循环的原理与制冷循环相同。 （ F ）3．将某一渐缩渐扩喷管的尾部截去一小段，出口截面积增加，则出口流量也会增加。 （ F ）4．压缩蒸汽制冷装置中采用节流阀可简化设备，同时增加了制冷量。 四、简答、分析题：（共30分） 1. 在含湿量d相同的条件下，高温空气与低温空气吸收水蒸气的能力相同吗？为什么？ 请在下面的h—d图上表示状态A点对应的露点温度和湿球温度。（7分） h 吸收水蒸汽的能力不同：含湿量相同时，温度越高，相对湿度 A·h 越小，吸湿力越强。 （2分） φ=1 t1湿球温度，t2为露点温度 （2分） t1 作图3分 t2 0 d 2．请在T—S图上分析提高朗肯循环热效率的基本途径，指出各途径的局限性。（8分） T T T （ F ）5．如果采用了有效的冷却方法后，使气体在压气机汽缸中实现了定温压缩，这时就不 S S 要采用多级压缩。 （ F ）6．对逆卡诺循环而言，冷、热源温差越大，则制冷系数越大。 （ F ）7．热效率越高的循环，其不可逆性就越小。 （ T ）8．闭口系统从热源取热5000KJ，系统的熵增加为20KJ/K，如系统在吸热过程中温度为300K，则这一过程是不可逆的。 （ T ）9．压缩蒸汽制冷循环中，对制冷工质的热力性质，要求其临界温度高于环境温度，工作温度的饱和压力要适中。 S 作图每图1分 提高初温t1t 提高初压p1t 降低终压p2t 终态干度增大 乏干度降低 乏干度降低 但受材料耐热性能限制 （2分） （2分） （1分） P4 （ F ）10．水蒸汽的H—S图上，在湿蒸汽区定压线的斜率就是定温线的斜率，当进入过热蒸汽区则定温线较陡，定压线较平坦。 P3 3．请将满足条件：工质既膨胀，又降温，又放热的多变过程表示在P-V图及T-S图上， 并判断q，w，△u的正负。（8分） P T 0 0 1 1 k k V S 每图示2分 五、综合题（要写清步骤及基本表达式）：（共2题，每题10分） 1. 如图，理想气体可逆循环1231，12为定容 过程，23为定熵过程，31为定压过程，试比较过程中各项的大小，并说明理由。 各比较项目：（1）Δu12与Δu13；（2）Δh12与Δh13；（3）Δs12与Δs13；（4）q12与q13； （5）把循环转换到T—S图上。 （10分） 解：v1T1,v1v3,T1T3 （1分） v3T3p 12定V过程，23定S过程，31定P过程，T-S如图示 （2 膨胀w0 （1分） 分） 降温u0 （1分） 2 理想气体T1T3T2,uf(T),hf(T) 放热q0 （1分） （1分） kn （1分） 1 3 u2u3u1,h2h3h1 4．刚性绝热容器被闸板分隔成A、B两部分，A中气体参数PA、TA，B中为真空。现将闸（1分） 板抽去，气体膨胀，则气体的内能、焓、熵如何变化？请说明原因。（7分） 0 v u12u13,h12h13 解：取气体为研究对象，根据热力学第一定律 (2分) quw （1分） 23 q0,w0 既内能不变 （1分） u0是定熵过程 S2=S3 s12s13 （1分） q12=面积a12b q13= 面积a13b q12>q13 (2分) T 2 1 3 理想气体是温度的童单值函数hf(T) （1分） u0,uf(T) T不变 （1分） h 也不变 （1分） 但此过程为气体的扩散过程，不可逆，S增加 （2分） P5 0 a b S 1. 压气机中压缩空气，压缩前参数为：P1=1bar，v1=0.8m/Kg，压缩后参数为P2=5 bar，3v2=0.332m/Kg。若压缩过程中每千克空气内能增加为146.5KJ/Kg，同时对外放热50KJ/Kg，压气机每分钟生产10Kg压缩空气。求：（1）压缩过程中对每千克空气所作的功； （2）每生产1Kg压缩空气所需的功（技术功）； （3）带动此压气机所用电动机的功率？ （10分） 解：取压气机中空气为研究对象 （1）由热力学第一定律quw,wqu50146.5196.5(kJ/kg) （3分） （2）qhwt,wtqh,hupv553wtq(upv)qu(pv)196.5(5100.3321100.8)282.5(kJ/kg) （4分） 1 （3）Pqmwt282.547kW6