工程热力学期末复习题1答案.doc

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1、.一、推断题:1.均衡形状必定波动形状。2.热力学第必定律的本质是能量守恒定律;3公式du=cdt实用幻想气体的任何进程。v4容器中气体的压力稳定那么压力表的读数也相对不会改动。5在TS图上,恣意二条可逆绝热进程线不克不及订交。6收缩功与流淌功基本上进程的函数。7当把必定量的从一样的初始形状紧缩到一样的终形状时,以可逆定温紧缩过程最为省功。8可逆进程是指工质有能够沿原进程逆向进展,并能规复到初始形状的进程。dqccpdT9.依照比热容的界说式,可知幻想气体的为一进程量;10.自发进程为弗成逆进程,非自发进程必为可逆进程;11在管道内作定熵流淌时,各点的滞止参数都一样。12孤破零碎的熵与能量基本

2、上守恒的。13开口绝热系的熵不克不及够增加。14开口零碎进展了一个进程,假如熵添加了,那么必定是从外界接收了热量。15幻想气体的比焓、比熵跟比定压热容都仅仅取决与温度。16实践气体绝热节省后温度必定下落。17任何弗成逆进程工质的熵老是添加的,而任何可逆进程工质的熵老是稳定的。18.弗成逆轮回的热效力必定小于可逆轮回的热效力;19混杂气体中品质身分较年夜的组分,其摩尔身分也必定年夜。20热力学恒等式du=Tds-pdv与进程可逆与否有关。21当热源跟冷源温度必定,热机内工质能够做出的最年夜功确实是在两热源间可逆热机对外输入的功。22从饱跟液体形状汽化成饱跟蒸汽形状,因为气化进程温度未变,因而焓的

3、变化量h=cT=0。p23定压进程的换热量q=dT仅实用于幻想气体,不克不及用于实践气体。pp24在pv图上,经过统一形状点的定熵进程的歪率年夜于定温进程的歪率。word范文.25.紧缩进程耗功是体积收缩功,压气机耗功是技巧功;26供热量必定,用电炉取暖和与用热泵式氛围取暖和耗电量一样多。27渐缩喷管出口截面参数稳定,背压进步,那么喷管流量下落。28工质在变截面管道内流淌,管道的最小截面即为临界截面。29关于渐放型喷管,当出口流速为亚音速时,然而气流压力降落。30.关于未饱跟氛围,干球温度湿球温度露点温度。31湿氛围的相对湿度愈年夜,那么其水蒸气分压力愈年夜。32.相对湿度越年夜那么氛围的含湿

4、量越高;33曾经明白湿蒸汽的压力与温度就能够断定湿蒸汽的形状。34滞止参数是工质经定熵滞止后掉掉落的形状参数。35露点温度即是氛围中水蒸气分压力对应的饱跟温度。二、图示题:1.试在Ts图上定性的表现出n=1.2的幻想气体的紧缩进程,并在图上用面积表示所耗进程功w或技巧功w。t2试将满意以下请求的多变进程表现在p-V图跟T-s图上先标出四个典范过程:1工质收缩、放热;2工质紧缩、放热且升温word范文.3.将满意以下请求的幻想气体的多变进程表现在pv图、Ts图上。1工质升温、升压、放热;2工质收缩、落温、放热。4在p-v图及T-s图上画出氛围的n=1.2的收缩进程1-2跟n=1.6的紧缩进程1-

5、3,并断定进程1-2跟1-3中功跟热量的正负号及初终态热力学能的巨细。:word范文.1-2进程功为正,热量为负,初态热力学能年夜于终态热力学能1-3进程功伟负,热量为正,初态热力学能小于终态热力学能5在T-s图上画出下面两各热力进程:1)k=1.4的氛围,多变紧缩进程n=1.325;2)n=0.92的吸热进程。6.画出单级活塞式紧缩机将氛围由一样初态,分不经定温紧缩、定熵紧缩跟多变紧缩进程到达一样的终态压力的p-v,图,并阐明其耗功量的巨细关联。T-swswnwTword范文.7定性画出内燃机三种幻想轮回的pv、Ts图。混杂加热:pT4334522511vs定容加热:Tp23342141VT

6、s定压加热:p34232114vs8.在T-s图上画出采纳再热的郎肯轮回轮回图,并定性阐明再热轮回对轮回热效率的妨碍。word范文.答:假如附加局部的效力高,那么再热轮回效力会进步,两头压力p进步,会使t进步,但如今对干度x的改良较小。29.画出蒸汽紧缩制冷零碎的T-s图,并阐明各个进程是在哪个装备中实现的。答:1-2进程,压气机中实现;2-3进程,冷凝器中实现;3-4进程,节省阀中实现;4-1进程,蒸发器中实现。三、简答题:1绝热刚性容器用隔板分红A、B一样的两局部,A侧充溢氛围,B侧为真空,剖析忽然抽掉落隔板后气体的形状参数热力学能、焓、熵怎样变化?122均衡形状与波动形状有何区不跟联络,

7、均衡形状与平均形状有何区不跟联络?3绝热进程是定熵进程吗?多变进程是恣意进程吗?word范文.4如下列图的电加热安装,容器中盛有氛围,并设有电阻丝,试咨询取什么为系统,零碎与外界交流的是热量;取什么为零碎,零碎与外界交流的是电功;取什么为零碎,零碎与外界不任何能量交流。c5热量与功有什么一样的特点,两者的区不是什么?5.答:热量跟功基本上能量通报的器量,它们基本上进程量。只要在能量通报进程中才有所谓的功跟热量,不克不及量的通报进程也就不功跟热量。区不:功是有规那么的微不雅活动能量的通报,在做功进程中每每随同着能量形态的变更,热量那么是少量微不雅粒子芜杂热活动的能量的通报,传热进程中不呈现能量形

8、状的转化。功转化成热量是无前提的,而热改变胜利是有前提的。6什么原因T-s图上过统一点的气体的定容线要比定压线陡一些?dTTdT,而在定压线上dsCPT6.答:在定容线上dsCV7工质在压力p1下被吸入气缸,可逆紧缩至p2(p1p2),而后排挤气缸,试在pv图上表现出此任务进程的收缩功跟技巧功,并阐明技巧功跟收缩功之间的关联。7答:其1-2-3-4-1为技巧功wt1-2-5-6-1为收缩功wpv=w-wt8关于开口零碎,惹起零碎熵变的要素有哪些?启齿零碎呢?8答:开口零碎,因为不物资的流淌,惹起熵变的要紧要素为传热惹起的熵流,以及弗成逆进程而发生的熵产。关于启齿系,除了熵产跟熵流之外另有因为物

9、资流淌所惹起的熵的变更word范文.9是否所有熵增进程基本上自发进程?可逆进程的熵增必需为零?9答:不是所有熵增进程基本上自发进程,比方气体的弗成逆绝热紧缩进程,进程中气体的熵增年夜,然而那个进程不是自发进程。可逆过称的熵增不必定为零,可逆进程的熵产为零,但熵流不必定掉业为零。比方可逆定温吸热进程的熵增就年夜于零。10气体在喷管中流淌,欲使超音速气流减速,应采纳什么方式的喷管?什么原因?10答:愈使超音速气流减速,应选用渐扩管,因为超音速气流在减缩喷管中有紧缩的效应,只要在渐扩喷管中才干收缩减速11简述制冷轮回跟热泵轮回的异同点。11答:一样点:道理为逆卡诺轮回,将热量从高温带到高温差别点:热

10、泵为产热,热为无效,制冷轮回要的是冷量12在内燃机混杂加热幻想轮回、定容加热幻想轮回及定压加热幻想轮回中,提高紧缩比都可使轮回热效力进步,试从第二定律剖析其缘故。T212答:依照热力学第二定律,轮回热效力为1,此中T为轮回平均吸1tT1热温度,T为轮回平均放热温度。在这三个轮回中进步紧缩比,均能够进步循2环平均吸热温度,而平均放热温度要么稳定,要么减小,因而均可使轮回热效力进步。13蒸汽能源安装采纳再热的全然目标是进步轮回的热效力吗?13答:不是,采纳再热轮回的目标是为了在进步初态压力时,不惹起乏气的干度的落低,即经过进步初态压力进步热效力,而再热轮回较全然轮回的热效力并不必定进步。14.绘图

11、剖析新蒸汽参数对全然朗肯轮回的热效力有跟妨碍?14答:初温T对热效力的妨碍:初温由T进步到T的Ts图。初压p跟背压p2111a1稳定,由图看到,进步初温可进步轮回的平均吸热温度(由T进步到T),从而提11a高轮回的热效力。蒸汽初压的妨碍:图为坚持背压p、初温T稳定而降落初压p的轮回Ts图。211显然,进步p能够进步平均吸热温度T,从而进步轮回的热效力。11word范文.15.紧缩蒸汽制冷轮回采纳节省阀替代收缩机,紧缩氛围制冷轮回是否也能够采用这种办法?什么原因?15答:不克不及够。因为氛围的比热容较小,且增压比增年夜轮回制冷系数讲减小,故每千克氛围的吸热量未几,为了进步制冷才干,氛围的流量就就

12、要非常年夜,而节流阀不克不及满意年夜流量的请求。16假如拔取燃气轮机安装幻想轮回的最准确增压比,是否象征着可取得最高的循环热效力,什么原因?16答:不是,最准确增压比是针对轮回净功而言,即轮回净功最年夜。而轮回热效1k1k1t率,即随增压比的增高而递增的。17简述干球温度、湿球温度、露点之间的区不。17答:干球温度:为温度计测湿氛围的实践温度湿球温度:是湿氛围流过湿球时与湿球树破了热均衡后的温度露点温度:为湿氛围沿等压线P=Pv落温至有液态水析出的温度18.当湿氛围的相对湿度牢固稳定时,湿氛围的温度增高,湿氛围的含湿量d、露点温度t、湿球温度t怎样变更?Dwpv18.答:含湿量d、露点温度、湿

13、球温度tw都进步。因为ps,而温度进步tDps时响应的饱跟压力含湿量进步。进步,当相对湿度稳定,水蒸气分压力进步,那么露点温度,word范文.盘算题1.1kgN2在一热力进程中从初态0.2MPa、157变更到0.1MPa、27,进程的技巧功为34.94kJ/kg,四周情况温度TK=300;试咨询进程是否为可逆进程?过0程有无弗成逆丧掉?假定有弗成逆丧掉,弗成逆丧掉为几多?视N2为定比热理想气体,定压比热容Cp=1.038kJ/kg.k,气体常数R=0.297kJ/kg.k。g1.解:qhwctwtq-100kJ/kgtp取零碎与情况构成孤破系,那么sisos工质s热源T2T1p2p1sclnR

14、lng-0.1678,工质pqq0.3333,那么sisos热源s工质s热源0.16540因而弗成逆。T0T0ITsgTsiso49.64kJ/kg。002.将一根即m0.36kg的金属投入m9kg的水中,初始时金属棒的温度wTm,i1060K,水的温度T295K,比热容分不为c0.42kJ/kgK跟wmcw0.4187kJ/kgK,试求终温T跟金属棒、水以及它们构成的孤破系的熵变。f设容器绝热。2.解:由开口系能量方程不作外功,因而Q0,W0那么U0,UwmcTTwmcTTmUQW,取容器内水跟金属棒为热力系,绝热,0Um0wwfmmf94.187Tf2950.360.42T10600fTf

15、298.1。由金属棒跟水构成的是孤破系,孤破系的熵变为金属棒熵变跟水熵变之跟,SisoSmSWTf298.1-0.1918kJ/K0.360.42ln1060SmclnmmmTmword范文.TfTw298.10.3939kJ/K9.04.187ln295SmclnwwwSisoSmS0.2021kJ/KW3在两个恒温热源间任务的某能源轮回零碎,其高温热源温度=1000K高温热=300K。轮回中工质吸热进程的熵变s=1.0kJ/(kgK),吸热量源温度1=980kJ/kg;工质放热进程的熵变s=1.02kJ/(kgK),放热量=600kJ/kg。情况2温度=300K,试求:(1)轮回的热效力(

16、2)吸热进程跟放热进程的熵流跟熵产;(3)推断该进程是否实现。3解:1轮回净功为wnetqnet980600=380K12轮回热效力为wnetq1380=38.8%980t2、工质吸热进程q1980=0.98kJ/(kgK)T1000熵流为sf11该进程熵变为ssf1sg1=1.0kJ/(kgK)1那么熵产为sg1s1sf11.00.98=0.02kJ/(kgK)、工质放热进程q2600300熵流为sf2=2kJ/(kgK)T2该进程熵变为ssf2sg2=1.02kJ/(kgK)2那么熵产为sg2s2sf21.02(2)=0.98kJ/(kgK)3由下面后果得可任选、之一进展推断,q1,既能实

17、现T1、工质吸热进程有s1q2,既能实现T2工质放热进程有s2word范文.、也能够用轮回熵增ss1s21.01.020.020即依然能实现4.p=1.0MPa,t=20C的氛围可逆绝热流经渐缩喷管,在喷管截面F为0.003平00o方米处的气流马赫数为0.7,假定背压为0.25MPa,试求F截面处氛围的温度及流速,喷管出口截面积A2及氛围出口流速,氛围比定压热容为c=1004J/(kgK)。p24.解:在截面F处,面积A=0.003FF处的气m,由题意可逆绝热流淌,得截面2kR(TT)g流速率为:Cf,F2(hh)2C(TT)0FP0F0Fk1外地音速为:CkRTFgcf,F2T0(由马赫数的

18、不雅点:Ma1)ck1TFT02931.412因而TFk1267K(Ma21)(0.721)2因而,截面F处的气流速率为:cf,FcMakRTMa0.71.4287(J/kg.k)267229.3m/sgFk1.4由可逆绝热流淌进程得:PP()k11(267T1.41F)2930.722MPaF0T0RTF287(J/kg.K)0.722MPag3vF0.106m/kgPFAcf,FF20.003m229.3m/s因而流量为:qm6.49kg/s30.106m/kgvF思索出口截面参数:pcr0.528p0.528MPa0.25MPa0因而,在出口处的参数为:p2pcr0.528MPak11.

19、41P293(0.528)1.41TT()k2244K20P0word范文.RT2287(J/kg.K)244K0.528MPag30.133m/kgv2P2Cf,22(hh2)02C(TT)313.7m/sP02由延续性方程可知各截面流量应相称,因而3q26.49kg/s0.133m/kg313.7m/sA20.0027m2cf,25活塞紧缩机每分钟转速360转,从情况吸进21的氛围14将之紧缩到0.52MPa输入。设紧缩进程为可逆多变进程,多变指数为1.3,紧缩机容积效力=0.95。V求:(1)所需输入紧缩机的功率;(2)余隙容积等到活塞排量。氛围作幻想气体,比热容取定值;氛围气体常数=2

20、87J/(kgK)、=1005J/(kgK)、情况年夜气压p=0.1013MPa。b5解:1由紧缩机多变进程紧缩功盘算公式得n11.31np1.30.52)1.30.10132wcRT()n10.287(27321)(1=167.8kJ/kgg1n1p1.311紧缩机氛围品质流量为VnrpVnr0.1013143601m=1.0085kJ/kgv160RT600.287(27321)60g1紧缩机的功率为Pmw1.0085168.7=169.1kJ/kgc2由余隙容积比与容积效力的公式1VVpc2n()11VVhVph1得余隙容积比VcVh1p10.95V=0.021n10.522()1()0

21、.10131.31p1活塞排量为V14=14.74m30.95VhVword范文.6.氛围初始形状,p1=0.1MPa,t1=20,经三级紧缩,压力到达10MPa,设进入各级汽缸时的氛围温度相称,多变指数均为1.3,各级两头压力按压气机耗功最小原那么计划。假如产气度为每小时200kg,求:1各级排气温度及压气机的最小功率;2多级改为单级,多变指数稳定,求压气机耗功跟排气温度。6.解:由题意得,压气机耗功最小原那么计划状况下,各级压力比应当相称,且p4p110MPa0.1MPa4.6433i由进入各级汽缸时的氛围温度相称,得n1n11.31PTTTT()nT()n2(27320)(4.64)1.

22、3417.7K23411iP1各级耗功相称,因而压气机耗功即是各级耗功之跟:n1nnPczPc,jzqwc,jzqmmRg(1)25.8kWn1单级紧缩排气温度:10MPa100i0.1MPan1PTT()n2848K21P1n1n2001.30.287293(11001.31)38.4kWn)PqmcRgT(11n136001.311.37某定容加热活塞式内燃机幻想轮回的pv曲线如下列图。设其工质为氛围,品质为1kg,曾经明白p=1bar,t=25,=v/v=5,定容进程中参加热量q=800kJ/kg,11121氛围的气体常数为R=0.287kJ/(kgK),比定容热容c=0.718kJ/(

23、kgK),等熵gv指数=1.4。1在Ts图上表现该轮回;2求出点2、3、4的p、v、T参数;3求轮回的净功量跟轮回热效力。word范文.p3241v7解:132由形状方程:pv=RgT,得:v1=0.85526m/kg。v13因为5,因而v2=v1/5=0.17105m/kg,因为1-2进程为绝热紧缩,因而有:v2v1v2Pv259.518*10pa,T22p2p1567.27KRg3V2=v3=0.17105m/kg,定容进程的吸热量q1=cv(T3-T2),RT3g528.213*10paT=1681.48K,p32v3v3352.96410pavv40.85526m/kg,3-4为等熵进

24、程,p4p31v4Pv44T4883.27KRg轮回的放热量:q2cTT1420.22KJ/kgv4word范文.轮回的净功量:w=q-q=379.78kJ/kg,12w轮回热效力:0.475tq18内燃机混杂加热幻想轮回的pV如下列图。曾经明白p=97kPa,t=28,113V=0.084m,紧缩比=15,p=6.2MPa,t=1320,工质视为氛围。试盘算:(1)134轮回中各进程端点的压力、温度跟体积;(2)轮回热效力;(3)同温度范畴的卡诺轮回热效力。曾经明白氛围的气体常数R=0.287kJ/(kgK),比定容热容c=0.718gvkJ/(kgK),等熵指数=1.4。p32451V8答

25、:pv11有形状方程可得m0.094kgRTg1由题得1点:p97kPa1T1301K由pv(RT)p1g1RTvgconst得vv1112点:p()p151.4*974.3MPaTT()889K2121vv22p3p23点:p6.2MPa3T3T1282K2mRTg0.00m734点:T1593K4v4pword范文.vpv11555点:p()p0.191MPaT5594.7K54vmRg2吸热量Q跟放热量Q如下:12Qc(TT)c(TT)5943.73kJ1v32p43Qc(TT)210.9kJ2v51Q1Q2164.5%一样温限间卡诺轮回热效力为:T1180%kT29.某蒸汽能源安装采纳

26、一级抽气回热轮回,曾经明白新蒸汽的参数为t1450,h3300.9kJ/kgs6.7179kJ/kgKp6MPa1,p01抽气压力为0.5MPa,冷,11p102凝器内压力为kPa,疏忽水泵功,响应的水蒸气参数如表1所示。1定性地画出该轮回的Ts图;2求轮回的抽气度13轮回的吸热量、放热量、净功量及轮回热效力。表1饱跟水跟干饱跟蒸汽表节录vvhhsspt3m/kg3m/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgKkJ/kgKMPa0.00532.8790.001005328.191137.722560.550.4768.3838.1480.0145.7980.001010314.673191.7625

27、83.720.6490.20.51.0120.240.00106050.88585504.782706.531.530151.860.00109250.37486640.352748.591.861179.910.00112720.19438762.842777.672.1387.1226.8216.585word范文.解:1点:p6MPa,t1450,h3300.9kJ/kg,115分s16.7179kJ/kgK;2点:ss126.7179kJ/(kg.K),而s20.64907kJ/(kg.K),s28.1481kJ/(kg.K),因而s2s22点位于湿蒸汽区,那么x20.843s2s2s

28、s57同理x70.979,那么h2xh2(1x)h2302.38kJ/kg,222s7s5h7xh7(1x)h2704.3kJ/kg,3点:hh2191.76kJ/kg,7753s3s0.64907kJ/(kg.K)2h5h40.1785h7h4hh571hh315115点:p010.5MPa,h640.35kJ/kg;7点:p010.5MPa,h2704.3kJ/kg55那么轮回吸热量q1h1h3300.9-191.762660.55kJ/kg5轮回放热量q21(hh)1733.87kJ/kg122净功量wnetqnethh3657-22761381kJ/kg12q2q1轮回热效力:140t

29、10.一复杂朗肯轮回,曾经明白新蒸汽的参数为MPa,t1600,p61kJ/kgs7.161kJ/kgK,冷凝器内h136571T压力为p10kPa,蒸汽流量为80kg/s,疏忽水215泵功,响应的水蒸气表如表1所。(1)定性地画出该轮回的Ts图;3,22(2)剖析盘算轮回中各点的焓值s(3)轮回的吸热量、放热量、净功量及轮回热效力。word范文.表1饱跟水跟干饱跟蒸汽表节录tvvhhssp3m/kg3m/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kgKkJ/kgKMPa0.0050.0132.879645.79880.001005328.1910.001010314.673137.72191.76256

30、0.552583.720.47610.64908.38308.1481120.2400.00106050.88585504.782706.531.53037.12720.210解:1点:h3657kJ/kg,s7.161kJ/(kg.K)11那么2点6分:ss7.161kJ/(kg.K),而s0.64907kJ/(kg.K),s28.1481212s2s2kJ/(kg.K),因而2点位于湿蒸汽区,那么x20.9868,那么s2s2h2xh2(1x)h2276kJ/kg2223点:hh2191.76kJ/kg,s3s20.64907kJ/(kg.K)3那么轮回吸热量q1h1h3657-191.763465.24kJ/kg2轮回放热量q2hh2276-191.762048.24kJ/kg22净功量wnetqnethh3657-22761381kJ/kg12wnetq11381轮回热效力:39.8t3465.24word范文

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