矿大工程热力学套题复习资料.docx

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1、套题1 参考答案一、 填空题（每题2分，共10分）1、一切 定压2、准平衡过程 无内部耗散3、增大、减小4、 75% 75%5、 实际气体的比容二、 是非题（每题1分，共10分）（对者，错者）1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、三、 简答及作图题（每题5分，共25分）1、答：不可逆过程相应外界的熵变化量大。原因如下：不可逆时：可逆时： 因系统可逆及不可逆时，初、终态相同，则，于是 2、答： 未饱和空气 干球温度t湿球温度tw露点温度tdp饱和空气 干球温度t=湿球温度tw=露点温度tdptsAttwhdTS等温线等熵线等压线等容线所求线3、答：4、答:应采用渐扩喷管，主

2、要原因如下：由截面面积和流速变化关系式： 对于超音速，因此欲加速超音速即，知必须，故要选择渐扩喷管5、答 12 压缩机 23 冷凝器 34 节流阀 41 蒸发器 制冷量 ，制冷系数3T124s四、 计算题（共40分）1、解： 过程Q（kJ）W（kJ）U（kJ）1-21390013902-30395-3953-4-10000-10004-10-55根据热力学第一定律解析式： 分别计算。因为： 所以：故： 因为循环中，所以该循环为正循环。2、解：1） 若过程为可逆的，则：由绝热过程方程式： 得： 得： 膨胀功为 KW 熵变：因为为可逆绝热过程 内能： KW 焓变： KW2）过程进行绝热真空自由膨胀

3、为，为不可逆过程则由第一定律： 所以： 所以 bar 由于 所以 熵变 KJ/kg.K3、答： a）由表中可查得： 45时的饱和压力为 KPa 则相对湿度为湿空气中水蒸气的分压 KPa 则露点温度为 求得露点温度为: b) 由于35低于露点，因此定压冷却后为饱和状态相对湿度为100%， 分压力即35对应的饱和压力5.622 KPa。 4、答： 这是喷管的校核计算问题 因为 则喷管出口压力 MPa5、解：1） 用卡诺定理证明由卡诺定理工作在和之间的热机最大热效率为37.5%热机实际效率为： 所以，此热机不可能造成2） 用克劳修斯定理证明热机对低温热源放出的热量为则 所以不可能3） 用孤立系统熵增

4、原理证明套题 3 参考答案. 填空题 (共10分，每空1分)1. ,2. 25 , 20 , 183. 不变, 减小, 减少4. 任何热力 5. 30. 判断题（10分，每题1分） 1. 2. 3. X 4. 5. X 6. X 7. X 8. 9. X 10. X. 简答题（30分，每题6分）1. 答:相同点:1) 都通过系统边界传递。2) 均为过程量，非状态量。3) 不仅和系统初终状态有关，而且和初态变化到终态的路径有关。 不同点:1) 驱动力: 功 (力); 热 (温差)2) 体现参数: 功 (体积); 热 (熵)3) 品质: 功 (高品质有序能); 热 (低品质无序能) 功可完全转变为

5、热量。反之，不能完全。 2. 答:pvabTSab3. 答:4. 答:由于曲线 12 下面面积大于曲线 1a2下面面积, 所以：.H 为状态参数，故 由第一定律, 故 .5. 答:两热机效率相同.由卡诺定理知：同样热源间工作的可逆热机效率均相等。. 计算题（共50分1. 解:1) = 2) 779kJ/kg Or 2. 解: 1) 临界压力： 由于 , 因此应选择缩放喷管。2) 3. 解:1) 2) 0 故为不可逆.4. 解:3T124s1) 套题 5 参考答案. 判断题（10分，每题1分） 1. 2. X 3. 4. 5. 6. X 7. 8. X 9.10. X. 填空（10分，每空1分）

6、1. 热力学能,宏观动能, 宏观势能2. 大, 小, 03. 大于4. 流体流速, 当地音速 5. 过热. 简答题（30分，每题6分）2. 答:见下图，绝热加湿后（近似等焓）干球温度将减小，湿球温度不变，露点温度升高。hd12Tdb1Tdb2Td1Td2Tw1=Tw22. 答: 见下图pvn=0n=1n=kn=(a)(b)sTn=0n=1n=kn=(a)(b)3. 答:取闭口系统和热源组成孤立系统。 孤立系统熵变等于两者熵变之和，即： 0所以，可以实现，且过程不可逆。4. 答:不同意。熵为状态参数，两者初终态参数相等，故熵变相同。5. 答:制冷系统COP 表达式为, 其中T1 和T2 分别为高

7、低温热源温度。对空调机夏季工况来说，T1.为室外温度，当T1.升高时，由上式可见COP 会降低。. 计算题（共50分）2. 解:由第一定律表达式由题意知： Ein=50 kJ, Eout=8+5=13 kJ. 可见，水的内能变化 2. 解:(a) 由于 , 应选择缩放喷管。(b) 3. 解:(a) 由闭口系统能量方程(b) (c) 孤立系统熵变为故该过程为不可逆的.4. 解:使用2种方法求解. 1) 使用公式解析法；由h-d 图：15 和32 的饱和压力分别为： ps(15)=1.71kPa ps(32)=4.76kPa由能量方程，得：根据 , 所以2) 采用h-d 图法求解。见下图。所求点套

8、题2参考答案一、单项选择题(每小题1分，共15分) 1、C 2、D 3、D 4、A 5、C 6、B 7、A 8、A 9、C 10、B 11、A 12、B 13、B 14、B 15、D二、多项选择题(每小题2分，共10分) 1、ACDE 2、AE 3、AD 4、BD 5、CDE三、填空题(每小题1分，共10分) 1、孤立 2、热力学能、宏观动能、重力位能 3、650 4、cv(T2T1) 5、cnln 6、22、12 7、当地音速 8、环境温度 9、多级压缩、中间冷却 0、0及1四、简答题(每小题5分，共25分) 1、答：它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平衡状态的状态

9、组成的过程。 它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损耗。 一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。 2、答：1kg气体:pv=RrT mkg气体:pV=mRrT 1kmol气体：pVm=RT nkmol气体：pV=nRT Rr是气体常数及物性有关，R是摩尔气体常数及物性无关。 3、答：干饱和蒸汽：x=1,p=ps t=ts v=v,h=h s=s 湿饱和蒸汽：0x1,p=ps t=ts vvv, hhh, sss 4、答：流速为当地音速(Ma=1)时的状态称为流体的临界状态。 流体临界状态的压力(临界压力)及其滞止压力的比

10、值，称为临界压力比。 理想气体的临界压力比只及气体的物性有关(或比热比k有关) 5、答：汽耗率是每作1kwh功(每发1度电)的新蒸汽耗量(汽耗量)。 热耗率是每作1kwh功(每发1度电)的耗热量。 热耗率及热效率是直接关联的，热耗率越高，热效率就越低； 而汽耗率及热效率就没有这种对应关系，汽耗率低不一定热效率高，汽耗率高也不一定热效率低。五、计算题(第41、42、43每小题5分，第44题10分，共25分) 1、解：cv=1229J/(kgk) W=0 U=mcv(T2T1)=2、261、229(591477)=317kJ Q=U=317kJ S=mcvln=2、261、229ln=0、595k

11、J/K 2、解：Sg= =0、73kJ/K Ex1=T0Sg =(273+25)0、73 =217、5kJ 3、解：=0、214 , 4. 准静态过程, 过程无耗散5. 30. 判断题（每题1分，共10分） 1. 2. X 3. X 4. X 5. X 6. X 7. X 8. X 9. X 10. X. 简答题（每题6分，共30分）)pv3. 答:pv Fig. (a) Fig. (b)如上图所示，随着增压比的增加，活塞式压缩机的有效容积V减小，因此容积效率随着增压比的增加而减小。至某一增压比后其容积效率将等于0.4. 答:pvabTSab由p-v和t-s图可见对b情况q0 、u0 5. 答

12、:非饱和湿空气, tdtbtdp饱和湿空气, td=tb=tdp 见下图 tsAttwhd5. 答: Since the area below the curve 12 is larger than that below the curve 1a2, .H is a state property, thus Since, we have .4. 答:12 压缩机 23 冷凝器 34 节流阀 41 蒸发器 制冷量 ， COP3T124s. 计算题 (共 50 分) 3. 解:1) 由能量方程 ,其中W表示热机作功量；Q1 表示从高温热源吸热量； Q2表示向低温热源放热量。再根据热效率的定义式：

13、，可求结果，见下表。2) 工作在527和27热源间的热机最大可能效率 故，热机A 不可能；B 不可逆；C 为可逆。热机吸热(kW)放热 (kW)作功 (kW)热效率 (%)A250.060.4189.676.0B250.017080.032.0C250.093.75156.2562.52. 解: 1) 2) 261.7kJ/kg=-0.28 kJ/(kg.k)3. 解:1) 初态水蒸气分压力为：水蒸气28的饱和压力为3.7814kPa因此，空气露点温度低于28。故终态空气无水蒸气凝结。即d1=d2.所以 水蒸气分压力pv2=pv1=2.81325 kPa2)干空气分压力 pa=pb-pv=10

14、0-2.81325=97.18685kPa3) 相对湿度 4. 解： 1) 临界压力 由于, 因此选择缩放喷管。2) 工程热力学试卷-A参考答案一、判断题（每题1分，共10分）1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、二、填空题（每空1分，共10分）1、 2、物质 能量 3、4、 5、大 大6、减小7、=三、简答题1、答：pvn=0n=1n=kn=123注：每条线2分，共6分。2、答：如右图所示。1）作400C等温线和250C等温线（2分）2）过250C等温线和的交点作等焓线，和400C等温线的 交点即为所求点。（2分）3）沿所求点做垂线和交点温度即为露点温度。查得（约）0C

15、3、答： 12 压缩机（1分） 23 冷凝器（1分） 34 节流阀（1分） 41 蒸发器（1分）制冷量 ，（1分）制冷系数（1分）4、答：查水蒸气表，时，；（3分），（2分）所以水蒸汽为湿饱和蒸汽。（1分） (a) (b) (c) (d)5、答：由喷管流动规律知，在亚音速时，（a）和（c）可作为喷管。（4分） 在超音速时，（b）为喷管。（2分）四、计算题1、答：由多变过程方程式 可得：（2分）由理想气体方程可得：（1分）由理想气体状态方程 （1分）内能变化 （1分）焓变化 （1分）熵变 （2分）功 （2分）由第一定律热量 （2分）或2、解：1) 取容器A内气体为所研究系统，由于容器绝热，且不做

16、功， and .（2分）故 . （1分） （3分）2) （2分）3) 因为温度不变，理想气体焓仅为温度的单值函数，故 （2分）3、解:这是喷管的校核计算问题1)临界压力 （2分）2) 由于 , 则喷管出口压力 MPa （2分）3） （2分）4） （2分）5） （2分）6） （2分）4、Solution:A) 计算法：由水蒸气表，查得：， （1分）可得： （1分） （1分） （1分） （1分）（1分） （1分） （1分） （1分） （2分） （2分）B）作图法：做交点A（温度300C和相对湿度80%）和B（温度200C和相对湿度60%）。 （1分）按照比例，确定C，即为所求混合点。 （1分）由表查得。 （1分）CAB第 18 页