工程热力学矿大套题另附答案.doc

1、 1 套题 1 一、 填空题 （每题 2 分，共 10 分） 1、 tch 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： ， 。 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 = ；若循环工质改成理想气体，则循环的热效率 t = 。 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

2、） 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。 2 （ ） 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

3、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？那个最小？对于饱和空气，三者的大小又如何？试在 dh 图上表示之。 3、 在 sT 上画出四条基本热力过程线，然后划出一条工质受压缩、升温又放热的过程线。 3 3 T 1 2 4 s 4、 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

4、蒸气压缩式制冷循环的 sT 图，试 指出进行各热力过程相应设备 的名称，并写出制冷 量和制冷系数的 计算式。 题四 (5)附图 四、 计算题 （共 40 分，第 2 题和第 5 题选做一道，两道都做者适当加分） 1、定量工质，经过一个由四个过程组成的循环，试填充下表中所缺数据，并判断该循环是正循环还是逆循环。（写出求解步骤）（ 6 分） 过程 Q（ kJ） W（ kJ） U（ kJ） 1-2 1390 0 _ 2-3 0 _ -395 3-4 -1000 0 _ 4-1 0 _ _ 3 4 2、 1 Kg 空气从初态 P1 = 5 bar， T1 = 340 K，在闭口系统中绝热膨胀，其膨胀后

5、的体积 V2 为 V1 的两倍（即 V2=2V1）。求（ 1）如绝热膨胀过程是可逆的，求终态压力及终态温度、膨胀功、熵、内能、焓的变化。（ 2）如进行的是绝热真空自由膨胀过程，求终态压力及终态温度、膨胀功、熵、内能、焓的变化。（ 3）将上述两过程表示在 T S 图上。（ 10 分） 3、压力为 0.1 MPa，温度为 45的湿空气，相对湿度 %70 ，则其露点温度为多少？若湿空气等压冷却到 35，则终态空气相对湿度为多少？水蒸气分压力为多少？（ 12 分） 已知湿空气压力为 0.1 MPa 时： 干球温度 T ( ) 35 36 37 38 39 40 45 50 水蒸气饱和压力 Ps (KP

6、a) 5.622 5.940 6.274 6.624 6.991 7.375 9.582 12.335 5 4、 压力为 4MPa，温度为 560K 的空气进入渐缩喷管射向背压为 1.5MPa 的空间。喷管的出口界面面积为 86cm2。求喷管出口处的压力、出口流速和 流量。设空气比热容为定值， )/( 0 0 4.1 KkgkJc p 。（ 12 分） 5、 有人声称设计出了一热机，工作于 KT 4001 和 KT 2502 之间，当工质从高温热源吸收了 104750 kJ 热量，对外作功 20 kW h，向低温热源放出的热量恒为两者之差，这种热机可能吗？（请用 3 种方法加以证明）（ 10

7、分） 6 中国矿业大学 2008 2009 学年第 一 学期 工程热力学 试卷（ A）卷 考试时间： 100 分 钟 考试方式：闭 卷 学院 班级 姓名 学号（序号） 题 号 一 二 三 四 总分 得 分 阅卷人 一、判断题 （每题 1分，共 10分） 1、 工质经历一可逆循环，其 ds =0，而工质经历一不可逆循环，其 ds 0。（ ） 2、 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。（ ） 3、 闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少。（ ） 4、 在研究热力系统能量平衡时，存在下列关系式： sursys EE = 恒量， sursys SS

8、= 恒量。（ ） 5、 任何动力循环，循环净功 0w 总等于循环净热量 0q ，即总有 00 qw 。（ ） 6、 理想气体的热力学能和焓都仅仅是温度的单值函数。（ ） 7、 绝热系是指与外界没有能量交换的热力系 。（ ） 8、 对任何温度的气体加压都能使其液化 。（ ） 9、由饱和水定压加热为干饱和蒸汽的过程，温度不变。（ ） 10、对湿空气进行冷却，一定可以去湿。（ ） 二、填空题 （每空 1分，共 10分） 1、 当容器内的压力低于于外界时，容器内的绝对压力 p 、真空度 vp 和大气压力 bp之间的压力关系为： 。 2、 孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 7 3、 多原子理想气

9、体的定值比热容 Vc 。 4、 工质在动力循环中 q 0， w 0。（选填“ ”、“ =”、“ ”、“ =”、“ ”） 三、简答题 （每题 6分，共 30分） 1、 sT 图中过程 01 、 02 、 03 如图 所示 。试在 vp 图中画出 相应的三个过程。 2、湿空气干球温度 400C，湿球温度 250C。在 dh 图上示出其状态点，并求取其湿露点温度。 0 8 3、 下图所示为蒸气压缩式制冷循环的 sT 图，试指出进行各热力过程相应设备的名称，并写出制冷量和制冷系数的计算式。 4、已知水蒸气的压力为 0.5MPa，比容 kgkJh /2656 ，问它的状态是否是过热蒸汽？如果不是，那么处

10、于何种状态？ 已知饱和水和饱和水蒸气数据如下： p (105Pa) v (m3/kg) v (m3/kg) h (kJ/kg) h (kJ/kg) s (kJ/(kg.K) s (kJ/(kg.K) 0.5 0.0010301 3.2415 340.57 2646.0 1.0912 7.5951 5.0 0.0010928 0.3748 640.10 2748.5 1.8604 6.8215 3 T 1 2 4 s 3 9 5、当气流速度分别为亚音速和超音速时，下列四种形状的管道中哪些宜于作喷管？ 四、计算题 （共 4题， 50分） 1、 空气的容积 31 2mV ，初态为 MPap 2.01

11、 ， 401t ，压缩到 MPap 12 ，32 5.0 mV 。求该过程的多边指数、热量、功量、内能、熵和焓的变化？（空气： pc =1.004 kJ/(kgK)， R =0.287 kJ/(kgK)）（ 12 分） (a) (b) (c) (d) 10 2、 绝热容器由隔板分成两部分，如图所示。左边 为压力 600 KPa ，温度为 27的空气；右边为真空， 容积是左边的 5倍。现将隔板抽去，空气迅 速膨胀， 充满整个容器。已知空气的 R =0.287 kJ/(kgK)。 试求：该过程 1kg空气的内能、焓和熵的变化。（ 10分） 3、 空气进入一渐缩喷管，进口参数 1p =0.6MPa，

12、 1T =600K，背压 bp =0.2MPa。若喷管内为定熵流动，出口截面积 2A =25cm2，入口流速忽略不计， pc =1.004kJ/（ kgK）， R=0.287 kJ/（ kgK）。试求：出口压力 2p 、出口温度 2T 、出口比容 2v ；、出口流速 2fc 和喷管流量 m 。（ 12分） 4、一股流量 600 kg/min，相对湿度 801 %，温度 301t 0C 的湿空气与另一股流量 150 kg/min，相对湿度 602 %，温度 202t 0C 相混合，已知当地大气压 B=0.1MPa，试分别用计算法和图解法求混合后湿空气温度和相对湿度？（ 16分） 已知 0.1MPa 下饱和湿空气参数如下： 温度 t（ 0C） 30 28 26 24 22 20 水蒸汽饱和分压力ps（ kPa） 4.295 3.825 3.401 3.019 2.674 2.364 空 真 气 空 气