工程热力学第16讲-题型与样题.ppt

工程热力学 第十六讲 山东大学机械工程学院 过程装备与控制工程研究所,过程装备与控制工程专业,模拟练习 填空：1*20 选择：1*15 简答： 3*2 证明： 7*1 计算： 8*4 综合：10*2,填空题（每空1分）,如果一个过程是_过程，而且过程中不存在_，那么这个过程就是可逆过程。 理想气体的实质是实际气体在压力趋近于_，比容趋近于_时的极限状态。 _是能发生气液相转变的最高温度。 能量的传递形式有三种，即_、_、_。 热能向机械能的转化通常总是通过工质在热力设备中进行_、_、_、_等一系列热力状态变化过程而实现的。,填空题（每空1分）,朗肯循环由两个_过程和两个_过程组成。 吸收式制冷是以_为补偿条件的。 对处于化学平衡的反应系统，降低温度，反应向_的方向进行；增加压力，反应向_的方向进行。 若 反应热效应为-393MJ/kmol， 的反应热效应为-283MJ/kmol，则 的反应热效应为_MJ/kmol。 锅炉是将_转变为_的设备。,选择题（每题1分）,1使用温度计测量温度的原理可用热力学第_定律来说明。 A零 B一 C二 D三 2在_图中，过程曲线下的面积代表可逆过程中单位质量工质所获得的热量。 Ap-v Bp-T CT-s Dh-s 3以气体为工质无法实现卡诺循环，是因为两个_过程难以实现。 A定压 B定温 C定容 D定熵 4恒温恒压过程中，_的减少等于物系所做的最大非体积功。 A内能 B自由能 C焓 D自由焓 5用_可以表示非理想溶液与理想溶液的偏差程度。 A活度 B逸度 C活度系数 D逸度系数,选择题（每题1分）,6不可逆的绝热过程中，工质的熵_。 A增大 B减小 C不变 D不能确定 7往复式压气机的理想压气功等于工质状态变化过程中的_。 A容积功 B技术功 C推动功 D非体积功 8_过程不属于自发过程。 A热水变冷 B燃料燃烧 C溶液混合 D气体压缩 9湿空气的干球温度一定_湿球温度。 A大于 B小于 C不大于 D不小于 10当湿空气单纯被加热时，其_保持不变。 A含湿量 B相对湿度 C绝对湿度 D焓,选择题（每题1分）,11_定律是化工过程吸收操作的理论依据。 A拉乌尔 B亨利 C赫斯 D阿马伽 12从热力学角度来看，_属于封闭系统。 A电冰箱 B燃料电池 C加湿器 D内燃机 13理想气体的内能仅仅是_的函数。 A比容 B压力 C温度 D熵 14实际气体方程中，_方程具有坚实的理论基础。 A范德华 B维里 CS-R-K DP-R 15对实际过程，热力学第二定律的表述形式不正确的是_。 A任何循环的热效率小于1 B克劳修斯积分小于0 C熵产小于0 D孤立系统熵增,简答题,1提高蒸汽朗肯动力循环热效率有哪些方法？ 2为什么合成氨反应每隔一段时间就需要进行一次放空处理？,证明题,用热力学第二定律证明热传导的不可逆性。,计算题,1 有1kmol理想气体先定温膨胀到原来容积的2倍，再绝热压缩到原来的压力，试计算过程的熵变。 2 组成理想溶液的两纯组分在某一温度下的饱和蒸气压分别为100KPa和200KPa。求该温度下压力为1.6bar时该溶液的汽液平衡两相组成。 3 有甲、乙两个物体，质量均为m，比热均为c，甲物体初温为T1，乙物体初温为T2，T1T2。若在两物体之间安排一个可逆热机工作，直至两物体温度相同为止，求此过程中可逆热机所作出的功。 4 汽提乙苯脱氢反应在某温度时的化学平衡常数为Kp=0.2。若原料中乙苯和水蒸气的比例为1:9，求常压下该化学反应的平衡组成。,综合题,1 活塞把气缸分成左右两部分，分别以A、B计名。气缸和活塞均由刚性理想绝热材料制成，活塞与气缸间无摩擦。初始状态，活塞两侧各有1kg理想气体(气体常数为R，定容比热为cV，绝热指数为k)，压力均为p1，温度均为T1。现对A加热至B中气体压力为p2，试计算此过程中A内气体吸收的热量。 2 某一个由等熵压缩、等容加热、等压加热、等熵膨胀、等容放热过程组成的循环，若去掉其中某一过程（原过程先后顺序不变），由剩余四个过程组成循环，指出哪些循环是可能的，哪些循环是不可能的，并将原循环以及后来组成的可能和不可能的循环表示在p-v和T-s图上。,模拟练习参考答案,填空、选择参考答案,1 准平衡、耗散效应； 2 零，无穷； 3 临界温度； 4 做功、传热、随物质进出系统而带入或带出的物质本身所具有的能量； 5 吸热，膨胀，放热，压缩； 6 定压，绝热； 7 直接利用热能； 8 放热，摩尔数减小； 9 -110； 10 燃料的化学能，水或水蒸气的热能。 选择：A C B D C A B D D A B C C B C,简答题参考答案,1提高蒸汽朗肯动力循环热效率有哪些方法？ 提高朗肯循环热效率方法主要有： （1）改变循环参数。具体方法包括提高蒸汽初温度、提高蒸汽初压、降低乏汽压力。 （2）改变循环形式。引入再热循环、回热循环或新型动力循环（如PFBC-CC、IGCC）。 2为什么合成氨反应每隔一段时间就需要进行一次放空处理？ 在合成氨的原料气中常常含有氩气、甲烷等气体，这些气体虽不参加反应，但是却增加了系统中气体的总摩尔数，影响了平衡组成。氨合成转化反应是一个总摩尔数减小的反应。根据平衡移动原理，氩气、甲烷的存在使得该反应向逆向移动。 因此，当氩气和甲烷积累过多时就会影响氨的产率，所以每隔一段时间就需要进行一次放空处理。,证明题参考答案,用热力学第二定律证明热传导的不可逆性。 答案参考p36 例2-10,计算题1参考答案,1 有1kmol理想气体先定温膨胀到原来容积的2倍，再绝热压缩到原来的压力，试计算过程的熵变。,计算题2参考答案,2 组成理想溶液的两纯组分在某一温度下的饱和蒸气压分别为100KPa和200KPa。求该温度下压力为1.6bar时该溶液的汽液平衡两相组成。,计算题3参考答案,3 有甲、乙两个物体，质量均为m，比热均为c，甲物体初温为T1，乙物体初温为T2，T1T2。若在两物体之间安排一个可逆热机工作，直至两物体温度相同为止，求此过程中可逆热机所作出的功。,计算题,4 汽提乙苯脱氢反应在某温度时的化学平衡常数为Kp=0.2。若原料中乙苯和水蒸气的比例为1:9，求常压下该化学反应的平衡组成。,综合题1参考答案,1 活塞把气缸分成左右两部分，分别以A、B计名。气缸和活塞均由刚性理想绝热材料制成，活塞与气缸间无摩擦。初始状态时，活塞两侧各有1kg理想气体(气体常数为R，定容比热为cV，绝热指数为k)，压力均为p1，温度均为T1。现对A加热至B中气体压力为p2，试计算此过程中A内气体吸收的热量。,综合题2参考答案,2 某一个由等熵压缩、等容加热、等压加热、等熵膨胀、等容放热过程组成的循环，若去掉其中某一过程（原过程先后顺序不变），由剩余四个过程组成循环，指出哪些循环是可能的，哪些循环是不可能的，并将原循环以及后来组成的可能和不可能的循环表示在p-v和T-s图上。,思考题,思考题,CH0 热能和机械能连续转换需要满足什么条件？,CH1 热力学基本状态参数有哪几个? 准静态过程有什么意义？ 系统处于平衡状态的充要条件。 实现可逆过程的充分条件。 正循环和逆循环的作用。 有人说，不可逆过程是无法恢复到初始状态的过程，这种说法对吗？,思考题,CH2 状态量和过程量有何不同? 容积功、推动功、技术功、轴功有何区别和联系？ 什么条件下容积功可以表示为pdv？ 焓的物理意义。 怎样用坐标图表示容积功和技术功？,CH3 北方冬天晾在外边的衣服，是否经过液相？ 有没有500C的液态水？有没有-3 的水蒸汽？ 范德瓦尔方程的意义。 实际气体状态方程有哪四类?,思考题,CH4 自行车压力通常应维持在0.25MPa左右，用手动打气筒向轮胎充气时用湿毛巾包在打气筒外壁，会有什么后果？ 压气机若已实现等温压缩，是否还有必要进行分级压缩，中间冷却，为什么？,CH6 朗肯循环与卡诺循环有何区别? 提高朗肯循环热效率有哪些方法? 简要说明朗肯循环再热、回热的原理。 为何要采用热电联供循环？ 常用制冷循环有哪几种?分别说明其原理。 一直敞开冰箱门能制冷整个房间吗？,思考题,CH7 定温定压体系相平衡判据有哪几种？ 为什么冬天可用洒盐水的方法除雪？,CH8 为什么合成氨反应每隔一段时间就需要进行一次放空处理？,计算题,计算题内容,状态计算：p T v H S U A G （理想气体）过程计算：q w 效率计算 过程方向判断 典型热力过程计算（综合） 纯组分相平衡计算 稀溶液计算 理想溶液相平衡计算 反应热效应计算 化学平衡组成计算,计算题复习参考,作业 例题：eg2-1,2-6,2-10,3-2,4-1,7-1,7-2,7-4,8-1,8-