工程热力学矿大套题另附答案

1套题1一、填空题（每题2分，共10分）1、对于理想气体适用于热力过程；对于实际气体适用于TCHP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；若循T环工质改成理想气体，则循环的热效率。T5、用压缩因子表示的实际气体状态方程式为，表示式中表示。VZ二、是非题（每题1分，共10分）（对者，错者）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图上表示之。DH3、在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ST的过程线。33T124S4、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、下图所示为蒸气压缩式制冷循环的图，试S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）1213900_230_3953410000_410_342、1KG空气从初态P15BAR，T1340K，在闭口系统中绝热膨胀，其膨胀后的体积V2为V1的两倍（即V22V1）。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TS图上。（10分）3、压力为01MPA，温度为45的湿空气，相对湿度，则其露点温度为70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01MPA时干球温度T3536373839404550水蒸气饱和压力PSKPA56225940627466246991737595821233554、压力为4MPA，温度为560K的空气进入渐缩喷管射向背压为15MPA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，。（12分）/041KGJCP5、有人声称设计出了一热机，工作于和之间，当工质从KT401250高温热源吸收了104750KJ热量，对外作功20KWH，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分）6中国矿业大学20082009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0，而工质经历一不可逆循环，其0。（DSDS）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，存在下列关系式恒量，SURYE恒量。（）SURSYS5、任何动力循环，循环净功总等于循环净热量，即总有。（0W0Q0QW）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、真空度和大气压力PV7之间的压力关系为。BP2、孤立系是与外界无任何和交换的热力系。3、多原子理想气体的定值比热容。VC4、工质在动力循环中0，0。（选填“”、“”、“”、“”、“SSB、SSSC、SSS9、电厂热力设备中，内的热力过程可视为定温过程。A、锅炉B、汽轮机C、凝汽器D、水泵10、可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为ADHVDPB、DHVDPC、DHPDVD、DHPDV11、水蒸汽动力循环的下列设备中,有效能损失最大的设备是A、锅炉B、汽轮机C、凝汽器D、水泵12、活塞式压气机的余隙容积增大使A、WC增大,V减小B、WC不变,V减小C、WC不变,V不变D、WC减小,V减小13、已知燃气轮机理想定压加热循环压气机进,出口空气的温度为T1、T2燃烧室出口燃气温度为T3,则其理想循环热效率为A、1B、1C、1D、114、饱和湿空气的相对湿度（）A、1B、1C、”,”、“”、或“”）。4马赫数的定义为和的比值。5未饱和湿空气所含的水蒸气处于状态。（填“过热”、“干饱和”或“湿饱和”）三、简答题（30分，每题6分）221未饱和湿空气经历绝热加湿（等焓）过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化2在PV和TS图上画出下列过程A,B01QN12,VN3一闭口系统经历一过程，系统熵变为25KJ/K，在过程中系统从300K的热源中吸热600KJ，问系统是否可以实现此过程。4系统从某一初态经一可逆过程和一非可逆过程分别到达同一终态，有人认为非可逆过程系统的熵变大于可逆过程的熵变，你同意这种观点吗为什么5夏季当室外温度升高时，空调制冷机的COP如何变化四、计算题（共50分）1现加热一装有水的垂直放置的气缸活塞系统。已知此过程中加热热量为50KJ，通过气缸壁散出热量8KJ，气缸对外作膨胀功5KJ。求此过程水的内能变化（8分）2空气初态为P104MPA、T1450K，初速忽略不计。经一背压为PB01MPA喷管绝热可逆膨胀。若空气的RG0287KJ/KGK；CP1005KJ/KGK；CP/CV14；临界压力比CR0528；试求（1）在设计时应选用什么形状的喷管（2）喷管出口截面上空气的流速CF2、温度T2；（3）若通过喷管的空气质量流量为QM1KG/S，求喷管出口截面积。（15分）233025KG的CO在闭口系中由P1025MPA、T1120膨胀到P20125MPA、T225，产生膨胀功W8KJ。计算（1）过程的热量（2）系统的熵变（3）判断过程是否可逆。已知环境的温度T025，CO的气体常数,（15分）/740KKGJCV/297KKGJRG4温度为15、相对湿度为40室外冷空气和温度为32、相对湿度为70的室内热空气混合。已知冷空气质量流量为40KG/MIN，热空气的质量流量为30KG/MIN，求汇合后气流的温度和相对湿度。（HD图见附图）（12分）套题3一、填空（10分，每空1分）246可逆过程膨胀功和技术功的计算式分别为_和_。WT7测得湿空气的三个温度18，20和25，则此湿空气的干球、湿球和露点温度分别为_,_和_8活塞式压缩机由于余隙容积的存在，压缩所消耗的理论功_，产气量_，随压缩比增大，容积效率_。（填“增加”，“不变”或“减少”）9热效率计算公式适用于_过程。12QT10某工质在过程中内能增加15KJ，对外做功15KJ，则此过程中工质与外界交换热量Q_KJ。二、判断题（10分，每题1分）1循环的净功总等于循环的净热量。（）2不可逆过程的熵产总是大于零。（）3湿空气的含湿量表示1KG湿空气中水蒸气的含量。（）4闭口系吸热熵一定增加。（）5经过一个不可逆循环，系统和外界均无法完全恢复原态。（）6可逆循环满足，而不可逆循环。（）0DS0DS7实际气体的压缩因子Z不可能等于1。（）8水蒸气的汽化潜热随温度的增加而减小。（）9孤立系统的能量和熵均守恒。（）10仅适用于理想气体的定比热情况。（）GVPRC三、简答题（30分，每题6分）1简述能量和功的异同2在PV和TS图上画出下列过程A）B）12,1TKN0,10QN3在湿空气的HD图上表示出湿空气先冷却去湿，再加热升温的过程。4试比较图中过程12和过程1A2下列各量的大小A）和B）12WA25和C）和12H21A1Q2A6若分别以某种服从的气体（其中B为物性常数）和理想气体TRBVPG为工质在两个恒温热源之间进行卡诺循环，试比较哪个循环的热效率大一些，为什么四、计算题（共50分）11KG空气由压力85MPA，温度900的初态经一可逆过程膨胀到温度为217，比容为127M3/KG的终态，求1）此过程的多变指数；2）过程的功量W、热量Q、熵变、内能变化、焓变。、SUH/870KKGJRG。（12分）/051KKGJCP2空气进入一喷管，其进口参数P106MPA、T1600K，背压PB02MPA，喷管出口截面积25CM2，试确定喷管的形状及喷管出口