湖南大学工程热力学试题及答案

1、考试中心填写： 诚信应考,考试作弊将带来严重后果!_年月日考试用湖南大学课程考试试卷湖南大学课程考试试卷题号-一一二二二四五六七八九十总分应得分1510201540100实得分评卷人课程名称：工程热力学_A_;课程编码： 试卷编号：_B_ ;考试时间：120分钟装订线（错的打“ X湖南大学教务处考试中心、名词解释题（每题3分，共15分）1. 简单可压缩系统：与环境的功交换只有体积变化功的可压缩系统。2. 平衡状态：一个热力系统在不受环境影响（重力场除外）的条件下，如果其状态参数不随时间变化，同时热力系统内外建立了热和力的平衡，则该热力系统处于热和力的平衡状态。3. 稳定流动：若流动过程中开口系

2、统内部及其边界上各点工质的热力参数及运动参 数都不随时间而发生变化。4熵增原理：孤立系统（定质量系）的熵通常总是增大的，极限情况时不变，永不 可能减小。5比热容：单位质量工质吸热使之温度升高（或降低）1K所需的热量。、判断题（下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打“每题1分，共10分）1. 理想气体任意两个状态参数确定之后，气体的状态就确定了。2理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式Cp Cv Rg。（）3. 不可逆过程不能 T-s图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。（）4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。 （）5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过

3、程是否可逆，有无耗散效应。（）6. 自发过程都是不可逆过程， 非自发过程都是可逆过程。 （）7. 活塞式压气机应采用隔热措施， 使压缩过程接近绝热过程。 （）8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。 （）9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。 （）10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。（）三、选择题（每小题2分，共20分）1.理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（）。A. 热力学能；B.熵；C.压力；D.温度 2. q u pdv适用于(B)A理想气体可逆过程B切气体可逆过程C理想气体一切过程D理想气体准静态过程3.下面参数中，量纲不相同的有（B ）A.比热容 B.

4、比焓 C.质量气体常数D.比熵4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（C ）。A.空气作功量大于其热力学能增量;B. 空气作功量等于其热力学能增量;C. 空气作功量小于其热力学能增量；D.无法确定5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大？（A ）。A. 100oC， 20bar ； B. 200 oC， 10bar ； C. 100 oC， 10bar ； D. 150 oC， 15bar6. 某制冷机在热源T1=300K及冷源T2=250K之间工作，其输入功W为25kJ，从冷源湖南大学课程考试试卷装订线题目不得超过此线吸热量Q,2为110kJ,此制冷机是（ C ）。A.可逆的；B.不可逆的

5、；C.不可能的；D.可逆或不可逆的7. 工质不可逆稳态稳流经某控制容积，则此控制容积内，则：（B ）。A.储能不变，熵增大B.储能不变，熵不变C.储能增大，熵增大D.储能增大，熵不变8. 理想气体进行了一个降温，升压的多变过程，则多变指数n满足：（B ）A. n>k ；B.n<k ；C.n= k D 不能确定9. 系统经过不可逆循环过程后，其熵变（B ）A.大于0 ;B.等于0 ；C.小于0 ； D.不定10. 在密闭门窗的房间内，有一台启动的冰箱，将冰箱门打开，经一段时间运行，则室内温度将（B ）A.降低；B.升高；C.不变；D.不定四、简答题（共15分）1.某理想气体经历了下述

6、循环：某理想气体经历了下述循环：（I）等容吸热，压强从 P1升高到P2 ；（ II）可逆绝热膨胀，压强从P2又回到P1；（ III）等压压缩，体积又回到循环的初始值，分别在 p-v图及T-s图上画出这个循环。（5分）湖南大学答：2. 热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达式。（10分）答：热力学第一定律实质上就是能量守恒与转换定律，即热力过程中参与转换和传 递的能量在数量上是守恒的。其表达式为dEiso=0。对于常用的闭口系和稳定流动开口系其表达式为 q= Au+w 和 q= Ah+1/2 Acf+g &+w s=少+w t。热力学第二定律实质上揭示了热力过程的方

7、向、条件和限度，揭示了能量品质 的高低。只有同时满足热力学第一定律和第二定律的过程才能实现。其表达式为 。卫0 、 S上dSso0、T 或 T。3. 压气机高压缩比时为什么采用多级压缩中间冷却方式？（画图说明） 答：采用多级压缩、中间冷却，有如下一些好处：1）可降低排气温度 2 ）可减少压气机耗功量3 ）对于活塞式压气机可提高压气机的容积效率五、计算题（共40分）1.空气在气缸中被压缩，由pi=0.12MPa , ti=35 C经多变过程达到p2=1.0MPa，如多变指数n=1.35，在压缩过程中放出的热量全部为环境所吸收，环境温度 压缩1kg空气，求由环境与空气所组成的孤立系统的熵的变化。空

8、气Rg=0.287kJ/（kg K）、比热容可取定值，cp=1.004kJ/（kg K） （15 分）解：T°=300K ，如气体常数V1RgT1287* 30851.2*1030.737m /kgn 1T2Ti * (止)n =308*(1/0.12 ) 0.259 = 533.4KV2P2287*533.41.0*1060.153m3/kgcvcp Rg 1.004 0.287 0.717kJ /(kg K)k=1.4Q mqn k1 35 14mcJT 2 TJ 1* 0.717*(533.4 308)n 10.3523.09kJS1T2m(cv In -1*(0.717In

9、5330.287In3080.737=-0.057 kJ/KS223.09/3000.077 kJ/KS 0.02 kJ/K湖南大学课程考试试卷:2.某理想气体循环1-2-3-1如图所示(1i为等压放热)，试：I-(1)画出该循环的T-s图；:(2)导出该循环热效率 n与X= P2的关系;!P1p2:(3)分析入=对热效率的影响。(15分)!P1: 解：(1) T-s图如下图所示：2为定容加热、23为等熵膨胀、31湖南装订线题目不得超过此线(2)七 1 生 1 皿1 k(T3/T1 1)q Cv(T2 T1)(T2/T1 1)由于 $2S13，贝Ucv ln T2cp ln T3T1PT1于是T2Tt3又1-2为定容过程，则TTiP2Pi1/k1/k1/k(3 )当入增大时，循环效率 n增大。3.已知A、B、C 3个恒温热源的温度分别为500K, 400K和300K，有可逆机在这 3个热源间