热工习题标准答案学习教案

1、会计学1热工习题热工习题(xt)标准答案标准答案第一页，共31页。2008.2一、选择题一、选择题1. 1. 已知当地大气压已知当地大气压 Pb , Pb , 表压力读数表压力读数(dsh)(dsh)为为 Pe , Pe , 则绝对压力则绝对压力P P为为（）。（）。 (a) P= Pb - Pe (b) P= Pe - Pb (c) P= Pb + Pe 2. A 2. A 点是海平面某点，点是海平面某点， B B点是高原上一点，试问点是高原上一点，试问 A A、B B处哪点处哪点沸水沸水(fi shu)(fi shu)温度高（）温度高（） ca(a) A (a) A 点点 （b b） B

2、B 点点 (c) (c)同样同样(tngyng)(tngyng)高高 3.3.以下（）措施，不能提高蒸汽朗肯循环的热效率。以下（）措施，不能提高蒸汽朗肯循环的热效率。 c(a) (a) 提高新汽温度（提高新汽温度（b b）提高新汽压力（）提高新汽压力（c c）提高乏汽压力）提高乏汽压力 第1页/共31页第二页，共31页。2008.24.4.同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（缩和多变压缩（ 1nk 1nk ）到达）到达(dod)(dod)同一终压，耗同一终压，耗功最大的的是（功最大的的是（ ）过程）过程 b(a)定温压缩定温压缩

3、(y su) （b）绝热压缩）绝热压缩(y su) （c）多变压缩）多变压缩(y su)（ 1nk ） 5.5.twhq 适用适用(shyng)(shyng)于（于（ ） a(a) 稳流开口系统稳流开口系统 (b) 闭口系统闭口系统 (c) 任意系统任意系统 (d) 非稳流开口系统非稳流开口系统 6. 6. 处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是（关系正确的是（ ）。）。 c0),( TF 0),( pF 0),( pTF (a) (b) (c) 7 7在在T-s T-s 图上，经过同一状态点的理想气体等压过程线斜率的图上，

4、经过同一状态点的理想气体等压过程线斜率的绝对值比等容过程线斜率的绝对值（绝对值比等容过程线斜率的绝对值（ ） b(a) 大大 (b)小小 (c)相等相等 (d)可能大，也可能小可能大，也可能小 第2页/共31页第三页，共31页。2008.28 8理想气体理想气体(qt) 1kg (qt) 1kg 经历一不可逆过程，对外做功经历一不可逆过程，对外做功20kJ 20kJ 放热放热20kJ 20kJ ，则气体，则气体(qt)(qt)温度变化为（温度变化为（ ） b(a) 提高提高(t go) (b)下降下降 (c)不变不变 9 9理想气体理想气体(l xin q t)(l xin q t)等温过程的

5、技术功为（等温过程的技术功为（ ） c21hh 2111lnppVp)(21pp (a) （b）0 (c)（d） 10.10.理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（ ） c(a) 升高升高 （b） 降低降低 (c) 不变不变 （d） 无法确定无法确定 11.11.随着压力的提高，饱和水的汽化潜热将（随着压力的提高，饱和水的汽化潜热将（ ） b(a) (a) 增大增大 （b b）减小）减小 (c) (c) 维持不变维持不变 第3页/共31页第四页，共31页。2008.2 12. 12.一理想气体一理想气体(l xin q t)(l xin

6、 q t)其初始温度为其初始温度为1373K 1373K ，经定，经定容放热后其出口温度为容放热后其出口温度为443K 443K ，该理想气体，该理想气体(l xin q t)(l xin q t)初初终态压力值比为（终态压力值比为（ ） c(a) 3.1 倍倍 (b) 6.47 倍倍 (c) 0.323 倍倍 (d) 2.864 倍倍 第4页/共31页第五页，共31页。2008.2二、判断二、判断(pndun)(pndun)正误（划正误（划“”“”或或“”号）号）1.1.热力热力(rl)(rl)系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在

7、的，也可以是假想的。是实际存在的，也可以是假想的。 （ ） 2.2.热力系统热力系统(xtng)(xtng)放热后，系统放热后，系统(xtng)(xtng)的熵一定减少的熵一定减少。 ( ) ( ) 3.3.理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。 ( ( ) ) 4.4.因为不可逆过程不可能因为不可逆过程不可能 T Ts s 图上表示，所以也不能计图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。算过程的熵变量。 ( ( ) )5.5.水蒸汽绝热膨胀过程中的技术功水蒸汽绝热膨胀过程中的技术功Tchwpt ( ) ( ) 第5页/共3

8、1页第六页，共31页。2008.26.6.循环循环(xnhun)(xnhun)的热效率越高，所得到的循环的热效率越高，所得到的循环(xnhun)(xnhun)净功也越大。净功也越大。( ) ( ) 7.7.任何任何(rnh)(rnh)可逆循环的热效率都相等。可逆循环的热效率都相等。 ( ) ( ) 8.8.实际气体的压缩因子可能实际气体的压缩因子可能(knng)(knng)等于等于 1 1 。 （ ） 9. 9.水蒸气在定温过程前后温度不变水蒸气在定温过程前后温度不变其内能也不变。其内能也不变。( ) ( ) 10 10供热系数一定大于供热系数一定大于 1 1 ，制冷系数也一定大于，制冷系数也

9、一定大于 1 1 。 ( ) ( ) 11 11沸腾状态的水总是烫手的。沸腾状态的水总是烫手的。 ( ) ( ) 1212绝热过程一定是定熵过程。绝热过程一定是定熵过程。 ( ) ( ) 1313系统从外界吸收热量，温度一定升高。系统从外界吸收热量，温度一定升高。( )( ) 1414平衡状态不一定是均匀状态。平衡状态不一定是均匀状态。 （ ）1515理想气体不可能进行吸热而降温的过程。理想气体不可能进行吸热而降温的过程。 ( )( )第6页/共31页第七页，共31页。2008.21616经不可逆循环，工质无法经不可逆循环，工质无法(wf)(wf)恢复为原来状态。恢复为原来状态。 ( ) (

10、) 1717多变过程多变过程(guchng)(guchng)即任意过程即任意过程(guchng)( )(guchng)( )。 1818在相同温度的高温在相同温度的高温(gown)(gown)热源和低温热源之间工作的卡诺循环热源和低温热源之间工作的卡诺循环效率最高，其他循环的效率都小于卡诺循环的效率效率最高，其他循环的效率都小于卡诺循环的效率 ( ) ( )。 1919热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆（可逆（ ）。）。 2020提高活塞式压气机的增压比，压气机的容积效率将减小（提高活塞式压气机的增压比，压气机的容积效率将减小（

11、 ）。）。 第7页/共31页第八页，共31页。2008.2三、填空三、填空(tinkng)(tinkng)1.1.理想气体理想气体(l xin q t)(l xin q t)在一热力过程中，其热力在一热力过程中，其热力学能增加学能增加 50J 50J ，同时外界对系统做功为，同时外界对系统做功为 100J 100J 。则该热。则该热力系统传给外界的热量为力系统传给外界的热量为 J J 。 502.2.在理想气体的定温过程中，初、终参数压力在理想气体的定温过程中，初、终参数压力(yl)(yl)与体积的与体积的关系为。关系为。pcvc3.3.已知氧气在已知氧气在250K250K时时 =0.913

12、kJ/(kg=0.913 kJ/(kgK)K)， =0.653 kJ/(kg=0.653 kJ/(kgK)K)。则该气体的。则该气体的气体常数气体常数Rg =Rg = kJkJ/(kg/(kgK)K)。 0.264.4.热的品位比机械能的品位热的品位比机械能的品位 ( () )。 低低第8页/共31页第九页，共31页。2008.25.5.水在定压加热过程水在定压加热过程(guchng)(guchng)中吸收热量成为过热蒸中吸收热量成为过热蒸汽必需要经历五种状态的变化，即未饱和水、饱和水、汽必需要经历五种状态的变化，即未饱和水、饱和水、 、 干饱和蒸汽及过热蒸汽。干饱和蒸汽及过热蒸汽。 湿蒸汽湿

13、蒸汽(zhn q)6.6.氧气瓶中的氧气容积氧气瓶中的氧气容积(rngj)(rngj)是是 0.4m3 0.4m3 ，氧气压力为，氧气压力为 10MPa 10MPa ，设氧气的内能为设氧气的内能为 8100kJ 8100kJ ，则氧气的焓值为，则氧气的焓值为 kJ. kJ. 121007 7当湿蒸汽的干度当湿蒸汽的干度x x0 0 时，工质全部为时，工质全部为 。 饱和水饱和水8. 8. 一热泵工作时向高温热源传递热量一热泵工作时向高温热源传递热量 50kJ, 50kJ, 消耗掉的机械消耗掉的机械能能 20 kJ, 20 kJ, 供暖系数为供暖系数为 。 2.59. 9. 稳定流动系统能量方程

14、式稳定流动系统能量方程式vdpdhq的适用条件的适用条件 。任何工质的稳定流动，可逆过程任何工质的稳定流动，可逆过程第9页/共31页第十页，共31页。2008.21010露点是对应露点是对应(duyng)(duyng)于湿空气中水蒸汽分压力下的于湿空气中水蒸汽分压力下的 温温度。度。 饱和饱和(boh)1111工质在温度为工质在温度为30 30 的恒温热源和的恒温热源和20 20 的恒温冷源之间工的恒温冷源之间工作作(gngzu)(gngzu)，该循环的最高制冷系数为，该循环的最高制冷系数为 。 5.11212一理想气体初始温度为一理想气体初始温度为 25 25 ，压力为，压力为 1Mpa 1

15、Mpa ，经定容过程到达，经定容过程到达终态，这时压力为终态，这时压力为 2.5Mpa 2.5Mpa 其终态温度为其终态温度为 。 409.7第10页/共31页第十一页，共31页。2008.2的关系的关系(gun x)(gun x)？的函数的函数(hnsh)(hnsh)关系式，并分析关系式，并分析和和四、证明四、证明(zhngmng)、作图、简答、作图、简答1 1、试推导出压缩空气制冷循环的制冷系数、试推导出压缩空气制冷循环的制冷系数与循环的增压比与循环的增压比 令令12/ pp 带入上式，带入上式， 第11页/共31页第十二页，共31页。2008.2得得 111kk，由此式可知，由此式可知(

16、k (k zh)zh)， 越小，越小， 越大；反之越大；反之(fnzh)(fnzh)，越大，越大， 越小。越小。 2 2、试画出压气机两级压缩中间冷却的、试画出压气机两级压缩中间冷却的p-V p-V 图图, ,并表示出与单级压缩并表示出与单级压缩相比相比(xin b)(xin b)少消耗的功量。少消耗的功量。第12页/共31页第十三页，共31页。2008.23 3、试述膨胀功、技术功和流动功的意义、试述膨胀功、技术功和流动功的意义(yy)(yy)，并将可，并将可逆过程的膨胀功和技术功表示在逆过程的膨胀功和技术功表示在 P-V P-V 图上。图上。闭口闭口(b (b ku)ku)系系 开口开口(

17、ki (ki ku)ku)系系 第13页/共31页第十四页，共31页。2008.24 4、画出压缩蒸汽、画出压缩蒸汽(zhn q)(zhn q)制冷循环的制冷循环的 T-s T-s 图，并图，并写出循环的制冷量写出循环的制冷量cq、制冷、制冷(zhlng)(zhlng)系数系数的表达式。的表达式。第14页/共31页第十五页，共31页。2008.25 5、试写出卡诺循环、试写出卡诺循环(xnhun)(xnhun)的组成和循环的组成和循环(xnhun)(xnhun)热热效率计算公式。通过此公式得出什么重要结论？效率计算公式。通过此公式得出什么重要结论？ 卡诺循环由两个卡诺循环由两个(lin )(l

18、in )等温过程和两个等温过程和两个(lin )(lin )绝热过程绝热过程组成，其热效率计算公式：组成，其热效率计算公式：121TT ，通过，通过(tnggu)(tnggu)卡诺循环卡诺循环得到的得到的结论：结论：（ 1 1 ）卡诺循环的热效率之决定于高温热源和低温热源的温度）卡诺循环的热效率之决定于高温热源和低温热源的温度 （ 2 2 ）卡诺循环的热效率只能小于）卡诺循环的热效率只能小于1 1 ，决不能等于，决不能等于1 1 （ 3 3 ）第二类永动机是不可能存在的）第二类永动机是不可能存在的 第15页/共31页第十六页，共31页。2008.2五、计算五、计算(j sun)1 1、进入某汽

19、轮机的新蒸汽、进入某汽轮机的新蒸汽(zhn q)(zhn q)比焓为比焓为 h1 h1 =3000kJ/kg =3000kJ/kg ，流速为，流速为 C1 =50m/s C1 =50m/s 。由汽轮机排出的乏汽。由汽轮机排出的乏汽的比焓降为的比焓降为 h2 =2000kJ/kg h2 =2000kJ/kg ，流速为，流速为 C2 =120m/s C2 =120m/s ，汽轮，汽轮机对环境散热为机对环境散热为 6.81 6.81 10 5 kJ/h 10 5 kJ/h ，忽略高度差的影响，忽略高度差的影响。设蒸汽。设蒸汽(zhn q)(zhn q)流量为流量为4040吨吨 / / 小时，求该汽轮

20、机的功小时，求该汽轮机的功率。率。 第16页/共31页第十七页，共31页。2008.22 2、 一制冷一制冷(zhlng)(zhlng)机在机在 -15 -15 和和 30 30 的热源间工作的热源间工作，若其吸热量为，若其吸热量为 20kW 20kW ，循环制冷，循环制冷(zhlng)(zhlng)系数是同温系数是同温限间逆向卡诺循环的限间逆向卡诺循环的7575，试计算：（，试计算：（1 1）散热量；（）散热量；（2 2）循环净耗功量循环净耗功量 (1(1）散热量）散热量 =24.65 kW =24.65 kW (2(2）净耗功量）净耗功量 kW kW 第17页/共31页第十八页，共31页。

21、2008.23 3、理想气体、理想气体(l xin q t)(l xin q t)逆向循环逆向循环 1-2-3-1 1-2-3-1。其中。其中 1- 1-2 2 为绝热膨胀过程，为绝热膨胀过程， 2-3 2-3 为等压吸热过程，为等压吸热过程， 3-1 3-1 为等温放为等温放热过程。已知点热过程。已知点1 1的温度的温度 T1 =1500K T1 =1500K ，压力，压力P1 =0.1Mpa; P1 =0.1Mpa; 点点2 2的温度的温度 T2 =300K T2 =300K 。如果循环中的工质为。如果循环中的工质为 1kg 1kg 空气，其定空气，其定压比热压比热 cp =1.01kJ/

22、kg.K cp =1.01kJ/kg.K ，k=1.4 k=1.4 。 求：（求：（ 1 1 ）做出该循环的）做出该循环的 P-V P-V 图及图及 T-S T-S 图；图； （ 2 2 ）求该循环的制冷系数。）求该循环的制冷系数。 第18页/共31页第十九页，共31页。2008.2第19页/共31页第二十页，共31页。2008.2 =0.1MPa =0.1MPa，气压表，气压表1 1读数读数(dsh)(dsh)为为=0.1013MPa=0.1013MPa，气压表，气压表2 2 读数读数(dsh)(dsh)为为4 4、容器、容器(rngq)(rngq)被分隔成被分隔成 A A、B B 两室，如

23、附图所示。已知当两室，如附图所示。已知当地大气压力地大气压力bp2eBp1eAp=0.294MPa=0.294MPa。求气压表。求气压表3 3的读的读数。数。 第20页/共31页第二十一页，共31页。2008.2SHU ,pc5 5、有、有5kg5kg的空气，初态时的空气，初态时T1 =477K,P1 =0.32MpaT1 =477K,P1 =0.32Mpa，经可逆定，经可逆定容加热容加热(ji r)(ji r)，终温，终温T2 =600K.T2 =600K.设空气为理想气体，求设空气为理想气体，求过程过程(guchng)(guchng)功及过程功及过程(guchng)(guchng)热热量量

24、Rg=287J/( kgK)Rg=287J/( kgK)， =1.005 kJ/( kg =1.005 kJ/( kgK)K)） kJkJkJ/KkJ/K过程过程(guchng)(guchng)功为功为 0 0 ，过程过程(guchng)(guchng)热量热量 第21页/共31页第二十二页，共31页。2008.26 6、空气、空气(kngq)(kngq)初态为初态为 p1 =0.1MPa p1 =0.1MPa、t1 =20t1 =20，经过二级，经过二级活塞式压气机后，压力提高到活塞式压气机后，压力提高到4.9MPa4.9MPa，假定各级压缩过程的，假定各级压缩过程的多变指数多变指数n=1.

25、3n=1.3。试求：（。试求：（1 1）以耗功最小为前提的各级压比）以耗功最小为前提的各级压比；（；（2 2）生产）生产1kg 1kg 压缩空气压缩空气(kngq)(kngq)理论上消耗的功；（理论上消耗的功；（3 3）各级气缸的出口温度；（各级气缸的出口温度；（4 4）若采用单级压缩，压气机消耗的）若采用单级压缩，压气机消耗的功及出口温度。功及出口温度。(Rg=0.287kJ/(Rg=0.287kJ/（kgkkgk）) ) （1 1） (2) (2) (3) (3) 第22页/共31页第二十三页，共31页。2008.2(4) (4) 7 7、利用逆向卡诺机作为热泵向房间、利用逆向卡诺机作为热

26、泵向房间(fngjin)(fngjin)供热，设室外供热，设室外温度为温度为 -10 -10，室内温度保持，室内温度保持2020。要求每小时向室内供热。要求每小时向室内供热4105 . 2 kJkJ。试问：。试问：1 1）每小时从室外吸收多少）每小时从室外吸收多少(dusho)(dusho)热量？热量？3 3）热泵）热泵(r bn)(r bn)由电动机驱动，如电动机效率为由电动机驱动，如电动机效率为95%95%，电动机的功，电动机的功率多大？率多大？ 2 2）此循环的供暖系数多大？）此循环的供暖系数多大？第23页/共31页第二十四页，共31页。2008.2第24页/共31页第二十五页，共31页

27、。2008.28 8、 某车间从温度为某车间从温度为-23-23的仓库中领来一只容积为的仓库中领来一只容积为0.04m3 0.04m3 ，指示压力为，指示压力为150bar150bar的氧气瓶。该氧气瓶长期未经使用，为的氧气瓶。该氧气瓶长期未经使用，为了车间安全，安全检查员发现该氧气瓶上压力表指示压力为了车间安全，安全检查员发现该氧气瓶上压力表指示压力为152bar152bar，车间温度为，车间温度为1717。当时当地的大气压力为。当时当地的大气压力为760mmHg760mmHg。问该氧气瓶是否。问该氧气瓶是否(sh fu)(sh fu)漏气？如漏气，试计算漏去的漏气？如漏气，试计算漏去的氧气量。设氧气量。设Rg=0.2599 J/(kgK)Rg=0.2599 J/(kgK)，760mmHg=1.0133760mmHg=1.0133105 105 Pa Pa 可见(kjin)，该氧气瓶漏气，漏去的氧气量为 1.1766 kg 第25页/共31页第二十六页，共31页。2008.29 9、某卡诺热机每分钟从、某卡诺热机每分钟从 500 500的热源吸热的热源吸热5000kJ,5000kJ,向向3030的环境放热的环境放热. .试求试求: : ）该循环的热效率）该循环的热效率 ）该循环的放热量