工程热力学期末试卷与答案

1、一是非题、1两种湿空气的相对湿度相等，贝I吸收水蒸汽的能力也相等。（）2闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（）3容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（）度与理压力气的表在达绝式为容器中作自由膨胀，则气体温4.不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（A）全部水变成水蒸汽（B）部分水变成水蒸汽（C）部分或全部水变成水蒸汽（D）不能确定5（）过程是可逆过程。（A）可以从终态回复到初态的（B）没有摩擦的（C）.没有摩擦的准静态过程（D）没有温差的p2（p1对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。（）T2Ti5.6

2、工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。（）7对于过热水蒸气，干度降低对于量将喷管若气流9膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量（）x1（）的初参数界流量二.已选择温度（10分含湿量d即能确定湿空气的状态。1如果热机从热源吸热100kJ,对外作功100kJ,则（）。（A）违反热力学第一定律；（B）违反热力学第二定律；（C）不违反第一、第二定律；（D）A和B。现将喷管尾部0截去一气体通勰速喷流流变化为（的环境中'A流速减小，流量不变（B）流速不变，流量增加C流速不变，流量不变（D）流速减小，流量增大3系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取

3、决于（）:C）系響初、（终态;；（D）|统所熵历的过程器滋工质放热压缩升温的7滎纂製需将乖鲁鈿g低温时较。,在高温时较3,在临界温度为。4. 理想气体的多变比热公式为5. 采用Z级冷却的压气机，其最佳压力比公式为四、名词解释（每题2分，共8分）1. 卡诺定理：2. 理想气体3. 水蒸气的汽化潜热5.含湿量五简答题（8分）呈式2.已知房间内湿空气的td、twet温度，试用HT喲定性隣嗨该理pVS图K）,并将此多厂工一门，”仃此夕图和T上热力过程线）。（14分）嘅能j灌护越口蒸汽参数为pl=13.5bar,口矢计算题"共54分）1. 质量为2kg的某理想气体，在可逆多变过05MPa降至n

4、1MDcV曰乍出膨胀功重cc腰定值比热pv勺图上先画出父圮書数礼点拿够8bar的干饱和蒸WgOr,试求：汽轮机的竄事耳量出甫寿内15不里再.僅也产生压鑑人流量为曙懸气，已知压气机pi=lbar,t1=20°C,如为不可逆绝热压缩，实际消耗功是理论轴功的115倍，求c賓已諏疇険沁K）'耗消际。场gKk/IlJ/口出机0=0，Ql=2500K£试10分）tl=527°C>T2=27°C量功作。的加10环增V6>X7、X8、V9>X10、X5)v)分1>分oIXA4、A5、.25一IX的：及：.簷R=4.篥量一1>二1、B

5、2>A3、三.填空题（10分）1、大于0,小于；2、湿蒸汽中含干蒸汽的质量/湿蒸汽的总质量3、小，大,04、eV騎效率n1的一切可逆循环，等，与采用哪种工质无关。2.在同温热源与同温冷源之间的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。im；髀為龍購勰胃积幕髀辭豔聽大，分子间相互吸引力小到可以忽略不计时，这种状态的气体便基本符合理想气体模型。蜚倉霜亟胡冀普热：将饱和液体转变成同温度的干饱和V与同S的比相对湿度：湿空气的绝对湿度温度下饱和空气的饱和绝对湿度值，称相对湿度。五简答题（8分）1、证明：据能量方程：由于Tpv，代入上式得6.对于过热水蒸气，干度x10cp当进口流速为超音速时,整理得出

6、，二丫A-lnp+ln/>K常数1门0/=常数M=常数上式即为绝热过程方程式。2twet的温度线，与相对|、答：在h100%交温度一点a,从a点沿等焓线I湿度线与温度t-7值为t的温度线交于一点b,b点几位室内】：空气状态参数。如右图所示。六计算题(共54分)=1.2437kJ/(kg?K)和cv度与m体表在达绝式热为容器中作自由膨胀，则气体温k1T2P2kT1P1()5对一渐放型喷管,1=0.9567kJ/(kg?K)°、背压为0275MPa,出口流速2125263kg/s心实际功量6176kJ/kg,理想功量kJ/kg,493功量：冷源熵5的增排放给冷源的热量3非题(J/K

7、一.是分)1作一性质不随时间而变化的状态。2、功作用的平宏衡状热态是指系统在无外界影响的条件下，不考虑外力、管过程是否可逆的开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、ds=0，而ds>0。()经历一不可逆循7.在研究热力系统能量平衡时，存在下列关系式:EE=恒量,syssurassys+ASsur=恒量。()多若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，增大到临界流量。()9膨胀功、流动功和技术功都是与过程路径有关的过程量()10在管道内定爛流动过程中，各点的滞止参数都相同。()二.选择题(10分)1.湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化(A)U=0(B)U>0(C)AU<0(D)U<

8、;0或厶U>0务车的驴压缩气体所耗理222pdvd(pv)Pdu+Pw(A)(B)(C)P2v111希虛猛俨Z级)压气机压力比的分(八A)pi=(PZ+1+P1)/Z(B)pi=(PZ+1/P1)1/Z(C)pi=PZ+l/Pl(D)pi=(PZ+1/P1)/Z4. 工质爛减少的过程(A)不能进行(B)可以进行(C)必须伴随自发过程才能进行5. 闭口系统功的计算式W=U1-U2适用于可逆与不可逆的绝热过程。只适用于绝热自由膨胀过程。只适用于理想气体的绝热过程O只适用于可逆绝热过程。!q=系统与外界传热量q=，诺循环包括两个.水蒸汽的汽化潜热在低一温时温度为斜率是图上，定压_气体音速的计算

9、式:溺数=n=系统,与外界传热量过程和两个,-,过程在高程热量、功量内能过程化,求这两种情况下的终态参数，（空气，：比较两cp=1.004kJ/(kgK),R=0.287kJ/(kgK)(20分)定容线的斜率是_，马赫数的定义式为:4线的斜5四、名词解释（每题2分，共8分）1孤立系统镶焓力学第二定律及数学5相对湿度五简答题（8分）1闭口系统从温度为300K的热源中取热500kJ,系统熵增加20kJ/K，问这一过程能否实现，为什么2已知房间内湿空气的气状态。六计算题（共t、twet温度，试用Hd图定性的确定湿空54分)1空气的初态为p1=150kPa,t1=27°C,今压缩2kg空气，

10、使其容积为原来的若分别进14。2某热机在T1=1800K和T2=450K的热源间进行卡诺循环，若工质从热源吸热1000KJ，试计算：（A）循环的最大功？（B）如果工质在吸热过程中与高温热源的50K，则该热效率是多少？（C）如果循环过程中，不仅存在传热温差，并由于摩擦使循环功减小10KJ，则热机的热效率是多少？（14分）.3已知气体燃烧产物的cp=1.089kJ/kgK和k=1.36,并以流量m=45kg/s流经一喷管，进口p1=1bar、T1=1100K、c1=1800m/s。喷管出口气体的压力p2=0343bar，喷管的流量系数cd=0.96;喷管效率为=088。求合适的喉部截面积、喷管出口

11、的截面积和出口温度。（空气：cp=1.004kJ/（kgK）,R=0.287kJ/（kgK）（20分）一是非题（10分）1>V2>V3、x4、X5>v6、x7、X8>V9、X10、V二选择题（10分）1、B2、C3、B4、B5、A三填空题（10分）1、功W；内能U2、定温变化过程，定熵变化3、小，大，04、对数曲线，对数曲线热力学第二定律：克劳修斯说法：不可能把热量从低温物体传体浦不克起其他变化。开尔文造KelviriPlank）说法：不可能制的循环发一浦朗之完全变成机械能湿度：湿空气的绝度对（简答题分）。对度湿度V与同温度下饱和空气的饱和的比绝对湿度值，akpvkRT

12、（每题词解萝分分交：力状量，写在一起，弓I入一新的物理量，称为焓。共:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质统。分，将流动工质传递的总能量中，取决于工质的热1、答：能实现q对于可逆过程的爛有：ds，则系统从热源取热时的可能达到的最小爛增为：T500kJi.67kJ/s20kJ/k1.67kJ/k,因此该dsk,过程是可300K以实现的。d图上，沿t十的温度线，与相对鍛线薦思士丛a点沿等恰线与艸图野讣算题（共/54分）t的温度线交于一点b,内空气状态参100%交于一b点几位室1解：1、定温压缩过程时:据理想气体状态方程：pVmRT可知初状态下体积mRT20.287(27273)3V1148mip

13、15010s287据plvlP2V2,定温过程，即丁2，且V?1VH13此辱TiT24600kP4p2vlpiV2p4150a色温压缩终态参T300K,V22287m3,1p2人600kPa零等温，过即：程，内能变化为U0kJ150p1压缩功：WmRTInP2律热力学第一定Q20.287150300In600238.7kJpp(v1)k41.41044.7kPa热量程放出QW2、可逆绝热压缩过:二、:程：同样可知:V2uW2387k=Jk1k11.411t2v据：=1vkT2卩)v24T(12v)(27273)421V2即可逆绝热压缩终态参数445.8K1V287m314据绝热过程方程pvpv式.pVkpVk1122Uc(TT)(1.0040.287)(445.8v21104.5k300)J287m,3p匚2为：V2因，该过：为可逆绝热压Q0kJ内能变化为：1044.7kPa,T445.8K过程的压缩功为:W二2解：-二U1045kJ(A)按照卡诺