工程热力学2017试卷B试卷标准答案

1、浙江科技学院考试试卷第 页共 页2016- 2017学年第1学期B试卷标准答案考试科目工程热力学考试方式 闭 完成时限120分钟拟题人 许友生 审核人 批准人 2016年1_月 J0 日机械与汽车工程学院2015年级能源与环境系统工程专业题序一二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 加分人 复核人得分命题:签名一、是非题（每小题2分，共20分）1.根据平衡态的定义，不受外界影响的系统，其稳定态就是平衡态。（正确）2 .不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程。（错误）3 .饱和湿蒸汽的干球温度等于湿球温度等于露点温度。（正确）4 .已知饱和湿蒸汽的温度和压力不能确定其他状态参数。（正确）5 .自

2、然界的过程都是朝着嫡增大的方向进行，因此嫡减小过程是不可能实现的。（错误）6 .郎肯循环基础上实现再热可提高循环热效率。（正确）7 .热力过程中，工质向外界放热，其温度不一定降低。（正确）8 .节流过程是一个等烙过程。（错误）9 .不可逆过程& S无法计算。（错误）10 .不可逆过程可自发进行。（正确）二、选择题（每小题2分，共20分）11 开口系统是指（A ）的系统 A与外界有物质交换B与外界有热量交换| C与外界有物质交换没有热量交换D与外界有功的交换2与外界只发生热量的交换的热力系统，不可能是（ D ）A封闭系统B绝热系统C开口系统 D B+C 3当系统从热源吸收一定数量的热量时，工质绝

3、对温度越高，则系统嫡的变化越小,热量转变为功的程度（B ）A越小 B越大 C不受影响D均不对4不考虑化学反应和电磁效应的热力系统，过程的不可逆因素是（A ）耗散效应 不同 工质的混合热传递膨胀ABCD5在压容图上，可逆态过程-用一条连续曲线表示，不可逆过程（B ）用一条连续曲线表不。A可以/可以B可以/不可以C不可以/可以D不可以/不可以6对于一定质量的理想气体，不可能发生的过程是（ A ）A气体绝热压缩，温度降低B气体放热，温度升高C气体绝热膨胀，温度降低D气体吸热，温度升高7在T_S图上，某嫡减小的理想气体可逆过程线下的面积表示该过程中系统所 （C ）A吸收的热量B对外做的功量C放出的热量

4、 D消耗的外界功8提高循环热效率的不正确的途径是（ D ）A尽量提高高温热源温度B尽量降低地问热源温度C尽可能使实际的热力循环接近理想卡诺循环D 尽量增大各种传热温差9对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是（A ）A定温放热，压强增大B定容吸热，温度不变C绝热膨胀，温度升高D定温压缩，气体吸热10下列说法中（D ）不对。1公斤油在100c是具有很大的能量；空气中的氧气和氮气具有不同的温度和体积；实际气体在压力较低的时就可以当作理想气体；实际气体在温度较高时就可以当做理想气体。A BCD三、简答题。（本大题共2小题，每小题6分，共12分）B1 .若工质从同一初态出发，分别经可逆绝热过程与不可逆

5、绝热过程到达相同的终压，两过程终态嫡如何？答：从T-S图上可以看出，从同一初态出发，达到相同的终压（注意仅为 相同终压，不是相同状态）：1）对于可逆绝热过程，嫡增为零，2）对于不可逆绝热过程，嫡流为零，嫡产大于零，因此嫡要增大。由于工质从同一个初态出发，因此不可逆绝热过程终态的嫡要大于可逆绝热过程终态的嫡。2.蒸气压缩制冷循环与空气压缩制冷循环相比有哪些优点？为什么有些时候还要用空气压缩制冷循环？答：蒸汽压缩制冷循环中吸、放热过程是依靠工质的相变潜热，通常相变潜热是比较大的，因此与空气压缩制冷循环相比，蒸汽压缩制冷循环有以下两个优点：1）工质单位质量的制冷量大， 这就决定了在相同的制冷能力下，

6、蒸汽压缩制冷系统的体积小于空气压缩制冷系统；2）由于工质是相变传热（工质侧温度在两相区内恒定），因此缩小了传热温差，减小了温差传热导致的不可逆性。但随着回热和叶轮式压缩机和膨胀机技术的出现，空气压缩制冷循环再一次得到了人们的注意。对于采用回热和叶轮机械的空气压缩制冷循环，工质流量大大提高， 同时实际循环的制冷系数也有所提高。当制冷温度不是很低， 且对设备体积要求不高时，可以考虑采用空气压缩制冷循环。四、证明题：（本题13分）任意一个Maxwell关系可以导出其余的 Maxwell关系;答：对于简单可压缩纯物质系统，证明如下：三二人若已知 v s二s v则利用循环关系式和倒数式有下面的结果I禽.

7、(1口.(l/SldT/V禽力一 I氏41.绝热封闭的气缸中贮有不可压缩的液体 0.002 m3,通过活塞使液体的压力从 0.2 MPa提高到 4 MPa (图2-15)。试求：(1)外界对流体所作的功；计算题1 图五、计算题(其中第1道15分，第2道20分，共35分)(2)液体热力学能的变化；(3)液体燃的变化。解:(1)由于液体是不可压缩的，所以外界对流体所作的功为零：W = 0(2)由闭口系能量方程：Q =AU + W因为绝热，Q = 0又不作功W = 0所以AU = 0即液体的热力学内能没有变化。(3)虽然液体热力学能未变，但是由于其压力提高了，而容积不变，所以始增加了 (H = U

8、工(PV) =0 0.002(4 - 0.2) 106 = 7.6 kJ2.空气从T1 = 300 K、p1 = 0.1 MPa压缩到p2 = 0.6 MPa。试计算过程的膨胀功(压缩 功)、技术功和热量，设过程是 (1)定温的、(2)定嫡的、(3)多变的(n=1.25)。按定 比热容理想气体计算，不考虑摩擦。解:依题意计算过程如下：(1)定温过程计算P20.1=WtT =qT =RTln 2 =28.71 300 InP10.6=154.324kJ/kg(2)定嫡过程计算1k0 -1ko J0.2871 300I他RT1 1 -| 1 31.41 J丝产 ,93-143.978kJ/kgWt

9、s =k0Ws =1.4 (143.930) = -201.513kJ /kg qs =0(3)多变过程计算=1.25 (相关处都换成n)1W =-1RT1 1 21 0.2871 300 1.25 -11.251产,I。-148.477kJ / kgWt =k0W =1.25 (-148.477) =-185.596kJ/kgcv0 -CP0 /.q =)=cv0cp0-11.25 0.718 -1.005-X1.25 -1/b.6 7300 M 931.251.25-3001TJ1-55.595kJ / kg现将计算结果列表如下:WqT-154.324-154.324-154.324S-143.138-201.5130n-148.477-185.596-55.595从以上结果可见，定温压缩耗功最小，因为在定温压缩过程中，产生的热量及 时散出去了，在相同压力下比容较小，所以消耗的技术功较少；对定嫡压缩来说，于是绝热的，压缩产生的热量散不出去,使得工质的温度升高,在相同压力下比容较 大，所以消耗的技术功较多。在实际压缩过程中，定温压缩做不到，而等嫡压缩又耗功较多