工程热力学2019试卷A1试卷标准

浙江科技学院2018-2019学年第1学期A1试卷标准答案考试科目工程热力学考试方式闭达成时限120分钟拟题人许友生审查人同意人2019年1月21日机械与能源工程学院2017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名署名姓命题：一、是非题（每题1分，共10分）得分（错）1、孤立系统的熵与能量都是守恒的。2、实质气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体。（对）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。（错）号线学4、在T—S图上，随意二条可逆绝热过程线不可以订交。（对）订装5、再热循环的主要目的是提升汽轮机尾部排汽干度。（对）6、一热力循环的热效率都可用η=1－q2/q1=1－T2/T1计之。（错）7、孤立系统达到均衡时总熵达极大值。（对）8、一桶拥有环境温度的河水与一杯开水，前者的可用能大于后者。（错）9、凡切合热力学第必定律的过程就必定能实现。（错）级班10、卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度，而与工质的性质无（对）业专二、选择题（每题2分，共30分）1、蒸汽压缩制冷系统是(C)得分A绝热系统B孤立系统C关闭系统D张口系统2、当理想气体的密度不变而压力高升时，其比容(C)A增大B减少C不变D不必定3、当系统从热源汲取必定数目的热量时，工质绝对温度----，则系统熵的变化----热量转变成功的程度-----(A)A越高/越小/越大B越高/越大/越大C越低/越小/越小D越低/越小/越大4、强胸怀与系统的质量-----，-----可加性(B)相关/不拥有B没关/不拥有C相关/拥有D没关/拥有5、以下(B)不是状态参数A热效率B内能C表压力D质量6、以下参数与热力过程相关的是(B)A温度B热量C压力D比容7、绝对压力p，表压力Pg，真空度Pv与大气压力Pa之间的关系（以鼓风机为例）(A)①进口处P=Pa-Pv;②出口处P=Pa+Pg；③进口处P=Pa-Pg；④出口处P=Pa+PvA①、②对B③、④对C①、④对D②、③对8、不考虑化学反响和电磁效应的热力系统，过程的不行逆要素是(A)①耗散效应②不一样工质的混淆③热传达④膨胀A①②B②③C③④D①④9、对于状态变化过程(C)①非静态过程在压容图上没法用一条连续曲线表示；②系统进行了一个过程后，如能使系统沿着与原过程相反的方向恢复初态，则这样的过程称为可逆过程；③内外均衡是可逆过程的充分和必需条件；④只有无摩擦的准静态过程才是可逆过程。A①④对B②③对C①③④对D②对10、在温熵图上，准静态过程----用一条连续曲线表示，非准静态过程----用一条连续曲线表示。(B)A能够/能够

B

能够/不可以够

C不可以够

/能够

D

不可以够

/不可以够指出以下各对观点之间主要的差异

(

每题

2分，共

10分)11、对于共和热量的实质差异，正确的选项是(C)A热量是系统与外界发生能量传达时系统内能变化的胸怀，而功是因为外界重物的起落而产生的系统与外界的互相作用，它不是内能变化的胸怀热量是系统的状态参数，功是系统状态变化所经历的门路的函数功是规则运动的能量传达方式，压力差是做功的驱动力，热量是不规则热运动的能量传达方式，温度差事热量传达的驱动力A和C12、如循环的目的是从低温热源吸热，则该循环是(A)A制冷循环B热机循环C正循环D热泵循环13、从逆卡诺循环能够看出，同时提升蒸发温度和冷凝温度能够(D)制冷系数A降低B提升C不改变D没法确立14、卡诺循环包含(C)过程定容加热，定容放热，绝热膨胀，绝热压缩定温加热，定温放热，绝热膨胀，绝热压缩可逆定温加热，可逆定温放热，可逆绝热膨胀，可逆绝热压缩可逆定压加热，可逆定压放热，可逆绝热膨胀，可逆绝热压缩15、气体在喷管中流动，当其音速大于当地音速时，应采纳A缩放形B放缩形C缩短性D扩充形

(D)

喷管三、简答题（每道5分，共10分）得分1、均衡态与稳固态的联系与差异。

不受外界影响的系统稳固态是不是均衡态答：均衡态和稳固态拥有同样的外在表现，即系统状态参数不随时间变化；二者的差异在于均衡态的实质是不均衡势差为零，而稳固态同意不均衡势差的存在，如稳固导热（2分）。可见，均衡必稳固；反之，稳固未必均衡。（1分）依据均衡态的定义，不受外界影响的系统，其稳固态就是均衡态。（1分）在不受外界影响（重力场除外）的条件下，假如系统的状态参数不随时间变化，则该系统所处的状态称为均衡状态。（1分）2、理想气体定温膨胀过程中汲取的热量能够所有变换为功，这能否违犯热力学第二定律为何答：理想气体定温膨胀过程中汲取的热量能够所有变换为功，这个过程不违犯热力学第二定律。（2分）因为在上述过程中，气体的体积变大，也就是说这个热量所有变换为功的过程惹起了其余变化，所以不违犯热力学第二定律。（1分）同时，理想气体定温膨胀过程只是是一个独自的过程，而不是一个循环，这就意味着这个过程不可以连续不停地将热量所有变换为功，所以从这个角度来讲上述过程也不违反热力学第二定律。（2分）四、证明题：（每道10分，共10分,二选一道做）1、证明绝热过程方程式得分证明：据能量方程：1分）因为pvT，1分）代入上式得2分）即或2分）整理得出（4分）上式即为绝热过程方程式。2、假如开氏表述不建立，则克氏表述也不建立。证明：用反证法热机从高温热源T1汲取热量Q1，所有变成实用的功W而不产生其余影响。（3分）这样我们就能够用这部热机输出的功W去驱动另一部制冷机，它在低温热源汲取热量Q2，在高温热源放Q2+W。（3分）于是两部热机结合起来总的成效等于一步热机，它从低温热源汲取Q2，在高温热源放出Q2，别的没有其余变化。（3分）这是违犯克劳斯修表述的。以上我们从正反双方面证了然克氏和开氏的表述是等价的。（1分）五、计算题（此中第1道10分，第2道10分，第3道20分，共40分）1、气体在某一过程中吸入热量12kJ，同时热力学能增添20kJ。问此过得分程是膨胀过程仍是压缩过程对外所作的功是多少（不考虑摩擦）（10分）[解]：由闭嘴系能量方程：UW2分）又不考虑摩擦，故有2U1Pdv2分）所以21PdvQU12208kW（2分）因为P0所以dV0所以，这一过程是压缩过程，外界需耗费功8kW。（4分）2、空气从300K定压加热到900K。试按理想气体计算每千克空气汲取的热量及熵的变化：按定比热容计算；利用比定压热容经验公式计算；10分）[解]：(1)qphh2h1cp0(T2T1)1.005(900300)603kJ/kgScp0lnT21005ln9001.1041kJ/(kg?K)T1300（5分）(2)qpT2cp0lnT2a(TT)a1(T2T2)T1T10212210.9705(900300)0.06791(90022582.324.447638.797210.9966

a2(T3T3)a3(T4T4)343002)0.1658(90033003)0.06788(90043004)34634.55kJ/(kg?K)STcp0Ta(TT)a2T2)a(T3T3)2dTaln22(T3T1T0T12122132110.9755ln9000.06791(900300)1030.1658(90023002)10630020.06788933310(900300)1.066200.040760.596880.01588391.1508kJ/(kg?K)（5分）3、在以氩气为工质，在温度为1200K和TPP300K的两个恒温热源之间进行回热卡诺1回热循环(图4-20)。已知p1=p4=MPaT11200K2；p2=p3=MPa，试计算各过程的功、T2300K43热量及循环的热效率。假如不采纳回热器，过程4→1由热源供热，过程2→3向冷O源排热。这时循环的热效率为若干因为不等温传热而惹起的整个孤立系（包含热源、冷源和热机）的熵增为若干（按定比热容理想气体计算）提示Ar，Cpo0.5208kJ/(kggk)，R0.2081kJ/(kggk)（20分）

s图解：12定温吸热膨胀过程：p2q1TW1TW1tTRT1lnp11.5676.25kJ/kg0.20811200ln0.1（3分）23定压放热过程qph3h2cp0(T3T2)0.5208(300200)468.72kJ/kgWtp0Wpp(V3V2)R(T3T2)0.2081(300200)187.29kJ/kg（3分）34等温放热压缩过程q2TW2TW2t,TRT2ln0.1

p3p40.5（3分）41定压吸热过程qph1h4Cp0(T1T4)0.5208(1200300)468.72kJ/kgWtp0Wpp(V1V2)R(T1T4)0.2081(1200300)187.29kJ/kg（3分）回热卡诺循环热效率wocqoctcq