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文档简介
工程热力学试题(本科)判断题没有容积变化的过程,就一定不能对外作功。()当压力超过临界压力,温度低于临界温度时,虬0处于液态。()容积比热就是容积保持不变时的比热。()公式p1v1/T1=p2v2/T2不适合于理想气体的不可逆过程。()提高蒸发温度,降低冷凝温度可提高制冷系数。()系统经历一可逆定温过程,由于温度没有变化,故不能与外界交换热量。采用热电循环的主要目的在于提高其热效率。()提周初压和降低终压,均可提周郎肯循环热效率。()饱和空气的十球温度。露点温度,湿球温度均相等。()准静态过程不一定是可逆过程。()不论过程可逆与否,传热量均可用JTds表示。()使系统嫡减小的过程可以实现。()13绝热节流过程即是等粉过程。()在冷却塔中,能够将水温降低到大气温度以下。()采用热电循环后,其循环热效率提高。()对于未饱和空气,干■球温度N湿球温度N露点温度。()闭口系统水蒸汽的定温过程,水蒸汽的吸热量等于膨胀功。()系统吸热温度必然升高。()可逆过程一定是准静态过程。()气体的比热可以从-8变化至0+8的任何值。()21流动功的大小仅于工质的状态有关,而于过程无关。()临界温度以上,工质始终处于气态。()工质经不可逆循环后小ds=0.()24..系统内质量保持不变,则一定是闭口系统。()绝热前后的粉相等,因此温度一定相等。()由于绝热的原因,绝热压缩耗功较定温压缩少。()气体膨胀则压力一定降低,吸热则温度一定升高。()流动工质向绝热真空刚性容器充气,充气终了时容器内气体的温度大于充入气体温度。()流动工质向绝热真空弹性容器充气,充气终了时容器内气体的温度大于充入气体温度。()容积效率的大小仅与余隙容积有关。()渐缩喷管中,当背压小于临界压力时,气流不能在管内达到充分膨胀。()定压反应热效应总是大于定容反应热效应。()热能可以全部转变成机械能。()系统的状态参数保持不变,则系统一定处于平衡状态。均匀则一定平衡。反之平衡也一定均匀。只有当比热为定值时,理想气体才存在c—C=RoPV刚形容器内湿空气保持温度不变,若充入少量十空气,则容器内湿空气的含湿量和相对湿度都减小。闭口系统进行了一个过程,如果嫡增加了,则一定是从外界吸收了热量。闭口绝热系统的嫡不可能减少。孤立系统的火跳能减小,不能增加。理想气体可逆定温过程,工质的膨胀功等于技术功。二:选择题Pvk=常数(k=Cp/Cv)适用于:A)一切绝热过程。B)理想气体绝热过程。C)任何气体可逆绝热过程D)理想气体可逆绝热过程工质的嫡增加,意味着工质的:A)Q顷。B)QNOC)Q=0。D)Q不确定。Q=/H+m/C2/2+mg/z+w适用于:A)开口系统任何过程。B)稳定流动过程。C)可逆稳定流动过程。C)理想气体稳定流动过程。湿空气处在一定温度及压力下,湿空气的密度越大,贝U:A)含湿量越大。B)含湿量越小。C)含湿量多少不一定。Q=/U+JPdV适用于:A)闭口系统任何过程。B)闭口系统理想气体可逆过程。C)闭口系统任何工质可逆过程。混合气体中容积较大的组分,其摩尔成分:A)较大。B)较小。C)不确定。已知空气V=900升,压力表读数为3bar,温度为70°C则其质量为:X105X0.9)/(8314X40)(kg),式中错误有:A)一处。B)两处。C)三处。s=cvlnT2//T1+Rln()适用于:A)理想气体可逆过程。B)理想气体任何过程。C)任何工质任何过程。Au=cAT,Ah=cAT适用于:vmpmA)一切工质的定压过程。B)一切工质的定容过程。C)理想气体任何过程。n=1-T/T适用于:t21A)理想气体卡诺循环。B)任何工质卡诺循环。C)理想气体可逆热机循环。系统的总储存能为:A)U.B)U+PV.C)U+mc2/2+mgz.D)U+PV+mc2/2+mgz.一流体流,在一稳流装置内经历一不可逆过程,加给装置的功是5KJ,从装置带走的热量是10KJ,该流体的嫡变:A)为正。B)为负。C)可正可负Q=/U+W适用于:A)闭口系统任何工质任何过程。B)闭口系统理想气体任何过程。B)闭口系统任何工质可逆过程。一热机按某种循环工作,自温度T]=2000K的热源吸热1000KJ,向温度为T2=300K的冷源放热100KJ,则该热机为:A)可逆。B)不可逆。C)不可能。理想气体经历一不可逆绝热过程,该过程中工质的技术功为:m=Pv/RT=(3A)w=-fvdpB)w=u-u.C)w=h-hLLJ.LJ..湿空气压力一定时,其水蒸汽的分压力取决于:A)含湿量。B)相对湿度。C)十球温度。判断后,选出正确答案。A)无约束的自由膨胀为一可逆过程。B)混合过程是一不可逆过程。C)准静态过程就是可逆过程。q二1-q/q适用于:t21A)理想气体卡诺循环。B)任何工质热机循环。D)理想气体可逆热机循环。采用热电循环的主要目的是:A)提高热效率。B)降低单位功率燃料的消耗量。C)提周热能利用系数。滞止压力为4bar的亚音速气流,流入Ibar的环境中,为使其在喷管中充分膨胀,宜采用:A)渐缩喷管。B)渐扩喷管。C)缩放型喷管。有一渐缩型喷管和缩放型喷管。如渐缩型喷管出口截面积与缩放型喷管的喉部截面积相等,进口滞止参数也相等,出口背压Pb<Pc,则这两个喷管出口处:A)流速相等,流量不相等。B)流速,流量都相等。C)流量相等,流速不相等。三:填充题,可逆过程技术功的计算式3=(6分)可逆过程膨胀功的计算式3二,并将其表小在P—v图上。,可逆过程技术功的计算式3=(6分)P氧气的平均定压比热C80=0.914kj/kg.k,c195=0.933奴则:c195=CI195=p80u80(4分)在给出的水蒸汽h-s图上,标示下列水蒸汽状态点。粉为h的未饱和水.1粉为h的饱和水.2粉为h,t的湿蒸汽.21压力为p的饱和蒸汽.1汽液性质相同的状态点.(5分)在给出的湿空气h-d图上,标示出下列热力过程。h(1)A-1:加热过程.A—2:干■燥冷却过程.A—3:绝热加湿过程.A-4:等温加湿过程.(4分)在给出的T—S图及InP-h图上示意性地画出一般蒸气压缩式制冷循环,并写出制冷系数(£),制冷剂流量(m),压缩机功率(N)的表示式。(制冷量为Q)。TOC\o"1-5"\h\z10Talnp►ShS=m=1N=(12分)在湿空气的粉湿图上表示出A点所对应的露点温度(t)湿球温度(t),含deww湿量(d),并将A-B的绝热加湿过程示意性地表示出来。(共5分)7-在水蒸汽的T-S图,P-V图及h-S图上表示出朗肯蒸汽动力循环(不忽略泵功),并写出其热效率表示式。(共9分)写出卡诺循环的热效率nc=;逆卡诺循环的制冷系数£=;供热系数£=TOC\o"1-5"\h\z1c2c(共6分)理想气体经历一不可逆绝热过程,由初态1变化至终态2则有:△S=Au=;Ah=:w=;W(共10分)如下图所小,2—3为定容过程,1—3为定压过程,1—2为绝热过程试求:(1)在T—S图上表小相应热力过程。(2)判断下列各量的大小:/U/u;/h/h;刀s/s1-22-31-32-31-3q1-3q;2-3w1-3W・2-3定质量理想气体经历由四个可逆过程组成的循环,1-2为可逆绝热过程;2-3为多变过程;3-4为可逆绝热过程;4T为定容过程。试求:填充表内所缺数据。将该循环表示在p-v图及T-s图上。判断是热机还是制冷机,并求出n七或£1。(共10分)过程QkjAUkjWKJ1-20470.72-3547.3164.23-404-1-209.60p下图所示为一蒸气压缩式制冷循环,试求:(1)将其表示在lgp-h图上。p(2)指出进行各热力过程相应设备的名称。(3)写出制冷量,耗功量和制冷系数的计算式。TIgP15.稳定流动能量方程为:;若用于气轮机可简化为:;若用于压气机可简化为:;若用于换热器可简化为:。3.如下图所示。pf图上OA,OB为理想气体多变过程,在给出的下表中填写上这2个过程中△「W,Q的"+”,"-”号;并在p-v图上表示出OC过程。过程△T过程△TWqOA0B0C-+-5.稳定流动能量方程可写成热节流的简化形式为(共6分)绝热容器中间用隔板分开,两侧分别有1kgN2和O2,其p1,T1相同,若将隔TOC\o"1-5"\h\z板抽出,则混合前后的温度和熵有T2L,S2S]。(5分)O2N2TOC\o"1-5"\h\z如图所示,已知工质从状态A沿路径A-C-B变化到状态B时,吸热84kj,对外作功32kj。问(1)系统从A经D到B,若对外作功10kj,则吸收热量Qadb=。(2)系统从B经任意过程返回A,若外界对系统作功20kj,则Qba二,其方向为。(3)设UA=0,UD=42kj,则Qad=,Qdb=。,它应用于绝,应用于换热器时可简化为:(5分)某工厂锅炉压力表的读数为1.25Mpa,水泵吸入口真空表的读数为90kpa。若大气压力B=101.325kpa,试求锅炉及水泵入口处的绝对压力(kpa).四:计算题。某一刚性绝热容器中有一隔板将容器分为容积相等的两部分,每一部分的容积均为0.103.如容器一边是温度为40°C,压力为4bar的空气,另一边是温度为17°C,压力为3bar的空气。当抽掉隔板后,两部分空气均匀混合达到平衡,求混合后空气的温度,压力及混合过程中空气嫡的变化。(13分)下图所示为一测量液体比热(c)的装置。该装置为一绝热刚性容器,测出输入轴功W和液体温升即可求得比热c。为了估算该装置的测量误差,用lOmol苯S做实验。已知苯的摩尔比热Mc=133.K,测得W=6256js的温升/T二4K,试计算该装置的测量误差,并定性分析产生误差的原因。两质量相等,比热相同,温度不同的物体A和B。A物体的温度为1200K,B物体的温度为600Ko利用A,B物体做为热源和冷源,使可逆热机在其间工作,直至A,B两物体温度相等时为止。试求:(1)平衡时的温度T及两物体总嫡的变化。m(2)若两物体直接进行热交换直到温度相等,求平衡时的温度并写出其总嫡变化的表示式。(共10分)下图所示为一蒸汽加热的热水器。其中加热蒸汽为p广2bar,x=0.9的湿蒸汽,冷水温度t=15°CO若每小时需温度t=60°C的热水m=600kg,试求:233(1)每小时所需的蒸汽量(m)1(2)每小时所需的冷水量(m)2注:p=2bar时,h=504.7kj/kg,h7=2706.9kj/kg(共13分)tt,X11如图所示。空调回水送入蒸发器进行减压蒸发,产生的湿蒸汽由容器上部引出,tt,X11空调回水流量m=?Kg/min.(2)蒸汽流量m=?Kg/min13t°CPkpahKj/kghKj/kg71.00229.422513.62151.7162.972528.26下图所示为用于生产冷空气的设计方案,热/冷源及空气参数如图中所示。试求生产1kg冷空气至少要加给装置多少热量空气定压比热:Cp=1.01kj/kgT。(共8分)两质量相等,比热相同,温度不同的物体A和B。A物体的温度为1200K,B物体的温度为600K。利用A,B物体做为热源和冷源,使可逆热机在其间工作,直至A,B两物体温度相等时为止。试求:平衡时的温度T及两物体总嫡的变化。m若两物体直接进行热交换直到温度相等,求平衡时的温度并写出其总嫡变化的表示式。(共10分)有一压气机将压力为Ibar,温度为27°C的10kg空气压缩到压力为6bar,试按多变指数n=l.2的多变过程求出下列各值。(1)所需理论压缩功。压缩过程中交换的热量。(3)将上述功和热量表示在p-V图及T-S图上。PT+VS(共15分)有两个比热为常数的同样物体,初始温度均为T,若有一台制冷机在这两个物体I之间工作,直到其中一个物体的温度降为T,若这两个物体的压力不变,也未发2生相变,试证所需功的极小值为:W=mc(T2/T+T-2T)(共10分)minpl12I在下图所示的绝热容器A,B中,装有相同的理想气体。已知:Ta,Pa,Va和Tb,Pb,Vr,比热容Cv可看作常量,比热力学能与温度的关系为u=c『T。若管路,阀门均绝热,求打开阀门后,A,B容器中气体的终温与终压。一水冷式的油冷却器,已知油进入冷却器的温度为88°C,流量为43kg/min,流出冷却器的温度为38°C;冷却水进入和离开冷却器的温度各为15°C和26.5°C,此冷却器在绝热的同时,可忽略动能的变化。油和水两者的粉可用△h=c^t计算,c=4.19kj/kg°Cc=1.89kj/kg°C,求冷却水的质量流量。开水房烧开水,用p=95kpa,X]=0.9的蒸汽与t2=20°C,p=95kpa的水混合。试问欲得2X103kg开水,需要多少蒸汽和水?一制冷装置,进入蒸发器内的氨为-15°C的湿蒸汽,其十度X]=0.15,出口为十饱和蒸汽。若冷藏室内温度为-10°C,环境温度为27°C,试求(1)每千克氨在蒸发器中的吸热量;(2)冷藏室内不等温传热引起的能量损失。有一冷却塔如图所示,进水流量m=216t/h,进口水温为q=38°C,被冷却全W11t2=21°C;进入冷却塔的空气温度为t3=20°C,相对湿度(p3=50%,并在t4=30°C,(p4=100%时排出冷却塔。设大气压力为,试求:列出冷却过程的质量和能量守恒方程;求每小时需供给的干■空气量;求每小时水的蒸发量。为了检查船舶制冷装置是否漏气,在充入制冷剂前,先进行压力实验,即将氮气充入该装置中,然后关闭所有通大气的阀门,使装置相当于一个密封的容器。充气结束时,装置内氮气的表压力为IMpa,温度为27°C。24h后,环境温度下降为17°C(装置中氮气温度也下降为17°C),氮气的表压力为934.5Kpa。设大气压力为O.IMpa,试问该装置是否漏气?湿空气的温度为30°C,压力为0.9807X105,相对湿度为70%,试求:含湿量;水蒸气分压力:湿空气粉值;如果将其冷却到10°C,在这个过程中会析出多少水分?放出多少热量?将温度t=20°C,中=60%的湿空气200kg,加热到温度/=25°C,然后送入十燥112器,空气在十燥器中在于外界绝热的情况下吸收物料中的水分,离开十燥器时相对湿度增至中3=90%。B=0.1013Mpa。试求:湿空气在加热器中的吸热量;湿空气在十燥器中吸收的水分。用电炉加热2kg空气,使其温度从20°C定压升高到90°C,试求电炉提供的能量和加热过程引起的作功能力的损失(不可逆损失或有效能损失),并分别表小在T—S图上。空气的定压比热Cp=1.004kj/kg.k,环境大气温度t0=15°C,设电炉保持1100K的温度。(10分)某热泵机组用R22作制冷剂。压缩机进口为蒸发温度下的十饱和蒸气,出口为2.2Mpa,105°C的过热蒸气,冷凝器出口为饱和液体,蒸发温度为-10°Co当夏季室外温度为35°C时给房间制冷,当冬季室外温度为0°C时供暖,均要求室温能维持20°Co若室内外温差每1°C时,通过墙壁等的传热量为1100kj/h。求:将该循环示意图表示在Inp-h图上;求制冷系数;室外温度为35°C时,制冷所需的制冷剂流量;供暖系数;室外温度为0°C时,供暖所需制冷剂流量。已知R22的物性参数如下:t=-10时:饱和液h=188.7kj/kg,饱和气h”=398.7kj/kg;p=2.2Mpa时:饱和液h,=270.5峋/kg,饱和气h”=414.1kj/kg;p=2.2Mpa,t=105°C时:h=485.7kj/kg某换热器用蒸汽加热流体。已知蒸汽进入换热器时h]=2870kj/kg,流出换热器时十度x=0.85,h=504.78kj/kg,h”=2706.6峋/kg,求:若加热量为3600000kj/h,求所需供蒸汽量;若被加热流体为水,却水吸热后温度升高15°C,求被加热水流量;若环境温度为15°C,求该过程引起的嫡增和作功能力损失。五、简答题在P-V图及T-S图上画出空气的n=1.2的膨胀过程1-2和n=1.6的压缩过程1-3,并确定过程1-2和1-3中功和热量的正负号及初终态热力学能的大小。若分别以某种服从p(y-b)=RT的气体(其中b为物性常数)和理想气体为工质在两个恒温热源和之间进行卡诺浦环,试比较哪个循环的热效率大一些,为什么?下面的说法是否正确,为什么?“若从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态,则不可逆途径的△S必大于可逆途径△S”空气在气缸内经历不可逆过程,内能减少12kJ,对外作功10kJ,试分析空气的嫡变有哪几种可能性?为什么?提高活塞式内燃机循环热效率阻的热力学措施有哪些?其热力学依据是什么?活塞式内燃机定压加热理想循环热效率[随压缩比占下降,增大还是减小?为什t么?压缩空气制冷循环的制冷系数E和制冷量与循环的压比有什么关系?湿空气的吸湿能力是否必定随空气温度升周而升周?为什么?试举例说明热力学原理对生产活动和日常生活的指导作用。试问:状态方程为p(y
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