《工程热力学》课程考试模拟试卷1

1、工程热力学课程考试模拟试卷 考试时间：120 分钟姓名 专业班级 学号 得分 一、 判断题（正确的打，错误的打，每题 1 分，共 10 分）1. 容器中气体压力不变，则安装在其上面的压力表读数也不会变化。2. 系统由某一初态可逆变化到某一终态，在这确定的两个状态之间所有过程的膨胀功都相等。3. 理想气体绝热自由膨胀过程是等内能过程。4. 理想气体向真空膨胀体积由 v1变化到 v2，熵的变化为。12lnvRs5. 工质完成一个不可逆循环，其熵的变化量必大于零。6. 如果从同一初态出发到同一终态有两个过程，一个是可逆过程，一个是不可逆过程，那么不可逆过程的 s 必大于可逆过程的s。7. 知道了温度和压力就可以确定水蒸气的状态。8. 含湿量相同的两种空气，温度高者吸湿能力强。9. 由饱和蒸汽压不同的两个组分形成的理想溶液达到相平衡时，易挥发组分在汽相中的相对含量大于它在液相中的相对含量。10. 温度为绝对零度时，任何物质的熵都是零。二、选择题（每题 2 分，共 20 分）1. 若工质经历一可逆过程和一不可逆过程，且初态和终态相同，则两过程中工质与外界交换的热量A：相同 B：不同 C：无法确定

2、2. 下面叙述正确的是：A：自由膨胀为可逆过程B：混合过程是不可逆过程题号 一 二 三 四 五 六 七 总分分数评阅人C：准静态过程是不可逆过程3. 气体在某一过程中吸入了 100kJ 的热量，同时内能增加了150kJ，该过程是A：膨胀过程 B：压缩过程 C：定容过程4. 一绝热刚体容器用隔板分成两部分。一部分盛有高压理想气体，另一部分为真空，抽去隔板后容器内的气体温度将：A：升高 B：不变 C：降低5. 可逆定压稳定流动过程中，系统A：焓不变 B：与外界交换的热量为零 C：技术功为零6. 一热机按某种循环工作，从温度为 T1=2000K 的高温热源吸收热量 1000KJ，向温度为 T2=300K 的冷源放热 1000KJ，则该热机是A：可逆热机 B：不可逆热机 C：不可能热机7. 某理想气体由状态 1 经过不可逆绝热过程变化到状态 2，该过程中工质熵的变化为：A： B： C：0s21Tqs11vdRTcsv8. 压力升高，水的汽化潜热A：升高 B：降低 C：不变9. 湿空气的压力一定时，其中水蒸汽的分压力取决于A：含湿量 B：相对湿度 C：干球温度10. 在 298K、101325P

3、a 下有下列反应， Q1， Q2， Q3在这几个热效应中是标准生成焓的为：A： 12O1B： (g)H2C： 32Q三、 简答、辩析与证明题（每题 5 分，共 20 分）1 指出下列各式的适用条件：a) wduqb) pvc) 21dhqd) hwse) )(21Tcv2 如果单级活塞式压气机采用了某种冷却方法可以实现等温压缩，是否还有必要采用多级压缩？为什么？3 简述稀溶液的四个依数性。4 试用赫斯定律证明任意温度下的反应热效应 TPRPmiipmiip dTCnQ2980 )(其中 为标准热效应。四、 画图说明题（每题 5 分，共 10 分）1在焓湿图上表示出一非饱和湿空气状态的干球温度、湿球温度和露点温度，并作必要的说明。2 在 Ts 图与 lgPh 图上对应画出蒸汽压缩式制冷循环，画图分析压缩机的不可逆因素对循环制冷系数的影响。五、 1kg 空气，初态 P1=1.0MPa, t1=500， 在气缸中可逆定容放热到 P2= 0.5MPa，然后可逆绝热压缩到 t2=500， 再经可逆定温过程回到初态。求循环功和吸收的热量。(15 分)六、欲设计一热机，使之能从温度为 973K 的高

4、温热源吸收 2000kJ，并向温度为 303K 的冷源放热 800kJ。 （1）问此循环能否实现？（2）若把此热机当制冷机用，从冷源吸热 800kJ，是否可能向热源放热2000kJ？欲使之从冷源吸热 800kJ ，至少要耗多少功？(10 分)七、具有一级回热的水蒸汽动力循环如下图所示。已知h1=3296kJ/kg， h2=2152kJ/kg， h3=151.5kJ/kg， h4=825.5kJ/kg， h5=3032kJ/kg，忽略泵功，试求：（1）回热循环的抽汽系数和热效率。 （2）如不采用回热，计算循环热效率。(15 分)h5h4h2h1h3工程热力学模拟试卷一一 问答题：（每题 4 分,共 40 分）1q=CpdT+wt 适用于什么工质（理想气体，实际气体）？适用于什么过程（可 逆过程，不可逆过程）？并说明理由。2某封闭热力系经历一熵减少的可逆过程，则该热力系能否经一绝热过程回复到原态？为什么？3压气机绝热压缩某种理想气体,初始状态为 1，由于不可逆终态为 2,试在T-s 图上用面积表示出压缩所消耗的技术功。4水蒸汽由给定的初态 p1、t1 通过一喷管等熵膨胀到湿蒸汽区，其背压

5、p2为已知，若手头没有焓熵图，只有水蒸汽热力性质表，如何计算确定状态 2 的各项热力参数 x2，t2，h2。5在环境温度为 300K 的条件下，150K 的热源有否作功能力？若能量 Q 由400K 的恒温热源直接传入 150K 的恒温热源，引起的作功能力损失是多少？6当高温空气以高速流过管道中某一障碍物，气流在此障碍物前方附近的速度几乎为零。试问该处气流温度是升高、不变还是下降？为什么？7渐缩喷管中气流速度能否超过音速?渐放喷管中气流速度能否小于音速?为什么?8压气机采用什么压缩过程最为经济？为了达到这一目的应该采取什么措施？ 9一动力循环 1231 的 Ts 图如右图所示，其中过程 12、31 皆为可逆过程，23 为一有摩擦的绝热过程。T1、T3 都等于环境温度 T0。试用一块面积或几块面积的代数和表示出该循环中的吸热量 Q1，放热量 Q2，净功量 W和由于摩擦而引起的作功能力损失。10当相对湿度一定时，湿空气的温度愈高，则含湿量愈大。若含湿量一定时，湿空气的温度愈高，则相对湿度也愈大。这种说法是否正确？为什么？二 计算题（每题 15 分，共 60 分）1.一个承受一定重量的活塞下有

6、 20的空气 0.4kg，占据容积为 0.2m2,试问加入 20kJ 的热量后其温度上升到多少？并做了多少功？若活塞达到最后位置后予以固定，此后再继续加入 20kJ 的热量，则其压力上升至多少？ （Cp=1.004 kJ/kg.K，R=0.287kJ/kg.K）2. 有两股压力相同的空气流，一股气流温度为 t1=400，流量 m1=120kg/h；另一股气流为 t2=150，流量 m2=210kg/h。令两股气流先绝热等压混合。试计算：(1)绝热混合后的气流温度。 (2)空气流经绝热混合过程的熵变化。 (3)该绝热混合过程的可用能损失。 (已知 Cp=1.004 kJ/kg.K，R=0.287kJ/kg.K，T 环境=300K)3.压力为 5105Pa，温度为环境温度 20的空气通过绝热渐缩喷管射向1105Pa 的大空间中。测得出口截面上的气流温度为-10，若忽略进口流速，试计算: （1）实际出口流速； （2）可逆情况下的理论出口流速及气温。 （ Cp=1004J/kg.K，cr=0.528） 4.氨蒸汽制冷装置，蒸发器中温度为10。冷凝器中的温度为 30。氨压缩机从蒸发器中吸入压力为

7、 p1=0.2363 Mpa 的饱和氨蒸汽并绝热压缩到 t2=75，离开冷凝器时是饱和液氨。设压缩机出口氨蒸汽比焓 h2=1887 kJ/kg 求： （1）循环制冷系数； （2）节流过程的不可逆损失多少？并在 T-s 图中用面积表示出来。环境温度t0=25。氨的饱和热力性质表： 工程热力学 模拟试卷三一、问答题（每题 4 分，共 40 分） 1.等压过程中工质初终两态的焓差等于该过程中所吸收或放出的热量，即QH,这一结论是否只用于理想气体？为什么？2.用稳流能量方程分析锅炉,汽轮机,压气机的能量转换特点，得出对其适用的简化能量方程。3闭口系经过一不可逆绝热过程后，是否可通过一个过程使该系统回到原来的状态？为什么？4某绝热气缸内装有完全不可压缩的流体，若流体内部及活塞与气缸之间均无摩擦。试问：气缸中的活塞能否对流体作功？假定用某种方法把流体压力从2bar提高到40bar，流体的内能和焓有没有变化？5热力学第二定律是否可表达为“功可以完全变为热，但热不能完全变为功”？这种说法有何不妥？6. 简述缩放喷管随背压 Pb 升高（但仍小于临界压力 Pcr）时喷管内气流速度、流量的变化。7. 在压缩

8、比 及吸热量 q 相同的情况下，活塞式内燃机的定容加热、定压加热、混合加热循环的热效率何者最大？何者最小？为什么？8试在 T-s 图上表示出水蒸气理想朗肯循环，并以热力学状态参数焓 h 表达该循环的净功w，吸热量 Q1， 放热量 Q2 以及热效率 t。9. 压气机采用什么压缩过程最为经济？为了达到这一目的应该采取什么措施？10.湿空气中的水蒸气处于状态 A。试在 p-v 图及 Ts 图上标出该湿空气的露点 td 及等 温加湿达到的饱和点 S。二、计算题（每题 15 分,共 60 分）1.初态为410 5Pa，250的空气绝热流过一个喷管。已知背压为110 5Pa，质量流量为4kg/s，喷管效率为0.96。试求：(1)喷管的类型；(2)出口流速;(3)喷管出口截面积。(空气Cp= 1004 Jkg.K, Rg0.287 kJ/kg.K, K=1.4，临界压比cr=0.528)p vT s.A.A2.1kg 空气由 P1110 5Pa，T 1400K 定温压缩到终态，P 2=10105Pa，过程中气缸壁和 T0300K 的环境换热。在下述两种情况下，计算气体的熵变、环境的熵变、气体和环境组

9、成的系统的总熵变化以及作功能力损失：、气体经历了一个可逆等温压缩过程； 、气体经历了一个不可逆等温压缩过程，该过程中实际消耗的功比可逆等温压缩的耗功多 25。 （已知空气的 Rg0.287 kJ/kg.K） 。3.有人声称设计了一整套热设备，可将 65的热水的 20变成 100的高温水，其余 80的热水由于将热量传给温度为 15的大气，最终水温也降到 15。你认为这种方案在热力学原理上能不能实现？为什么？若能实现，那么 65热水变成100的高温水的极限比率为多少？（水的 Cp=4.18kJ/kg.k）4.某氨蒸汽压缩制冷系统，已知进压缩机时为饱和干蒸汽，其焓值 h1=1570KJ/kg，经绝热压缩后 h2=1725kJ/kg，经冷凝器放热为饱和液体，其焓值 h3=450kJ/kg，制冷量为 1.5105kJ/h。试求:（1）.氨的循环流量,（2）.制冷系数,（3）.冷却水流量（已知冷却水经氨冷凝器后温度升高10，水的定压比热 CP=4.18KJ/kg.k） （4）.将过程表示在 lgp-h 图。工程热力学模拟试卷四一、问答题（每题 4分，共40分） 1.PdV和- VdP各表示什么功量？若系统的过程方程式为PV n=C,则上述两者之间存在什么定量关系？2.亚音速空气流流过渐缩喷管，如果初压、背压和喷管尺寸均无变化，只是提高了初温，试问喷管出口的气流速度有无变化？为什么？3.水蒸气的定温过程中，加入的热量是否等于膨胀功？而定容过程中的加热量是否等于其热力学能的增量？为什么

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