2023年工程热力学试卷及答案.docx

－、单项选择题〔 40 分，每题 2 分〕1. 比热是过程量，定压比热 B A. 表示比体积肯定时比内能随温度的变化率 B. 是温度与压力的状态函数C. 与系统质量成正比 D. 也是过程量2. 对闭口系任意微元过程, 假设系统的熵变等于零, 则 C A. 该过程可逆 B. 该过程不行逆 C. 无法判定过程的可逆与否 D. 必为吸热过程3. 概括性卡诺循环热机的效率可以表示为 A A. h =W netB. h =T - T1 2C. h = Q1D. h = T 2Q T W1 2netT - T1 2〔下标“1”表示高温，“2”表示低温，“net”表示循环〕4. 抱负气体多变过程的比热为 _ D A. cn= - n pvB. cn= n pvC. cn= n - k c n - 1 pD. cn= n - k c n - 1 V5. 在压缩比一样、吸热量一样时，定容加热循环〔Otto〕、定压加热循环〔Diesel〕和混合加热循环的效率(h 、htV tp、 h )大小依次为 B tmA. h > h > htp tm tVB. h > h > htV tm tpC. h > h > htp tV tmD. h > h > htV tp tm6. 对于闭口系绝热过程，错误的表述是 D 。

A. 熵变等于熵产 B. 过程功的大小等于内能差 C. 熵变必大于零 D. 必为等熵过程7. 准平衡过程是指 B 的过程A. 弛豫时间很长 B. 不平衡势差无限小 C. 温差无限小 D. 压差无限小8. 抱负气体的比内能和比焓 C A. 是温度与压力的函数 B. 是压力的函数C. 在初终态压力不同,温度一样时的变化值一样 D. 在初终态压力一样,温度不一样时的变化值一样9. d q = du + pd v 适用于 C A. 定压过程 B. 准平衡过程 C. 无耗散的准平衡过程 D. 抱负气体的任意过程10. 湿空气 B A. 可当作纯物质来处理B.中的干空气与水蒸汽均可视为抱负气体C. 中的干空气与水蒸汽的状态由分体积定律确定D.中的干空气必需视为混合物11. 在抱负气体压容图上，等熵线 C A. 的斜率为 k pvB. 比等温线平缓 C. 比等温线陡 D. 的斜率为 pv12. 闭系经受一不行逆循环，作循环功 5KJ, 则 D A. 熵变小于零 B. 循环热小于 5KJ C. 熵变大于零 D. 循环热等于 5KJ13. 空气的平均分子量为 28.97, 定压比热 cp=1004 J/(kg.K), 其定容比热为 A J/(kg.K)。

A. 717 B. 0.717 C. 1006 D. 202314. 、热量 (E) Ax,QA. 是过程量 B. 是状态量 C. 恒为正 D. 恒为负15. 一样初终态参数条件下，不行逆过程的 B A. 熵变肯定大于可逆过程的熵变 B. 焓差肯定等于可逆过程的焓差C. 熵变肯定小于可逆过程的熵变 D. 焓差肯定小于可逆过程的焓差16.1 kg 抱负气体在一容器内作绝热自由膨胀, 体积扩大了两倍， 熵差为 A_A. Rgl n 2 B. R n 2 C. clV1l n 2+ R l n 2 D. cg V1l n 2- R l n 2g17. 湿空气的相对湿度j ＝100％时，说明空气中 B A.只有水蒸气B.的水蒸气处于饱和状态C.的水蒸气确实定含量很高D.的干空气处于饱和状态18. 湿空气的状态可以由 A 确定A. 3 个强度参数 B. 总压与干球温度 C. 总压与相对湿度 D. 比焓和湿球温度19. 摄氏温标 B A.是阅历温标B.是由热力学温标导出的温标C.有两个基准点D.在水的冰点与沸点无量测误差20. 与抱负气体比较，实际气体的最大两个特点是 A 。

A. 分子占有体积和分子间有作用力B.分子占有体积和压缩因子等 1C. 压缩因子等于 1 和分子间有作用力D.以上选择都不对二、作图题〔 10 分, 每题 5 分〕1. 定性地画出具有回热的燃气轮机装置示意图并在 T-s 图上定性地画出各个不同的热力过程，并说明这些过程各在哪个部件内完成的，其特点是什么？6回热器125燃烧室34压气机气轮机T○S回热器〔等压吸热〕燃烧室〔等压燃烧〕3气轮机〔等熵膨胀〕52压气机〔等熵压缩〕 146 回热器〔等压放热〕s2. 在 T-s 图上表示每公斤抱负气体由状态 1 等熵可逆膨胀到状态 2 时膨胀功的大小并说明为什么T○S○V132○Tsw = u - u12 1 2= u - u = q1 3 31= 阴影面积三、简述题〔 20 分，每题 10 分〕1. 简述热量的定义在热力系统中有绝热闭口系的定义，在开口系统中，由于有流体的进出，就不行能有绝热开口系，该说法对否？分析之答：热量是过程量，是体系与体系之间或体系与环境之间通过温差传递的无序能量开口系也可以是绝热的，由于流体进出带进和带出的是流体的焓与动势能2. 在循环最高温度与最低温度肯定的条件下，说明 Brayton 循环〔布雷顿定压加热循环〕的循环功和增压比之间的关系，热效率和增压比之间的关系，并给出最正确热效率和极限热效率的定义。

答：Brayton 循环的热效率仅随增压比的上升而上升，当增温比肯定时增压比存在一最大值，此时的热效率称为极限热效率当增压比从最小〔等于 1〕变到最大时，循环功并非单调增，而是在增压比最小与最大值间存在一最正确增压比，此时循环功最大最正确增压比对应热效率称最正确热效率四、计算题〔 30 分，每题 15 分〕T1Q1偱环Q2T21. 欲设计一热机，使之能从973K的高温热源吸热2023kJ，并向温度为303K的冷源放热 800kJ〔1〕此循环能否实现？〔2〕假设把此热机当制冷机用， 从冷源吸热 800kJ，能否向热源放热 2023kJ？假设使之从冷源吸热 800kJ，至少消耗多少功，并向热源放热多少？解： W〔1〕 iò d Q = Q1 + Q 2= 2023 - 800 = - 0.5848 kJ / k < 0 可实现T T Tr 1 2d Q Q Q973 3032023 800i〔2〕 òT= 1 + 2 = -T T973+303= 0.5848 kJ / k > 0r 1 2不行行〔3〕 可逆循环耗功最少iò d Q= Q1+ Q 2 =Q1 +800= 0 Q= - 2568.98 kJT T Tr 1 2973303 1W = Q + Q1 2= - 2568.98 + 800 = - 1768.98 kJ2○3P○S○S1○P2. 某燃气轮机装置循环为Brayton 循环，即定压加热循环。

燃烧室出 p口温度为 t =800℃，压气机进口为环境大气压 p ＝0.1MPa，环境温3 1度 t =20℃，压气机出口压力 p =0.8MPa循环功率为 800KW，取空1 2气的 cp=1004 J/(kg·K)，k =1.4，试求空气的最小质量流量 k -1æ p ö k0.4解： T = T ç 2 ÷ = 293.15 ´ 8 1.4 = 531.03 Kèø2 1 p1 4TT = 1 T4 T 32= 293.15 / 531.03 ´ 1073.15 = 592.43 K vw =c (T -T -T +T ) = 1004 ´ (1073.15- 592.43 - 531.03 + 293.15 ) = 243.82 kJ / Kgnetp 3421q = Pm i/ wnet= 800 / 243.82 = 3.28 kg / s。