化工熱力學習題5

1、歡迎大家來到共享資源會員：n ewsusa n第五章 化工過程的能量分析一、選擇題（共46小題，48分）1、（1分）氣體經(jīng)過穩(wěn)流絕熱過程，對外作功，如忽略動能和位能變化，無摩擦損失，則此過程 氣體焓值（）.A.增加B. 減少C.不變D.不能確定2、（1分）要加熱50 C的水，從熱力學角度，用以下哪一種熱源，損失功最?。ǎ〢.60 C的熱水B.80 C的熱水 C.100 C的飽和蒸汽， D. 120 C的過熱蒸汽3、 （1分）在431.15K與286.15K之間工作的熱機的最大效率是（）A. 91.77% B.50.70% C. 33.63% D.39.67%4、（1分）體系從同一初態(tài)到同一終態(tài)

2、，經(jīng)歷二個不同過程，一為可逆過程，一為不可逆過程，此二過程環(huán)境熵變存在（）。A . （AS環(huán)）可逆 （AS環(huán)）不可逆B.（AS環(huán)）可逆 （AS環(huán)）不可逆C. （AS環(huán)）可逆= （AS環(huán)）不可逆D.（AS環(huán)）可逆=05、（1分）按第二定律，無論什么過程體系的熵變。A. <0B.> 0C.=0D.不確定6、（1分）氣體經(jīng)過穩(wěn)流絕熱膨脹，對外作功，如忽略宏觀動能，位能變化，無摩擦損失，則此過程氣體焓值。A.增加B.減少C.不變D.不確定7、 （1分）在158C與13C之間工作的熱機的最大效率是（）（A） 91.77% （B）50.70% （C）33.64% （D）39.67%8、（1分）

3、1.氣體經(jīng)過穩(wěn)流絕熱過程，對外作功，如忽略動能和位能變化，無摩擦損失，則此過 程氣體焓值（）.A.增加B. 減少C 不變D.不能確定9、（1分）要加熱50 C的水，從熱力學角度，用以下哪一種熱源，損失功最?。ǎ〢.60 C的熱水B.80 C的熱水 C.100 C的飽和蒸汽， D. 120 C的過熱蒸汽10、 （1分）在431.15K與286.15K之間工作的熱機的最大效率是（）A. 91.77% B.50.70% C.33.63% D.39.67%11、（1分）體系從同一初態(tài)到同一終態(tài)，經(jīng)歷二個不同過程，一為可逆過程，一為不可逆過程，此二過程環(huán)境熵變存在（）。A .（AS環(huán)）可逆（AS環(huán)）不可

4、逆B. （AS環(huán)）可逆 （AS環(huán)）不可逆C.（AS環(huán)）可逆=（AS環(huán)）不可逆D . （AS環(huán)）可逆=012、 （1分）12.按第二定律，無論什么過程體系的熵變 。A. 0B. 0C.=0D.不確定13、（1分）氣體經(jīng)過穩(wěn)流絕熱膨脹，對外作功，如忽略宏觀動能，位能變化，無摩擦損失，則此過程氣體焓值。A.增加B.減少C.不變D.不確定14、（1分）22.體系由狀態(tài)1 （P i,Ti）可逆變化到狀態(tài)2 （P 2,T2），該過程用AE x的變化等于。A）WidB）W l C）-W idD）ToA S總15、（1分）.不可逆過程中孤立體系的（）A.總熵是增加的，也是增加的 B.總熵是減少的，也是減少的C

5、.總熵是減少的，但 是增加的D.總熵是增加的，但是減少的16、 （1分）對同一朗肯循環(huán)裝置，如果提高汽輪機進汽壓力，其余條件不變，則其熱效率（）A.有所提高，乏氣干度下降B. 不變，乏氣干度增加C.有所提高，乏氣干度增加D.熱效率和干度都不變）有關(guān)。B.制冷劑的工作溫度D.壓縮機的功率17、（1分）卡諾制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與（ A.制冷劑的性質(zhì)C.制冷劑的循環(huán)速率對外界作18、（1分）任何體系在一定狀態(tài)下的用是從所處狀態(tài)達到與環(huán)境相平衡的可逆過程中,出的最大功。A）正確B）錯誤19、（1分）44.火用是系統(tǒng)的一種熱力學性質(zhì)。因此，系統(tǒng)某個狀態(tài)的用的數(shù)值與環(huán)境狀態(tài)無關(guān)。A）正確B）錯誤20、（1分

6、）根據(jù)能量守恒定律，在不消耗外部能量的前提下，功可以自發(fā)的全部轉(zhuǎn)化為熱，熱可 以完全自發(fā)的轉(zhuǎn)化為功。A）正確 B）錯誤0,而與具體的變化途21、（1分）穩(wěn)態(tài)流動過程的理想功僅取決于體系的初態(tài)與終態(tài)及環(huán)境溫度T徑無關(guān)。A）正確B）錯誤22、 （1分）熱力學效率表示能量利用真實過程與可逆過程的差距，因此，熱力學效率必然小于1。A）正確B）錯誤23、（1分）要對化工過程進行節(jié)能改進，就必須對理想功、損失功、熱力學效率進行計算和熱力 學分析A）正確 B）錯誤24、（1分）根據(jù)熱力學第一定律，對某過程或系統(tǒng)的能量繼續(xù)衡算，不僅能確定能量的數(shù)量利 用率，而且能全面地評價能量利用情況。A）正確B）錯誤25、

7、（1分）能量是由火用和火無兩部分組成。A）正確B）錯誤26、（1分）不可逆過程中孤立體系的（）A.總熵總是增加的，也是增加的。B.總熵總是減少的，也是減少的。C.總熵是減少的，但 是增加的。 D.總熵是增加的，但是減少的。27、 （1分）一封閉體系經(jīng)過一變化，體系從25 C恒溫水浴吸收熱量8000kJ，體系熵增25kJ/K，則此過程是（）。A.可逆的B.不可逆的C.不可能的28、（1分）一封閉體系經(jīng)過一變化，體系從則此過程是。A.可逆的B.不可逆的29、（1分）孤立體系不可逆過程的（25 C恒溫水浴吸收熱量C.不可能的）8000KJ，體系熵增 25KJ/K ,（A）總熵是增加的，過程的也是增加

8、的。（B）總熵是減少的，過程的也是減少的。（C）總熵是減少的，過程的是增加的。（D）熵是增加的，過程的是減少的。30、（1分）關(guān)于做功和加熱本領(lǐng)的描述，不正確的是（）A壓力相同，過熱蒸汽的做功本領(lǐng)比飽和蒸汽大。B溫度相同，高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低壓蒸汽強。C溫度相同，高壓蒸汽的加熱能力比低壓蒸汽強。D放出的熱相同，高溫高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低溫低壓蒸汽的大。31、（1分）在孤立體系中，因不可逆性導致作功能力損失。公式We =To?出孤立（式中T。為環(huán)境溫度）是從傳熱過程推出的 。A 僅適用傳熱過程B.也適用傳質(zhì)過程C .也適用流動過程D.任何過程都行32、（1分）體系經(jīng)不可逆循環(huán)又回到初態(tài)，則熱溫

9、熵的循環(huán)積分A <0B = 0133、（3分）可逆過程34、（1分）不可逆過程中孤立體系的（A.總熵總是增加的，也是增加的。C >0)B.總熵總是減少的，C.總熵是減少的，但是增加的。D.總熵是增加的，但也是減少的。是減少的。35、（1分）一封閉體系經(jīng)過一變化，體系從25 C恒溫水浴吸收熱量 8000KJ，體系熵增25KJ/K ,則此過程是A.可逆的B.不可逆的C.不可能的36、 （1分）在孤立體系中，因不可逆性導致作功能力損失。公式叫=丁。？0立（式中T。為環(huán)境溫度）是從傳熱過程推出的 。A 僅適用傳熱過程B.也適用傳質(zhì)過程C 也適用流動過程D.任何過程都行37、（1分）體系經(jīng)不

10、可逆循環(huán)又回到初態(tài)，則熱溫熵的循環(huán)積分 A <0B = 0C >038、（1分）關(guān)于做功和加熱本領(lǐng)的描述，不正確的是（）A壓力相同，過熱蒸汽的做功本領(lǐng)比飽和蒸汽大。B溫度相同，高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低壓蒸汽強。C溫度相同，高壓蒸汽的加熱能力比低壓蒸汽強。D放出的熱相同，高溫高壓蒸汽的作功本領(lǐng)比低溫低壓蒸汽的大。39、（1分）非流動過程的理想功W id等于（T.P. V為體系溫度，壓力及內(nèi)能變化，To、Po為環(huán)境溫度，壓力）。A）. U B） U-T 0SC） U-TAS+吧VD） U-T o S+PAV 40、（1分）損失功也是過程可逆與否的標志，因此有:A） WL=To*S 體B）

11、WL=T0*環(huán)C）WL=T0*S 總D）WL=-T0*S 總41、（1分）同一熱機在夏天的熱機效率比在冬天的熱機效率（）A.相同B.低C.高D.不一定42、 （1分）500 C恒溫熱源下100KJ的熱量所具有的有效能為 。（To=298K ）A. 100KJB. 約 40KJC.約 60KJD.43、（1分）壓力相同時，過熱蒸汽的火用較飽和蒸汽大，因此其做功的本領(lǐng)也較大。A）正確 B）錯誤44、（1分）溫度相同時，高壓蒸汽的火用較低壓時蒸汽大，所以通常用高壓蒸汽作為工藝加熱之 用。A）正確 B）錯誤45、（1分）蒸汽在透平機作可逆絕熱膨脹，體系和環(huán)境總的用是守恒的，總的火無是守恒的。A）正確B

12、）錯誤46、（1分）能量是守恒的，因此在一切實際過程中火用也是守恒的。A）正確B）錯誤二、填空題（共31小題，41分）1、 （1分）單位質(zhì)量穩(wěn)流體系能量平衡方程是 。2、 （1分）單位質(zhì)量穩(wěn)流體系能量平衡方程是 。3、 （1分）體系由一狀態(tài)到另一狀態(tài)變化過程中以 方式進行時的功效應(yīng)， 稱為 此過程的理想功4、 （1分）能量平衡時以熱力學 為基礎(chǔ)，有效能平衡時以熱力學 為基礎(chǔ)。5、 （1分）能量平衡是反映系統(tǒng)中能量的 利用情況，有效能平衡是反映系統(tǒng)中能量的利用情況。6、 （1分）根據(jù)熱力學的觀點，體系與環(huán)境間由于 作推動力而傳遞的能量稱為熱，熱力學第一定律的數(shù)學表達式是 規(guī)定體系吸熱為正值，放熱

13、為負值，體系得功為正值，對環(huán)境做功為負值。7、 （1分）對封閉體系，單位質(zhì)量能量平衡方程式是 ,對穩(wěn)定流動體系單位質(zhì)量能量的平衡方程式是.8、（1分）當單位質(zhì)量流體穩(wěn)定流經(jīng)水平、等徑的閥門時，期能量平衡方程式可以簡化為9、（1分）當單位質(zhì)量的流體經(jīng)過絕熱節(jié)流膨脹（忽略功、能和位能的變化）其能量守恒方程為:10、（1分）熱力學第二定律的表達式是11、（1分）孤立體系的熵增表達式是12、（1分）從熱力學的角度分析某流體流動裝置必須遵循哪三個原理13、（1分）是么是理想功、損失功？14、（1分）考察理想功的作用是是么？15、 （1分）在化工過程中，動能、位能變化不大的穩(wěn)定流動過程理想功Wid表達式可

14、簡化為什么?16、 （1分）穩(wěn)定流動體系物流的火用Ex的基本計算式為： 17、 （1分）一定狀態(tài)下體系的火 用指體系由該狀態(tài)達到與 時，此過程理想功。18、 （1分）體系經(jīng)過不可逆過程，則過程熵變一定大于過程的 商。19、 （1分）純物質(zhì)T-S圖兩相區(qū)水平線段（結(jié)線）長度表示大小。20、 （2分）單位質(zhì)量穩(wěn)定流動體系能量平衡方程是<流體經(jīng)常通過噴嘴獲得高速氣體（超音速），該高速氣體的速度為 。21、 （1分）穩(wěn)流體系熵方程中熵產(chǎn)生是體系內(nèi)部 所引起的。22、 （3分）單位質(zhì)量穩(wěn)定流動體系能量平衡方程,對流體通過換熱器的過程，能量平衡方程可簡化為 ，對流體通過泵、壓縮機等設(shè)備的過程，能量平

15、衡方程可簡化為 。23、 （2分）單位質(zhì)量穩(wěn)定流動體系能量平衡方程 ,對流體通過換熱器的過程，能量平衡方程可簡化為 。24、 （2分）單位質(zhì)量穩(wěn)定流動體系能量平衡方程是 <流體經(jīng)常通過噴嘴獲得高速氣體（超音速），該高速氣體的速度為 。25、 （1分）一定狀態(tài)下體系的火 用指體系由該狀態(tài)達到與 時，此過程理想功。26、 （1分）體系經(jīng)過不可逆過程，則過程熵變一定大于過程的 商27、 （1分）純物質(zhì)T-S圖兩相區(qū)水平線段（結(jié)線）長度表示 大小。28、 （1分）穩(wěn)流體系熵方程中熵產(chǎn)生是體系內(nèi)部 所引起的。29、（1分）理想功的兩個基本條件是是么？30、（5分）在T-S圖上1-2-3-4表示卡諾

16、循環(huán)，問卡諾循環(huán)效率用面積比如何表示124331、（2分）單位質(zhì)量穩(wěn)定流動體系能量平衡方程是 流體經(jīng)常通過噴嘴獲得高速氣體（超音速），該高速氣體的速度為 。三、判斷題（共6小題，6分）1、 （1分）對不可逆絕熱循環(huán)過程，由于其不可逆性，孤立體系的總熵變大于0。（）2、 （1分）理想功Wid是指體系的狀態(tài)變化是在一定的環(huán)境條件下按以完全可逆過程進行時，理論上可能產(chǎn)生的最大功或者必須消耗的最小功，因此理想功就是可逆功，同時也是 的負值。（）3、（1分）損失功與孤立體系的總熵變有關(guān)，總熵變越大，損失功越大，因此應(yīng)該盡量減少體系 的不可逆性。（）4、 （1分）對不可逆絕熱循環(huán)過程，由于其不可逆性，孤立

17、體系的總熵變大于0。（）5、 （1分）理想功Wid是指體系的狀態(tài)變化是在一定的環(huán)境條件下按以完全可逆過程進行時，理論上可能產(chǎn)生的最大功或者必須消耗的最小功，因此理想功就是可逆功，同時也是 的負值。（）6、（1分）損失功與孤立體系的總熵變有關(guān)，總熵變越大，損失功越大，因此應(yīng)該盡量減少體系 的不可逆性。（）四、簡答題（共9小題，45分）1、（1分）卡諾定理的主要內(nèi)容是是么？2、（10 分）設(shè)有壓力為 1.013MPa、6.868MPa、8.611MPa 的飽和蒸汽和 1.013MPa， 573K 的過熱蒸汽和8.611MPa ,573K的飽和水，若這些蒸汽和水經(jīng)充分利用后，最后排出0.1013MP

18、a，298K的冷凝水（即環(huán)境狀態(tài)）。（1 ）將它們做功本領(lǐng)從大到小排序，并說出如此排序的理由。（不需要計算）（2 ）簡要闡述如何合理利用蒸汽。（3） 計算3# （序號見下表）飽和蒸汽的 唧Ex。（4）若將3#飽和蒸汽變成4#飽和水，環(huán)境溫度為298K，請計算此過程所做的理想功。序號P, MPaT,KS (KJ/Kg.K )H (KJ/Kg )0#水0.1013 298 0.3674104.9-#1飽和蒸汽1.013 4536.58227762#過熱蒸汽1.013 5737.133053廠飽和蒸汽8.611 5735.7872783-#4飽和水8.611 5733.2534 13443、（5分）

19、試述理想功的定義，給出穩(wěn)流過程理想功的計算式。4、 （5分）在T-S圖上1-2-3-4表示卡諾循環(huán)，問卡諾循環(huán)效率用面積比如何表示T5、（5分）有效能6、（12 分）設(shè)有壓力為 1.013MPa、6.868MPa、8.611MPa 的飽和蒸汽和 1.013MPa， 573K 的過 熱蒸汽和8.611MPa ,573K的飽和水，若這些蒸汽和水經(jīng)充分利用后， 最后排出0.1013MPa，298K 的冷凝水。（1 ）將它們做功本領(lǐng)從大到小排序，并說出如此排序的理由。（不需要計算）（2 ）簡要闡述如何合理利用蒸汽。（3） 計算4#飽和蒸汽的Ex。（4）若將4#飽和蒸汽變成5#飽和水，環(huán)境溫度為298K

20、，請計算此過程所做的理想功（12分）。序號p, MPaT,KS(KJ/Kg.K )H (KJ/Kg )0水0.1013 2980.3674 104.91飽和蒸汽1.013 4536.582 2772.12過熱蒸汽1.013 5737.1330533飽和蒸汽5.868 557.25.826 27754飽和蒸汽3.611 5735.787 27835飽和水3.611 5733.253413447、 （5分）試述理想功的定義，給出穩(wěn)流過程理想功的計算式。（5分）8、（1分）節(jié)流式正氣量熱計用于測量濕蒸汽的干度，其原理是是么？五、計算題（共22小題，247分）1、（13分）設(shè)有一制冷能力（冷凍量）為4

21、1800 kJ/h的氨冷凍循環(huán)裝置，蒸發(fā)溫度-15 C,冷凝溫度25 C,過冷度為5C。假設(shè)壓縮機可逆絕熱運行，膨脹為節(jié)流（等焓）過程。求：1）在T-S圖上表示此循環(huán)過程；2）每小時制冷劑的循環(huán)量；3）壓縮機功耗；4）循環(huán)制冷系數(shù)。（已知壓縮機進出口處氨的焓分別為1644 kJ/kg , 1866 kJ/kg ，冷 凝 器出口過冷氨的焓是514.6 kJ/kg.）2、（12分）有一股熱水流經(jīng)一段管道，由于保溫不良，溫度由90C 下降到80C ,試 求此流動過程中，每千克水的理想功和損失功。假設(shè)管道的壓降可忽略，水的熱容Cp =4.186kJ/kg K , 環(huán)境溫度 T°=298K。3

22、、 （10分）用液體輸送泵，將溫度為 25C的水，從0.1Mpa加壓到1.0Mpa，進入鍋爐去產(chǎn)生蒸汽， 假設(shè)加壓過程是絕熱的，泵的實際效率相當于絕熱可逆過程效率的0.6，求需要的功為多少？4、 （8分）求將室溫空氣由常壓壓縮至0.6MPa的有效能為多少？假設(shè)環(huán)境溫度為298K。5、（15分） 25、如圖是一絕熱壁的氣缸，其活塞水平方向移動時，可視為無摩擦效應(yīng)，活塞兩邊裝有理想氣體，其兩邊的空間體積各為30升，溫度為25C,壓強為1個大氣壓，將活塞左邊的氣體加壓到4個大氣壓，假設(shè) Cv=20 J/（K mo,） y1，試計算：（1）對氣缸左側(cè)氣體所做的壓縮功是多少？（2 ）壓縮后左側(cè)氣體的終態(tài)

23、溫度是多少？（3）活塞右邊氣體的終態(tài)溫度是多少？/2/6、（12分）試求1kmol, 300K的空氣，由0.1MPa等溫可逆壓縮到10MPa的軸功和理想功。環(huán)境溫度取To為298K。7、 （10分）0 .1013Mpa的飽和水蒸汽被絕熱壓縮至0. 3M pa, 280 C,蒸汽流率為1 0 0 0 K g /h，環(huán)境溫度25C，計算：（1 ）壓縮機的功率（2 ）理想功和熱力學效率0.1013MPa飽和水蒸汽的焓值和熵值分別為：H1=2676.1kJ -1kg3=7.3549 kJ ：1kgK。0.3MPa和280 C過熱蒸汽的焓值和熵值分別為：H2=3028.6kJ -1kgS2=7.6299

24、 kJ-1 kgK338、（12分）（1）氣體由20 ° , 2.0m （狀態(tài)1）經(jīng)絕熱過程到150 ° , 1m （狀態(tài)2），輸入功為100kJ, 求其內(nèi)能變化？（2） 初態(tài)同（1）,經(jīng)恒容過程加熱到150 ° （狀態(tài)3）,需熱量95kj，問此過程內(nèi)能變化如何？（3） （2）中處于狀態(tài)3的氣體經(jīng)等溫壓縮到1.0m3 （狀態(tài)2）,同時移走185kj熱量，問其內(nèi)能變 化如何？需功若干？（本題按封閉體系計算）9、（12分）壓力0.689Mpa,溫度260?C的過熱蒸汽，以一定線速度進蒸汽動力裝置透平作功，乏 氣為0.138MPa,設(shè)此為可逆絕熱膨脹過程。求：（1 ）每

25、kg蒸汽的軸功（不計動能變化）；（2）進、出蒸汽的火 用（不計動能變化）；（3） 火用效率n ex（設(shè)環(huán)境T=293K , P=0.1013Mpa,熱損失可忽略）有關(guān)數(shù)據(jù)P (bar)T (k)H (KJ/kg)S(KJ/kg.k)Hf (KJ/kg)Sf (KJ/kg.k)Hg(KJ/kg)Sg (KJ/kg.k)進透平蒸汽6.89 5332975.47.155岀透平蒸汽1.38456.3 1.4()42689.17.252環(huán)境水84.98 0.29)6410、（12分）氨冷凝器用冷卻水將氣態(tài)氨冷凝為液氨，冷凝器進出口參數(shù):氨進口： 383k , 1.2MPa,氨出口305k, 1.2MPa

26、,水進口293k, 0.1MPa,水出口303k, 0.1MPa,H1=1897kJ/kg , S1=9.010KJ/ (kg.K)H2=565.2kJ/kg , S2=4.689KJ/ (kg.K )H3=84.10kJ/kg , S3=0.297KJ/ (kg.K )H4=125.81kJ/kg , S4=0.435KJ/ ( kg.K)假設(shè)冷凝器與周圍環(huán)境無熱交換，環(huán)境溫度T0=298K。試求：1 冷凝1Kg汽氨耗用冷卻水量（4分）；2 冷凝1Kg汽氨總損耗功（8分）。1. 11、（3分）化工生產(chǎn)中需0.1MPa 80C熱水用于設(shè)備保溫，此熱水由0.2MPa 175C水蒸汽通入0.1MP

27、a 20C冷水在熱水槽中混合得到。請計算：（1）制備1噸熱水需用多少冷水和水蒸汽？（2）此混合過程理想功和損失功是多少（按1噸熱水計）？（3）如果用0.1MPa 95C熱水代替水蒸氣制備0.1MPa 80C熱水，那么損失功又是 多少（按1噸熱水計）？（4）比較（2）和（3）的結(jié)果，哪一個損失功?。繛槭裁?？設(shè)混合過程熱損失可忽略，環(huán)境溫度是 20C。有關(guān)數(shù)據(jù)列于下：熱水（80C ） 熱水（95C） 冷水（20C） 水蒸氣（175C）H （kJ/kg ）334.91397.9683.962819.7S （kJ/ （kg K） ）1.07531.25000.29667.393112、（12分）1、

28、（12分）化工生產(chǎn)中需O.IMPa , 80C熱水用于設(shè)備保溫，此熱水由0.2MPa , 175C水蒸汽通入0.1MPa，20 C冷水在熱水槽中混合得到。請計算：（1） 制備1噸熱水需用多少冷水和水蒸汽？ （4分）（2） 此混合過程理想功和損失功各是多少（按1噸熱水計）？ （ 4分）（3） 如果用0.1MPa, 95C熱水代替水蒸氣制備 0.1MPa , 80C熱水，那么損失功又是多少（按1噸熱水計）？ （ 2分）（4） 比較（2 ）和（3）的結(jié)果，哪一個損失功?。繛槭裁?？（2分）設(shè)混合過程熱損失可忽略，環(huán)境溫度是20 C。有關(guān)數(shù)據(jù)列于下：熱水（80C)熱水（95C）冷水（20C）水蒸氣（17

29、5 C）H (kJ/kg)334.91397.9683.962819.7S ( kJ/ (kg K)1.07531.25000.29667.393113、（10 分）1. （10分）設(shè)有壓力為 1.013MPa、6.868MPa、8.611MPa 的飽和蒸汽和 1.013MPa , 573K的過熱蒸汽和 8.611MPa , 573K的飽和水，若這些蒸汽和水經(jīng)充分利用后，最后排出 0.1013MPa , 298K的冷凝水（即環(huán)境狀態(tài)）。（1 ）將它們做功本領(lǐng)從大到小排序，并說出如此排序的理由。（不需要計算）（2 ）簡要闡述如何合理利用蒸汽。（3） 計算3# （序號見下表）飽和蒸汽的：詢Ex。（

30、4）若將3#飽和蒸汽變成4#飽和水，環(huán)境溫度為298K，請計算此過程所做的理想功。序號P,MPaT,KS (KJ/Kg.K )H (KJ/Kg )0#水0.1013 298 0.3674104.9#1飽和蒸汽1.013 4536.5822776廠過熱蒸汽1.013 5737.133053-#3飽和蒸汽8.611 5735.7872783廠飽和水8.611 5733.2534 134414、（12分）試求將1kg, 0.6MPa的空氣，按如下條件變化時的熱量變化，以及有效能變化。取環(huán) 境溫度為25C（ 298K）。（1 ）等壓下由-38C加熱至30C；（2）等壓下由30C冷卻至-170C。15、

31、（12分）試求將1kg, 0.6MPa的空氣，按如下條件變化時的熱量變化，以及有效能變化。取 環(huán)境溫度為25 C（ 298K ）。（1 ）等壓下由-38C加熱至30C；（2）等壓下由30C冷卻至-170C。16、 （10分）試求1kmol, 300K的空氣，由0.1MPa等溫可逆壓縮到10MPa的軸功和理想功。環(huán)境 溫度取T0為298K。17、 （10分）試求1kmol, 300K的空氣，由0.1MPa等溫可逆壓縮到10MPa的軸功和理想功。環(huán)境 溫度取T0為298K。18、 （12分）有一臺空氣壓縮機，為氣動調(diào)節(jié)儀表供應(yīng)壓縮空氣，平均空氣流量為500m h1, 進氣初態(tài)為25C, O.IMp

32、a，壓縮到0.6Mpa，假設(shè)壓縮過程可近似為絕熱可逆壓縮，試求壓縮機 出口空氣溫度，以及消耗功率為多少？19、 （12分）一汽缸活塞裝置中以氣體經(jīng)過不可逆過程后，內(nèi)能增加了32kJ，在此過程中，體系從540K的貯熱器接受熱量100KJ，然后又經(jīng)過一可逆過程回到始態(tài)，此過程也只在體系與540K的貯熱器之間發(fā)生，已知經(jīng)此兩過程后，貯熱器的熵變?yōu)?.01KJ/K，試計算（1）,在第一個不可逆過程中，體系所做的功（2）,在第二個可逆過程中所傳遞的熱量（3）,在第二個可逆過程中體系所做的功20、（12分）設(shè)有1mol理想氣體在恒溫下由10atm , 300k經(jīng)不可逆膨脹至1atm時所做的功是1kcal,

33、計算出和Wl （環(huán)境溫度T°=300k，按穩(wěn)流體系考慮）21、 （16分）試比較如下幾種水蒸汽，水和冰的有效能大小。設(shè)環(huán)境溫度為298K。0.15MPa, 160 C,過熱蒸汽;0.3MPa, 160 C,過熱蒸汽；0.07MPa, 100 C,過冷蒸汽；100 C，飽和蒸汽；0.1MPa, 100 C,飽和水；0.1MPa, 0C,冰。22、（10分）某人稱其能用 100 C的飽和水蒸汽，提供 140 C的熱能，且每公斤水蒸汽可供熱量-11800kJ - kg-。請驗證其可靠性。參考答案一、選擇題（共46小題，48分）1、（1 分）B2、（1 分）A3、（1 分）C4、（1 分）A

34、5、（1 分）D6、（1 分）B7、（1 分）C8、（1 分）B9、（1 分）A10、（1 分）C11、（1 分）A12、（1 分）D13、（1 分）B14、（1 分） A15、（1 分）DThank you for your support !會員：n ewsusa n for berg歡迎大家來到共享資源會員：n ewsusa nThank you for your support !會員：n ewsusa n for berg歡迎大家來到共享資源會員：n ewsusa n16、（1分）A17、（1 分）B18（1 分）D19、（1 分）B20、（1 分）B21、（1 分）A22、（1 分

35、）A23、（1 分）A24、（1 分）B25、（1 分）A26、（1 分）D27、（1 分）C2&（1 分）C29、（1 分）D30、（1 分）C31、（1 分）D32、（1 分）A33、（3分）無34、（1 分）D35、（1 分）C36、（1 分）D37、（1 分）A3&（1 分）C39、（1 分）D40、（1 分）C41、（1 分）B42、（1分）C43、（1 分）A44、（1 分）B45、（1 分）A46、（1 分）B1、2、3、4、填空題（共31小題，41分）（1 分）?H+1/2?u2+g?Z=Q+Ws（1 分）？H+1/2?u2+g?Z=Q+Ws（1分）完全可逆（1

36、分）第一定律；第二定律5、（1分）量；品質(zhì)6、 （1 分）溫差 E= Q+ W7、 （1 分） U= Q+ W H+ 1/2 U2+gz=Q+W/ 或厶H+E k+AE p = Q+Ws8、（1 分） H= Q9、（1 分） H= 010、（1 分）ds Q/T11、（1 分）ds > 012、 （1分）質(zhì)量守恒能量守恒熵增原理13、（1分）理想功是指體系的狀態(tài)變化是在一定的環(huán)境條件下按完全可逆的過程進行時,理論上Thank you for your support !會員：n ewsusa n for berg歡迎大家來到共享資源會員：n ewsusa n可以產(chǎn)生的最大功或者必須消耗的

37、最小功。損失功時指給定相同的狀態(tài)變化時的不可逆實際功 與理想功之間的差值。WI=W ac-Wd14、（1分）理想功是一個理論的極限值，用來比較實際功的標準。15、（1 分）w id = H-ToS16、（1 分）E x=（H-H0）-T 0（S-S°）=T。* S- H17、（1分）環(huán)境基態(tài)完全平衡18、（1分）熱溫商19、（1分）汽化熵20、（2 分）Ah + Au2/2 + g Az =q+ w sU2 = .2（H1- H2）21、（1分）不可逆性222、（3 分）Ah + Au /2 + g Az = q + w s ,23、（2 分）A h + A u2/2 + g A22

38、4、（2 分）Ah + Au /2 + g Az = q+ w s；Ah = q ,Ah = w sA h = qu2= ,2（H1- H2）25、（1分）環(huán)境基態(tài)完全平衡26、（1分）熱溫商27、（1分）汽化熵28、（1分）不可逆性29、30、31、（1分）1）體系內(nèi)部一切變化可逆2）體系只與溫度為T 面積1234 /（5分）.面積1221（2 分）Ah + Au2/2 + g Az = q+ ws； U2 =2（ H 1 - H 2 ）0的環(huán)境進行可逆的熱交換。三、判斷題（共6小題，6分）1、（1 分）x2、（1 分）X3、（1 分）V4、（1 分）X5、（1 分）X6、（1 分）V四、簡

39、答題（共9小題，45分）1、（1分）所有工作于等溫熱源和等溫冷源之間的熱機，以可逆熱機效率最大， 所有工作于等溫熱源和等溫冷源之間的可逆熱機其效率相等，與工作介質(zhì)無關(guān)。n max= 1 T2/T12、（10分）（1） 3#>2#>1#>4#因為溫度壓力越高，蒸汽的作功本領(lǐng)越大；溫度相同時，壓力越高，蒸汽的作功本領(lǐng)越大； 壓力相同時，溫度越高，蒸汽的作功本領(lǐng)越大；任何溫度壓力下的飽和蒸汽比任何溫度壓力下的飽和水作功本領(lǐng)大。（2）應(yīng)盡可能利用高壓蒸汽來做功，低壓蒸汽來加熱。(3)Ex3=T0(S0- S3) - (H0- H3) = 298(0.3674- 5.787)- (10

40、4.9- 2783) = 1063KJ / Kg Wid =(H4- H3)- T0(S4- S3)= (1344- 2783) - 298(3.2534- 5.787) = - 684KJ / Kg3、(5分)理想功是指體系從一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)過程中，在一定的環(huán)境下，以完全可逆方式 進行時，理論上可能產(chǎn)生的最大功或理論上必須消耗的的最小功。穩(wěn)流過程理想功的計算式是，Wid = H2 - H1 - T 0( S2 -S1)式中1-系統(tǒng)進口狀態(tài)，2-系統(tǒng)出口狀態(tài)。面積12344、(5分)面積12215、(5分)體系從所處的狀態(tài)達到與環(huán)境相平衡的可逆過程中，對外界作出的最大有用功稱為該 體系在該

41、狀態(tài)下的有效能。6、(12分)(1) 4#>3#>2#>1#>5#因為溫度壓力越高，蒸汽的作功本領(lǐng)越大；溫度相同時，壓力越高，蒸汽的作功本領(lǐng)越大；壓力相同時，溫度越高，蒸汽的作功本領(lǐng)越大；任何溫度壓力下的飽和蒸汽比任何溫度壓力下的飽和水作功本領(lǐng)大。(2) 應(yīng)盡可能利用高壓蒸汽來做功，低壓蒸汽來加熱。(3) Ex4 =T0(S0 - S4)- (H 0 - H 4)= 298(0.3674 - 5.787)- (104.9 - 2783) = 1063KJ / Kg(4) Wid = (H 5 - H4)- T0(S5 - S4) = (1344 - 2783)- 298

42、(3.2534 - 5.787) = - 684KJ / Kg7、(5分)理想功是指體系從一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)過程中，在一定的環(huán)境下，以完全可逆方式 進行時，理論上可能產(chǎn)生的最大功或理論上必須消耗的的最小功。穩(wěn)流過程理想功的計算式是，Wid = H2 - H1 - T 0 ( S2 -S1 )式中1-系統(tǒng)進口狀態(tài)，2-系統(tǒng)出口狀態(tài)。8、(1分)采用節(jié)流原理，當濕蒸汽充分節(jié)流后變?yōu)檫^熱蒸汽，測定過熱蒸汽的溫度、壓力得知 過熱蒸汽的焓值，從而求得濕蒸汽的干度9、(1分)采用節(jié)流原理，當濕蒸汽充分節(jié)流后變?yōu)檫^熱蒸汽，測定過熱蒸汽的溫度、壓力得知 過熱蒸汽的焓值，從而求得濕蒸汽的干度。五、計算題(共2

43、2小題，247分)1、(13分)1)如右圖2) m=Q°/q0 = 41800 /(H 1 - H 5)= 41800/(1644 - 514.6) = 37 Kg / h3) Pt = mWs = m(H 2 - H 1) = 37(1866 - 1644)=8214KJ / h = 2.28 KW4) £= q0 /Ws = (H 1 - H 5) /(H 2 - H 1)=(1644 - 514.6)/(1866 - 1644) = 5.082、（12 分）Wl = Wd = 7 . 033 kJ/kg3、（10分）解：按題意，穩(wěn)流過程中 Q=0，忽略動能和勢能的影響

44、， H=-W由熱力學基本關(guān)系式可知，dH=TdS+VdP對絕熱可逆過程，艮匡等熵過程，dS=0出#dPWs,r，水可近似為不可壓縮液體，Ws,r =-V（P2 - P）=-1.0029X10-3 x（1.0- 0.1） X106 = -902.6J ?kg-1Ws = 9026 = 1504.3J?kgj實際功率0.64、（8分）解：若假設(shè)空氣為理想氣體，則壓力對焓變化無影響，壓力對熵變化為AS = - RlnFP。PAB = B - B0 = B = AH - T0 AS = 0 - T0 AS = RT0 ln則有效能變化P°0 6=8.314 X298 Xln = 4439.2

45、 J ?mol-15、(15 分)(1) W左=3949.5 J;(3) T2' =2009.5K0.1(2) T2=375.6K ;6、（12分）解:由空氣的T-S圖可查得，在300K下，各壓力狀態(tài)下的焓值和熵值如下:0.1MPa,1H1=13577 kJ kmol1S1=126kJ kmol-1 K-110MPa,H2=1300-1kJ kmolS2=871 1kJ kmol K穩(wěn)流系統(tǒng)A H=Q-Ws可逆過程Ws=Q rev- A HThank you for your support !會員：n ewsusa n for berg歡迎大家來到共享資源會員：n ewsusa nT

46、hank you for your support !會員：n ewsusa n for berg歡迎大家來到共享資源會員：n ewsusa n其中可逆熱 Qrev=T A S=T (S2-S1) =300 X( 87- 126) =-11700 kJ kmol-1所以 Ws = Qrev - AH = -11700 - (1300 - 13577) = - 11123kJ ?kmol-1理想功 Wid = T0 AS - A=298 X(87 - 126)- (13000 - 13577) = - 11045kJ ?kmol-1計算結(jié)果表明，等溫下將空氣從0.1MPa壓縮至10MPa時，其消

47、耗的理想功比可逆軸功要少一些，這是因為壓縮時放出的熱量可逆地傳遞給環(huán)境，環(huán)境獲到了部分功，消耗的功最少。-1 - kg7、 (10分)(1) WsH1- H2=2676.1-3028.6=-352.5 kJ-1 - kgAJ =Q+W W id=T0 S-A H=298.15(7.6299-7.3549)-(3028.6-2676.1)=-270.4 kJ8、 (12分)解：對封閉體系(1) q Q = 0,W = 100kjAU1 = Q + W = 100kjW=(2) 此過程為恒容過程， AU2 = Q = 95kj(3) 20 ° , 2.0m3 ?絕熱？羽1 f 150c,

48、1m3 (2)恒-等溫容aj2150 ° (3)Q U是狀態(tài)函數(shù).AU3 =AU1 - AU 2 = 100- 95 = 5kj 又 Q Q = -185kj.W =-Q+ AU 3 = 185 + 5 = 190kj答: A1=100kJ , 2AJ2 = 95kJ ,AJ 3 = 5kJ , W=190kJ9、(12分)解:(1)按等熵 S1=S2 蒸汽進 1 點出 2點，x=(S2-S2f)/(S2g_S2f)=(7.155-1.404)/(7.252-1.404)=0.9834H2=H2gX2+H2f(1-X2)=2689.1*0.9834+0.0166*456.3=2652

49、kg/kJWs=( H 1- H2)=-(2975.4-2652)=-323.4kg/kJ忽略動能變化，Ws=323.4 kg/Kj(2)B1=?H1-0+T?S1-0=( 2975.4-84.98)-293* ( 7.155-0.2964)=2890.4-2009.6=880.8 kg/Kj B2=( 2562-84.98)-293*( 7.155-0.2964)=2567-2009.6=557.4(3) n= XB-/XB+= (|Ws I +B2) /B1= (323.4+557.4) /880.8=100% 忽略動能變化10、 (12 分).第一定律，Q=0 , W=0 , ?H=0

50、, 1* (1897-565.22) =G* (125.81-84.1 )G 水=31.93kg氨冷凝器作孤立體系，? Sl=G水？ S水+1* ?5氨=31.93 (0.435-0.297) + (4.689-9.010) =0.0853kJ/kg 氨冷凝水Wl=T0?Sl=298*0.0853=25.41 kJ/kg 氨冷凝水11、(3 分)(1) 334.1 * 1000 = 83.96 *(1000- m汽)+ 2819.7 * m 汽, m 汽=91.73 kg12、(12 分)(1) 334.1 * 1000 = 83.96 *(1000 - m 汽)+ 2819.7 * m 汽,

51、 m汽=91.73 kg(2) ASg = 1000*1.0753 -(0.2966 * 908.27 + 7.3931 * 91.73 ) = 127.74 kg/KW L= 37446 kJW id = W L= 37446 kJ(3) 334.1 * 1000 = 83.96 *(1000 - m95水)+ 397.96 * m 95水 , m95水=799.20 kgASg = 1000*1.0753 -( 0.2966 * 200.80 + 1.2500 * 799.20 ) = 16.743 kg/KW L= 4908 kJW id = W l= 4908 kJ(3) 損失功較小，因為傳熱溫差較小，過程不可逆程度較低，功的損失較少。13、(10 分)(1) 3#>2#>1#>4#因為溫度壓力越高，蒸汽的作功本領(lǐng)越大；溫度相同時，壓力越高，蒸汽的作功本領(lǐng)越大； 壓力相同時，溫度越高，蒸汽的作功本領(lǐng)越大；任何溫度壓力下的飽和蒸汽比任何溫度壓力下的飽和水作功本領(lǐng)大。(2) 應(yīng)盡可能利用高壓蒸汽來做功，低壓蒸汽來加熱。(3)Ex3=T0(S0- S3) - (H0- H3) = 298(0.3674- 5.787)- (104.9- 2783) = 1063K