湖南大學(xué)工程熱力學(xué)試題及答案1

1、考試中心填寫(xiě)：_年 _月 日考試用誠(chéng)信應(yīng)考,考試作弊將帶來(lái)嚴(yán)重后果！湖南大學(xué)課程考試試卷湖南大學(xué)課程考試試卷題號(hào)-一一二二二四五六七八九十總分應(yīng)得分1510201540100實(shí)得分評(píng)卷人課程名稱(chēng)：工程熱力學(xué)A ;課程編碼：試卷編號(hào)：B ;考試時(shí)間：120分鐘、名詞解釋題（每題3分，共15分）1.簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)：與環(huán)境的功交換只有體積變化功的可壓縮系統(tǒng)。裝訂線（2. 平衡狀態(tài)：一個(gè)熱力系統(tǒng)在不受環(huán)境影響（重力場(chǎng)除外）的條件下，如果其狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化，同時(shí)熱力系統(tǒng)內(nèi)外建立了熱和力的平衡，則該熱力系統(tǒng)處于熱和力的平衡狀態(tài)。3. 穩(wěn)定流動(dòng)：若流動(dòng)過(guò)程中開(kāi)口系統(tǒng)內(nèi)部及其邊界上各點(diǎn)工質(zhì)的熱力參數(shù)及運(yùn)動(dòng)

2、參 數(shù)都不隨時(shí)間而發(fā)生變化。4. 熵增原理：孤立系統(tǒng)（定質(zhì)量系）的熵通?？偸窃龃蟮模瑯O限情況時(shí)不變，永不 可能減小。湖南大學(xué)教務(wù)處考試中心5比熱容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)吸熱使之溫度升高（或降低）1K所需的熱量。、判斷題（下列各題，你認(rèn)為正確的，請(qǐng)?jiān)陬}干的括號(hào)內(nèi)打“V,錯(cuò)的打“乂'，每題1分，共10分）1.理想氣體任意兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)確定之后，氣體的狀態(tài)就確定了。 （）2理想氣體只有取定值比熱容時(shí)，才能滿足邁耶公式Cp Cv Rg。()3. 不可逆過(guò)程不能 T-s圖上表示，所以也不能計(jì)算過(guò)程的熵變量。()4. 卡諾循環(huán)的熱效率一定大于其它循環(huán)的熱效率。 ()5. 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程適用于所用工質(zhì)的穩(wěn)定

3、流動(dòng)情況， 不論過(guò)程是否可逆， 有無(wú)耗 散效應(yīng)。()6. 自發(fā)過(guò)程都是不可逆過(guò)程， 非自發(fā)過(guò)程都是可逆過(guò)程。 ()7. 活塞式壓氣機(jī)應(yīng)采用隔熱措施， 使壓縮過(guò)程接近絕熱過(guò)程。 ()8. 經(jīng)不可逆循環(huán)， 系統(tǒng)與環(huán)境無(wú)法完全恢復(fù)原態(tài)。 ()9. 熵產(chǎn)大于 0 的過(guò)程必為不可逆過(guò)程。 ()10. 實(shí)際氣體絕熱自由膨脹之后， 其熱力學(xué)能不變。 ()三、選擇題 (每小題 2 分，共 20 分)1. 理想氣體可逆吸熱過(guò)程，下列哪個(gè)參數(shù)一定增加： ()。A.熱力學(xué)能；B.熵；C壓力；D.溫度 2. q u pdv 適用于 ( B)A理想氣體可逆過(guò)程B切氣體可逆過(guò)程C理想氣體一切過(guò)程D理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程3.

4、下面參數(shù)中，量綱不相同的有( B )A. 比熱容 B. 比焓C. 質(zhì)量 氣體常數(shù)D. 比熵4. 若空氣進(jìn)行可逆定壓加熱過(guò)程，則： ( C )。A.空氣作功量大于其熱力學(xué)能增量；B.空氣作功量等于其熱力學(xué)能增量;C空氣作功量小于其熱力學(xué)能增量；D.無(wú)法確定5. 下列三種狀態(tài)的空氣，哪種狀態(tài)的熵最大( A )。A. 100oC， 20bar ； B. 200oC， 10bar ； C. 100oC， 10bar ； D. 150oC， 15bar6. 某制冷機(jī)在熱源Ti=300K及冷源T2=250K之間工作，其輸入功 W為25kJ，從冷源吸熱量Q,2為110kJ，此制冷機(jī)是( C )。湖南大學(xué)課程

5、考試試卷A.可逆的；B.不可逆的；C不可能的；D.可逆或不可逆的7工質(zhì)不可逆穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流經(jīng)某控制容積，則此控制容積內(nèi)，則：（B ）。A.儲(chǔ)能不變，熵增大B.儲(chǔ)能不變，熵不變C儲(chǔ)能增大，熵增大D.儲(chǔ)能增大，熵不變8. 理想氣體進(jìn)行了一個(gè)降溫，升壓的多變過(guò)程，則多變指數(shù)n滿足：（B ）A. n >k;<k；=kD不能確定9. 系統(tǒng)經(jīng)過(guò)不可逆循環(huán)過(guò)程后，其熵變（B ）A.大于0 ；B等于0 ；C小于0 ；D.不定110. 在密閉門(mén)窗的房間內(nèi)，有一臺(tái)啟動(dòng)的冰箱，將冰箱門(mén)打開(kāi)，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行，則室內(nèi)溫度將（B ）; A.降低；B.升高；C不變；D.不定四、簡(jiǎn)答題（共15分）1.某理想氣體經(jīng)歷了下

6、述循環(huán)：某理想氣體經(jīng)歷了下述循環(huán)：（I）等容吸熱，壓強(qiáng)從 P1升高到P2;（ II）可逆絕熱膨脹，壓強(qiáng)從 P2又回到P1；（ III）等壓壓縮，體積又回到循環(huán)湖南大學(xué)教務(wù)處考試裝訂線題目不得超過(guò)此線的初始值，分別在 p-v圖及T-s圖上畫(huà)出這個(gè)循環(huán)。（5分）答:2. 熱力學(xué)第一定律和第二定律的實(shí)質(zhì)分別是什么寫(xiě)出各自的數(shù)學(xué)表達(dá)式。（10分）答：熱力學(xué)第一定律實(shí)質(zhì)上就是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律，即熱力過(guò)程中參與轉(zhuǎn)換和傳遞的能量在數(shù)量上是守恒的。其表達(dá)式為dEis°=O。對(duì)于常用的閉口系和穩(wěn)定流動(dòng)開(kāi)口系其表達(dá)式為 q=Au+w 和 q= Ai+1/2 g2+g &+ws=h+wt。熱力學(xué)

7、第二定律實(shí)質(zhì)上揭示了熱力過(guò)程的方向、條件和限度，揭示了能量品質(zhì)的高低。只有同時(shí)滿足熱力學(xué)第一定律和第二定律的過(guò)程才能實(shí)現(xiàn)。其表達(dá)式為q 0 dSso 為、T3. 壓氣機(jī)高壓縮比時(shí)為什么采用多級(jí)壓縮中間冷卻方式（畫(huà)圖說(shuō)明） 答：采用多級(jí)壓縮、中間冷卻，有如下一些好處：1 ）可降低排氣溫度 2）可減少壓氣機(jī)耗功量3 ）對(duì)于活塞式壓氣機(jī)可提高壓氣機(jī)的容積效率 五、計(jì)算題（共40 分）1.空氣在氣缸中被壓縮，由pi=, ti=35C經(jīng)多變過(guò)程達(dá)到 p2=,如多變指數(shù)n=,在壓縮過(guò)程中放出的熱量全部為環(huán)境所吸收，環(huán)境溫度To=300K,如壓縮1kg空氣，求由環(huán)境與空氣所組成的孤立系統(tǒng)的熵的變化。空氣氣體

8、常數(shù)Rg=（kg K）、比熱容可取定值，cp=（kg K） （15 分）解：V1RgT1287*3083“50.737m /kgp1.2*105n 1Ti * (止)n =308* (1/)=V2P2287*533.461.0*1030.153m / kgT2cv cp Rg 1.004 0.287 0.717kJ/(kg K)k=n k1.35 1.4Q mq mcv 仃2 T1) 1*0.717*(533.4 308)23.09kJn 10.35湖南大學(xué)課程考試試卷湖南大學(xué)教務(wù)處考試中心；t2S1m(cv ln -T1Rg In V1)1*(0.717In 533.43080.1530.287 ln0.737導(dǎo)出該循環(huán)熱效率 n與A=P-的關(guān)系;P1裝訂線題目不得超過(guò)此線解:(2)分析(1)由于Cv In?= P2對(duì)熱效率的影響。（15分）P1T-s圖如下圖所示:1Cv (T2 T1 )Sl2TiT1T2T1Si3，則又1-2為定容過(guò)程，則P2Pl，則T±（巴嚴(yán) l/kTiT/1/k iT(3)當(dāng)入增大時(shí)，循環(huán)效率 n增大。3.已知A、B、C 3個(gè)恒溫?zé)嵩吹臏囟确謩e為 500K, 400K和300K,有可逆機(jī)在這 3個(gè) 熱源間工作。若可逆機(jī)從