工程熱力學(xué)試卷終極版

1、工程熱力學(xué)考試試卷推斷題All rights reserved。流淌功是系統(tǒng)維持流淌所花費(fèi)的代價(jià)，所以流淌功不能為0.(）質(zhì)量保持不變的系統(tǒng)就是閉口系。(）處于穩(wěn)定狀態(tài)的系統(tǒng)肯定處于平衡狀態(tài)(）依據(jù)熵的定義,熱量是過(guò)程量，所以熵也是過(guò)程量（）等溫過(guò)程的膨脹功與與吸取的熱量相等.(）陡。()（)可以從單一熱源中取熱并使之完全轉(zhuǎn)換為功。(）定容過(guò)程對(duì)濕蒸汽進(jìn)行加熱，干度肯定增大.()可逆循環(huán)的熱效率肯定大于不行逆循環(huán)的熱效率。(）及二式均適用于任何工質(zhì)，任何過(guò)程。(）分析、簡(jiǎn)答題1途徑系統(tǒng)的熵變必大于可逆途徑的熵變.，這種說(shuō)法是否正確，為什么？ 答：不正確。由于熵是狀態(tài)參數(shù)，不論過(guò)程是否可逆，只要

2、初終態(tài)相同， 其熵變均相同，故系統(tǒng)從某一初態(tài)經(jīng)不行逆與可逆兩條途徑到達(dá)同一終態(tài)，經(jīng)不行逆途徑系統(tǒng)的熵與可逆途徑的熵變相等.試在圖上把抱負(fù)氣體兩狀態(tài)間熱力學(xué)能及焓的變化表示出來(lái).答：212v2p 等容過(guò)程的吸熱量與相同溫限下的熱力學(xué)能的變化相等,可以得到。某抱負(fù)氣體在圖上的兩種過(guò)程如下圖所示，試在圖上畫出相應(yīng)的兩個(gè)過(guò)程,指出過(guò)程多變指數(shù)n吸熱還是放熱,升溫還是降溫，降壓還是升壓。答：12 過(guò)程:,壓縮、放熱、降溫、降壓。13.,活塞右側(cè)有一彈簧，氣缸直徑0.4mm當(dāng)?shù)卮髿鈮褐敝?。若，空氣比熱力學(xué)能.求：從初態(tài)到終態(tài)過(guò)程的加熱量。解：取氣缸內(nèi)的空氣為系統(tǒng)-閉口系。確定空氣初終態(tài)體積：彈簧初終態(tài)變

3、形量：missed。.。.。.。.。.。 .。 .。 .。.。.。.。.。.依據(jù)熱力學(xué)第肯定律：解：可逆等溫過(guò)程：;；missed.推導(dǎo)抱負(fù)氣體定值比熱容,多變過(guò)程初、終態(tài)熵變?yōu)椋?解:多變過(guò)程初終態(tài)溫度關(guān)系：比定壓熱容:抱負(fù)氣體熵變：800K300K，從高溫?zé)嵩聪蚬べ|(zhì)傳遞熱量 500KJ。試求:1）溫差傳遞引起的熵變；2）過(guò)程中不行逆性使熱量的作功力量損失了多少？（環(huán)境溫度為)解：1)取熱源、工質(zhì)為系統(tǒng)-孤立系。熱源的熵變化:工質(zhì)的熵變化：2）作功力量損失：填空題1=大氣壓力+表壓力；確定壓力低于大氣壓力時(shí)，確定壓力=大氣壓力真空度。2、熱量與膨脹功都是過(guò)程量，熱量通過(guò)溫度差而傳遞熱能，膨脹

4、功通過(guò)體積差傳遞機(jī)械能。3、可逆過(guò)程=準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程+無(wú)耗散效應(yīng).4變化量為60kJ.5、抱負(fù)氣體的熱力學(xué)能和焓只是溫度的函數(shù)。推斷題1）2、由于自發(fā)過(guò)程都有方向性,所以自發(fā)過(guò)程的反方向過(guò)程肯定不行進(jìn)行。(）3、由于不行逆過(guò)程不能再圖上表示，所以也不能計(jì)算過(guò)程的熵變量（)4、流淌功是系統(tǒng)維持流淌所花費(fèi)的代價(jià)，所以流淌功肯定是負(fù)值（)5、熱力系統(tǒng)放熱后，系統(tǒng)的熵肯定削減。(）6、閉口系經(jīng)受可逆與不行逆兩個(gè)過(guò)程，從同一點(diǎn)動(dòng)身，達(dá)到相同的終點(diǎn)，（）7、氣體膨脹時(shí)必需對(duì)其加熱.(）8、實(shí)際氣體絕熱自由膨脹后，其熱力學(xué)能不變。()9、穩(wěn)定流淌系統(tǒng)進(jìn)出口工質(zhì)的狀態(tài)相同。()10、任何可逆循環(huán)的熱效率都相等（）

5、分析、簡(jiǎn)答題b-a Ts 圖上表示出答：抱負(fù)氣體的焓只是溫度的函數(shù),.由于等壓過(guò)程的熱量與相同溫度下的焓的變化相等 , 可以得到missed。.。.。.。從而可以得到，.中工質(zhì)的熵變?yōu)?，分析此過(guò)程是否可行，假如可行是否可逆.答：依據(jù)閉口系熵變方程:，可以得到，因此，此過(guò)程可行，但不行逆。答：抱負(fù)氣體的和都只是溫度的函數(shù),。工程熱力學(xué)中,定壓、定溫、可逆絕熱和定容是四種典型的熱力過(guò)程，其 多變指數(shù)的值分別是多少？答：定壓過(guò)程：n=0;定溫過(guò)程：n=1；定熵過(guò)程：n=k；定容過(guò)程：n=。 計(jì)算題1.如右圖所示的氣缸，其內(nèi)充以空氣.氣缸截面積,活塞距底面高度。活塞及其上重物的總重量，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?環(huán)

6、境溫度。若當(dāng)氣缸內(nèi)氣體與外界處于100Kg，活塞將突然上升，最終重新達(dá)到熱力平衡.假定活塞和氣缸壁之間無(wú)摩擦，氣體可以通過(guò)氣缸壁和外界充分換 熱試求活塞上升的距離和氣體的換熱量。missed。 依據(jù)熱力學(xué)第肯定律2、煤氣表上讀得煤氣的消耗量是 70，使用期間煤氣表的表壓力是45mm少標(biāo)準(zhǔn) m的煤氣；2)其他條件不變,煤氣表的表壓力降低到30mm同樣讀數(shù)相當(dāng)于多少標(biāo)準(zhǔn) m煤氣；3）其他條件不變,但溫度為 37，此時(shí)相當(dāng)m的煤氣？解：由于壓力較低,故煤氣可作抱負(fù)氣體，2）3、封閉氣缸中氣體初態(tài) =8M， =1300,經(jīng)可逆多變膨脹過(guò)程變化到終態(tài)=04 M， =400.已知該氣體常數(shù)=0.287KJ

7、/（kgK),氣體比熱容 =0.716 KJ/(kgK)Q.解：依據(jù)抱負(fù)氣體狀態(tài)方程,可得多變指數(shù)多變過(guò)程的熱量missed。.4、將質(zhì)量為 0.5kg 溫度為 1200的碳鋼，放入盛有 4kg 溫度為 20水的絕熱容器中,直至碳鋼與水達(dá)到熱平衡.求此過(guò)程中不行逆?zhèn)鳠嵋鸬撵禺a(chǎn).碳鋼和水的比熱容分別為：（kgK)。解：熱平衡時(shí)水和碳鋼的溫度：水的熵變：碳鋼熵變：=0。47KJ/（kgK)， =4。187KJ/水和碳鋼組成孤立系統(tǒng)，孤立系統(tǒng)的熵變即為熵產(chǎn)：填空題1、熱量與膨脹功都是（過(guò)程）量,熱量（溫度）差而傳遞熱能，膨脹功通過(guò)( 體積 ）差傳遞機(jī)械能。2、某蒸汽經(jīng)受不行逆放熱過(guò)程后,過(guò)程的熵變

8、( 小于0)；過(guò)程的熵產(chǎn)（大于0 。3、卡諾循環(huán)是由兩（ 可逆定溫 和兩（ 可逆絕（或定熵）過(guò)程組成的。推斷題1、熱力系統(tǒng)的邊界可以是固定的也可以是移動(dòng)的;可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的.（)2、開口系不行能是絕熱系。()3、閉口絕熱系的熵不行能削減。(）4、熱力系從1狀態(tài)經(jīng)受不行逆過(guò)程到狀態(tài)則熱力學(xué)能的變化=（ ） ()5、熱力系統(tǒng)放熱后,系統(tǒng)的熵肯定削減. （）6、由于不行逆過(guò)程不行能在Ts圖上表示,所以也不能計(jì)算過(guò)程的熵變量。 （)7、抱負(fù)氣體熱力學(xué)能僅僅是溫度的函數(shù)。(）8、實(shí)際氣體絕熱自由膨脹后,其熱力學(xué)能不變。()9、循環(huán)的熱效率越高，所得到的循環(huán)凈功也越大.（）10、任何可逆循

9、環(huán)的熱效率都相等（）分析、簡(jiǎn)答題從點(diǎn) a 開頭有兩個(gè)可逆過(guò)程：定容過(guò)程ab 和定壓過(guò)程 a-c，b、c 兩點(diǎn)在同一條絕熱線上，問(wèn)a-c及、和哪個(gè)大?并在 T-s 圖上表示過(guò)程 ab、missed1、 1kmol的抱負(fù)氣體從初態(tài) =500M、 =340k，可逆絕熱膨脹到原來(lái)容積的2 倍。設(shè)氣體33.4 KJ/（kgK)，=25。12 KJ/(kgK)，試確解：可逆絕熱 Q=0由于是可逆絕熱膨脹過(guò)程,0.填空題1、 抱負(fù)氣體多變過(guò)程中，工質(zhì)放熱壓縮升溫過(guò)程的多變指數(shù)是（1n，工質(zhì)吸熱壓縮過(guò)程n 的范圍是（nk ）.2、 外界對(duì)閉口系統(tǒng)輸入功80KJ，同時(shí)系統(tǒng)向外界放熱20KJ,則系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化

10、量為(60KJ)。3、 60030的冷源之間，它的熱效率為( 65.28。推斷題1,所以自發(fā)過(guò)程的反方向過(guò)程肯定不行進(jìn)行。（）2、穩(wěn)定流淌系統(tǒng)與外界交換的功和熱量相等，并且不隨時(shí)間而變（)3、閉口系進(jìn)行一放熱過(guò)程，其熵肯定削減（)4、膨脹功、流淌功和技術(shù)功都是與過(guò)程的路徑有關(guān)的過(guò)程量（)5、流淌功是系統(tǒng)維持流淌所花費(fèi)的代價(jià)，流淌功可以為0。（)6、及二式均適用于任何工質(zhì)、任何過(guò)程. （）分析題、簡(jiǎn)答題1、如右圖所示，剛性絕熱容器中用隔板分成兩部分，A 中有肯定量的抱負(fù)氣體，B 為真空.將隔板抽掉,分析容器中氣體的狀態(tài)參（Tpu、h、s、v)如何變化,并分析為什么.答：熱力學(xué)第肯定律:u 不變。

11、抱負(fù)氣體熱力系能和焓只與溫度有關(guān)，故T 和h 不變.自由膨脹后，體積增大質(zhì)量不變,故 v 增大；依據(jù)抱負(fù)氣體狀態(tài)方程:pv=T,T不變，v增大，故p 降低。取氣體為系統(tǒng)-依據(jù)孤立系統(tǒng)熵增原理，s只能增大。計(jì)算題1如右圖所示，容器 A 剛性絕熱,容積為 1 ，容器與管道用閥門相連，管道內(nèi)空氣的壓力位 4Mpa、溫度為30、比焓為3053kj/kg。容器初始狀態(tài)為真空，打開閥門為其充氣，使壓力達(dá)到 4Mpa 時(shí)截止，若空氣 u=0。72T;求容器A 內(nèi)達(dá)到平衡后的溫度及充入的氣體質(zhì)量 m。答：取A為系統(tǒng)非穩(wěn)定開口系統(tǒng).容器剛性絕熱，Q=0,=0；忽視進(jìn)出口的動(dòng)能差及位能差。流入系統(tǒng)的能量:；流出系

12、統(tǒng)的能量:0；系統(tǒng)的能量增加:； 依據(jù)能量守恒，可得：整理，可得：;由于初態(tài)為真空，故,故代入數(shù)據(jù)：充入氣體的質(zhì)量：2、封閉氣缸中氣體初態(tài) =8M,=1300，經(jīng)可逆多變膨脹過(guò)程變化到終態(tài) =4 M,=40.已知該氣體常數(shù) =0287KJkgK，716KJ/（kgK)。解:依據(jù)抱負(fù)氣體狀態(tài)方程，可得多變指數(shù)：missed。=0。305kg 12004kg20水的絕熱容器中，直至碳鋼與水達(dá)到熱平衡。求此過(guò)程中不行逆?zhèn)鳠嵋鸬撵禺a(chǎn).碳鋼和水的比熱容分別為:（kgK)。熱平衡時(shí)水和碳鋼的溫度:水的熵變：碳鋼熵變：=0.47KJ/(kgK， =4。187KJ/水和碳鋼組成孤立系統(tǒng)，孤立系統(tǒng)的熵變即為熵

13、產(chǎn)：填空題1、閉口系統(tǒng)經(jīng)過(guò)某一熱力過(guò)程1a2，吸取量50J 的熱量，熱力學(xué)能增加2b1 返回，2b1過(guò)程中熱力學(xué)能的變化為（84J ）.2、工質(zhì)是實(shí)現(xiàn)（熱能）和（機(jī)械能）相互轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)。3、可逆過(guò)程=（準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程+無(wú)耗散效應(yīng)).推斷題1、流淌功是系統(tǒng)維持流淌所花費(fèi)的代價(jià)，所以流淌功不能為0。(）2、質(zhì)量保持不變的系統(tǒng)就是閉口系.()3、穩(wěn)定的系統(tǒng)肯定處于平衡狀態(tài)（）4、等溫過(guò)程的膨脹功與吸取的熱量相等。(）5、容器中氣體的壓力不變，則壓力表的讀數(shù)可能會(huì)變（）6、由于自發(fā)過(guò)程都有方向性，所以自發(fā)過(guò)程的反方向過(guò)程肯定不行進(jìn)行。(）7、不違反熱力學(xué)第肯定律的過(guò)程均可進(jìn)行（)8、閉口絕熱系的熵不行

14、能削減.（)9、循環(huán)的熱效率越高，所得到的循環(huán)凈功也越大（）10（）計(jì)算、證明題1、如右圖所示,0。1Mpa、20的空氣經(jīng)壓氣機(jī)絕熱壓縮后,導(dǎo)入換熱器中排走部分熱量，再進(jìn)入噴管膨脹到0。1Mpa、20.噴管出口截面積A=0.0324,氣體流速=300m/s已知壓氣機(jī)的耗功率為 710kw，試計(jì)算換熱器中空氣散失的熱量。解：取CV為系統(tǒng)-穩(wěn)定開口系統(tǒng)系統(tǒng)流量:missed。.2、0。5kmol 某種單原子抱負(fù)氣體，有 25，經(jīng)過(guò)程 2m3 可逆絕熱膨脹到1atm,計(jì)算此過(guò)程的熱量 Q，過(guò)程功W 及熱力學(xué)能變化U。解:單原子抱負(fù)氣體：初終態(tài)狀態(tài)參數(shù)：可逆絕熱過(guò)程吸取熱量：過(guò)程功：熱力學(xué)第肯定律：填空題1、確定壓力大于大氣壓時(shí)，確定壓力=(大氣壓力+表壓力)；確定壓力小于大氣壓時(shí)，確定壓力= （大氣壓力真空度).2、熵的變化由與外界熱交換引起的 （ 熵流 ，和由不行逆因素引的（熵產(chǎn)）構(gòu)成。3、與外界無(wú)物質(zhì)交換的系統(tǒng)是( 閉口系 ；與外界有物質(zhì)交換的系是( 開口系）4、抱負(fù)氣體狀態(tài)方程是：p