湖南大學工程熱力學試題及答案2

湖南大學工程熱力學試題及答案2湖南大學工程熱力學試題及答案2湖南大學工程熱力學試題及答案2V:1.0精細整理，僅供參考湖南大學工程熱力學試題及答案2日期：20xx年X月考試中心填寫：____年考試中心填寫：____年___月___日考試用專業(yè)班級：學號：姓名：裝訂線（題目不得超過此線）湖南大學課程考試試卷湖南大學教務處考試中心湖南大學課程考試試卷課程名稱：工程熱力學A；課程編碼：試卷編號：B；考試時間：120分鐘題號一二三四五六七八九十總分應得分1510201540100實得分評卷人一、名詞解釋題（每題3分，共15分）1.簡單可壓縮系統(tǒng)：與環(huán)境的功交換只有體積變化功的可壓縮系統(tǒng)。2.平衡狀態(tài)：一個熱力系統(tǒng)在不受環(huán)境影響（重力場除外）的條件下，如果其狀態(tài)參數(shù)不隨時間變化，同時熱力系統(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：若流動過程中開口系統(tǒng)內(nèi)部及其邊界上各點工質(zhì)的熱力參數(shù)及運動參數(shù)都不隨時間而發(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?，極限情況時不變，永不可能減小。5.比熱容：單位質(zhì)量工質(zhì)吸熱使之溫度升高（或降低）1K所需的熱量。二、判斷題（下列各題，你認為正確的，請在題干的括號內(nèi)打“√”，錯的打“×”，每題1分，共10分）1.理想氣體任意兩個狀態(tài)參數(shù)確定之后，氣體的狀態(tài)就確定了?！ā粒?.理想氣體只有取定值比熱容時，才能滿足邁耶公式。……（×）3.不可逆過程不能T-s圖上表示，所以也不能計算過程的熵變量。…………（×）4.卡諾循環(huán)的熱效率一定大于其它循環(huán)的熱效率?！ā粒?.穩(wěn)定流動能量方程適用于所用工質(zhì)的穩(wěn)定流動情況，不論過程是否可逆，有無耗散效應?！ā蹋?.自發(fā)過程都是不可逆過程，非自發(fā)過程都是可逆過程。…（×）7.活塞式壓氣機應采用隔熱措施，使壓縮過程接近絕熱過程?！ā粒?.經(jīng)不可逆循環(huán)，系統(tǒng)與環(huán)境無法完全恢復原態(tài)?！ā粒?.熵產(chǎn)大于0的過程必為不可逆過程?！ā蹋?0.實際氣體絕熱自由膨脹之后，其熱力學能不變?！ā蹋┤?、選擇題（每小題2分，共20分）1.理想氣體可逆吸熱過程，下列哪個參數(shù)一定增加：（B）。A.熱力學能；B.熵；C.壓力；D.溫度2.適用于（B） A理想氣體可逆過程 B一切氣體可逆過程 C理想氣體一切過程 D理想氣體準靜態(tài)過程3.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.若空氣進行可逆定壓加熱過程，則：（C）。A.空氣作功量大于其熱力學能增量；B.空氣作功量等于其熱力學能增量；C.空氣作功量小于其熱力學能增量；D.無法確定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.某制冷機在熱源=300K及冷源=250K之間工作，其輸入功W為25kJ，從冷源吸熱量Q,2為110kJ，此制冷機是（C）。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.儲能不變，熵增大B.儲能不變，熵不變C.儲能增大，熵增大D.儲能增大，熵不變8.理想氣體進行了一個降溫，升壓的多變過程，則多變指數(shù)n滿足：(B)A.n>k；<k；=kD不能確定裝訂線（題目不得超過此線）湖南大學課程考試試卷湖南大學教務處考試中心9.系統(tǒng)經(jīng)過不可逆循環(huán)過程后，其熵變(裝訂線（題目不得超過此線）湖南大學課程考試試卷湖南大學教務處考試中心A.大于0；B.等于0；C.小于0；D.不定10.在密閉門窗的房間內(nèi)，有一臺啟動的冰箱，將冰箱門打開，經(jīng)一段時間運行，則室內(nèi)溫度將（B）A.降低；B.升高；C.不變；D.不定四、簡答題（共15分）1.某理想氣體經(jīng)歷了下述循環(huán)：某理想氣體經(jīng)歷了下述循環(huán)：（I）等容吸熱，壓強從P1升高到P2；（II）可逆絕熱膨脹，壓強從P2又回到P1；（III）等壓壓縮，體積又回到循環(huán)的初始值，分別在p-v圖及T-s圖上畫出這個循環(huán)。（5分）答：2.熱力學第一定律和第二定律的實質(zhì)分別是什么？寫出各自的數(shù)學表達式。（5分）答：熱力學第一定律實質(zhì)上就是能量守恒與轉換定律，即熱力過程中參與轉換和傳遞的能量在數(shù)量上是守恒的。其表達式為dEiso=0。對于常用的閉口系和穩(wěn)定流動開口系其表達式為q=Δu+w和q=Δh+1/2Δcf2+gΔz+ws=Δh+wt。熱力學第二定律實質(zhì)上揭示了熱力過程的方向、條件和限度，揭示了能量品質(zhì)的高低。只有同時滿足熱力學第一定律和第二定律的過程才能實現(xiàn)。其表達式為dSiso≥0、或。3.壓氣機高壓縮比時為什么采用多級壓縮中間冷卻方式？（畫p-v圖說明）答：采用多級壓縮、中間冷卻，有如下一些好處：1）可降低排氣溫度2）可減少壓氣機耗功量3）對于活塞式壓氣機可提高壓氣機的容積效率五、計算題（共40分）1.設氣缸中1kg空氣（可作理想氣體處理）經(jīng)歷一可逆多變過程從初態(tài)t1=27℃、p1=壓縮到終態(tài)p2=1MPa，其多變指數(shù)n=。設空氣的比熱容為定值。求過程的膨脹功、技術功、熱量和內(nèi)能變化量、熵變、焓變。在p-v圖上畫出該過程，并表示出膨脹功、技術功。（該氣體的氣體常數(shù)Rg=(kg·K)、絕熱指數(shù)k=（10分）解：裝訂線（題目不得超過此線）湖南大學課程考試試卷湖南大學教務處考試中心2.一個儲氣罐從壓縮空氣總管充氣，總管內(nèi)壓縮空氣參數(shù)恒定，壓力為1000kPa，溫度為27℃裝訂線（題目不得超過此線）湖南大學課程考試試卷湖南大學教務處考試中心解：根據(jù)開口系統(tǒng)的能量方程，有：δQ=d(m·u)+(hout+c2fout+gzout)δmout-(hin+c2fin+gzin)δmin+δWs由于儲氣罐充氣過程為絕熱過程，沒有氣體和功的輸出，且宏觀能差值和重力位能差值，則δQ=0，δmout=0，(c2fin+gzin)δmin=0，δWs=0，δmin=dm，故有：d(m·u)=hin·dm經(jīng)積分可得：m·u=hin·mu=hinT2=hin/cv=cpTin/cv=×300=420K3.一活塞氣缸裝置中的氣體經(jīng)歷了2個過程。從狀態(tài)1到狀態(tài)2，氣體吸熱500kJ，活塞對外做功800kJ。從狀態(tài)2到狀態(tài)3是一個定壓的壓縮過程，壓力為p=400kPa，氣體向外散熱450kJ。并且已知U1=2000kJ，U3=3500kJ，試計算2-3過程中氣體體積的變化。（10分）解：W23=p2(V3-V2)求出W23，則可求出V3-V2對于過程1-2，ΔU12=U2-U1=Q12-W12所以U2=Q12-W12+U1=500-800+2000=1700kJ對于過程2-3，有W23=Q23-ΔU23=Q23-（U3-U2）=-450-（3500-1700）=-2250kJ所以ΔV23=V3-V2=W