南航817-2010工程熱力學(xué)試題-答案

08級能源與動力學(xué)院考試試卷第5頁共6頁工程熱力學(xué)Ⅰ（A卷）（閉卷，150分鐘）班級姓名學(xué)號成績一、簡答題(每小題5分，共40分)1.什么是熱力過程？可逆過程的主要特征是什么？答：熱力系統(tǒng)從一個平衡態(tài)到另一個平衡態(tài)，稱為熱力過程。可逆過程的主要特征是驅(qū)動過程進行的勢差無限小，即準靜過程，且無耗散。2.溫度為500°C的熱源向熱機工質(zhì)放出500kJ的熱量，設(shè)環(huán)境溫度為30°C，試問這部分熱量的火用（yong）值（最大可用能）為多少？答：303.95kJ3.兩個不同溫度（T1,T2）的恒溫熱源間工作的可逆熱機，從高溫熱源T1吸收熱量Q1向低溫熱源T2放出熱量Q2，證明：由高溫熱源、低溫熱源、熱機和功源四個子系統(tǒng)構(gòu)成的孤立系統(tǒng)熵增。假設(shè)功源的熵變△SW=0。證明：四個子系統(tǒng)構(gòu)成的孤立系統(tǒng)熵增為（1分）對熱機循環(huán)子系統(tǒng)：1分 1分根據(jù)卡諾定理及推論：1分則：。1分BB隔板A自由膨脹4.剛性絕熱容器中間用隔板分為兩部分，A中存有高壓空氣，B中保持真空，如右圖所示。若將隔板抽去，試分析容器中空氣的狀態(tài)參數(shù)（T、P、u、s、v）如何變化，并簡述為什么。答：u、T不變，P減小，v增大，s增大。5.試由開口系能量方程一般表達式出發(fā)，證明絕熱節(jié)流過程中，節(jié)流前后工質(zhì)的焓值不變。（絕熱節(jié)流過程可看作穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，宏觀動能和重力位能的變化可忽略不計）答：開口系一般能量方程表達式為絕熱節(jié)流過程是穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，因此有如下簡化條件，則上式可以簡化為：根據(jù)質(zhì)量守恒，有代入能量方程，有6.什么是理想混合氣體中某組元的分壓力？試按分壓力給出第i組元的狀態(tài)方程。答：在混合氣體的溫度之下，當i組元單獨占有整個混合氣體的容積（中容積）時對容器壁面所形成的壓力，稱為該組元的分壓力；若表為Pi，則該組元的狀態(tài)方程可寫成：PiV=miRiT。7.高、低溫熱源的溫差愈大，卡諾制冷機的制冷系數(shù)是否就愈大，愈有利？試證明你的結(jié)論。答：否，溫差愈大，卡諾制冷機的制冷系數(shù)愈小，耗功越大。（2分）證明：，當不變，時，、。即在同樣下(說明得到的收益相同)，溫差愈大，需耗費更多的外界有用功量，制冷系數(shù)下降。（3分）全部氮氣的熵變（1分）3.將100kg溫度為30℃的水與200kg溫度為80℃的水在絕熱容器中混合，假定容器內(nèi)壁與水之間也是絕熱的，且水的比熱容為定值，取，環(huán)境溫度為17℃。求混合過程導(dǎo)致的可用能損失？（16分）解