《工程熱力學(xué)》試卷及標(biāo)準(zhǔn)答案評分標(biāo)準(zhǔn)《工程熱力學(xué)》.doc

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第一部分 選擇題（共15分） 一、單項選擇題（本大題共15小題，每題只有一個正確答案，答對一題得1分，共15分） 、1、壓力為10 bar的氣體通過漸縮噴管流入1 bar的環(huán)境中，現(xiàn)將噴管尾部截去一段，其流速、流量變化為。 【 】 A.流速減小，流量不變 B.流速不變，流量增加 C.流速不變，流量不變 D.流速減小，流量增大 2、某制冷機(jī)在熱源T1= 300K，及冷源T2= 250K之間工作，其制冷量為1000 KJ，消耗功為250 KJ，此制冷機(jī)是 【 】 A.可逆的 B.不可逆的 C.不可能的 D.可逆或不可逆的 3、系統(tǒng)的總儲存能為 【 】 A. B. C. D. 4、熵變計算式只適用于 【 】 A.一切工質(zhì)的可逆過程 B.一切工質(zhì)的不可逆過程 C.理想氣體的可逆過程 D.理想氣體的一切過程 5、系統(tǒng)進(jìn)行一個不可逆絕熱膨脹過程后，欲使系統(tǒng)回復(fù)到初態(tài)，系統(tǒng)需要進(jìn)行一個【】過程。 【 】 A.可逆絕熱壓縮 B.不可逆絕熱壓縮 C.邊壓縮邊吸熱 D.邊壓縮邊放熱 6、混合氣體的通用氣體常數(shù)，【 】。 【 】 A.與混合氣體的成份有關(guān) B.與混合氣體的質(zhì)量有關(guān) C.與混合氣體所處狀態(tài)有關(guān) D.與混合氣體的成份、質(zhì)量及狀態(tài)均無關(guān)系 7、貯有空氣的絕熱剛性密閉容器中裝有電熱絲，通電后如取空氣為系統(tǒng)，則 【 】 A.Q＞0，△U＞0，W＞0 B.Q=0，△U＞0，W＞0 C.Q＞0，△U＞0，W=0 D.Q=0，△U=0，W=0 8、未飽和空氣具有下列關(guān)系 【 】 A.t＞tw＞td B.t＞td＞tw. C.t = td = tw D.t = tw＞td 9、絕熱節(jié)流過程是【 】過程。 【 】 A.定壓 B.定溫 C.定熵 D.節(jié)流前后焓相等 10、抽汽式熱電循環(huán)的結(jié)果是 【 】 A.提高循環(huán)熱效率，提高熱能利用率 B.提高循環(huán)熱效率，降低熱能利用率 C.降低循環(huán)熱效率，提高熱能利用率 D.降低循環(huán)熱效率，降低熱能利用率 11、一個橡皮氣球在太陽下被照曬，氣球在吸熱過程中膨脹，氣球內(nèi)的壓力正比于氣球的容積，則氣球內(nèi)的氣球進(jìn)行的是 【 】 A.定壓過程 B.多變過程 C.定溫過程 D.定容過程 12、氣體的容積比熱是指 【 】 A.容積保持不變的比熱。 B.物量單位為一立方米時氣體的比熱。 C.物量單位為一摩爾容積氣體的比熱。 D.物量單位為一標(biāo)準(zhǔn)立方米時氣體的比熱。 13、抽氣回?zé)嵫h(huán)改善了朗肯循環(huán)，其根本原因在于 【 】 A.每公斤水蒸汽的作功量增加了 B.排氣的熱能得到了充分利用 C.水蒸汽的平均吸熱溫度提高了 D.水蒸汽的放熱溫度降低了 14、孤立系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界 【 】 A.沒有物質(zhì)交換 B.沒有熱量交換 C.沒有任何能量交換 D.沒有任何能量傳遞與質(zhì)交換 15、熱機(jī)從熱源取熱1000 KJ，對外作功1000 KJ，其結(jié)果是 【 】 A.違反第一定律 B.違反第二定律 C.違反第一及第二定律 D.不違反第一及第二定律 第二部分 非選擇題（共85分） 二、判斷題(本大題共10小題，每題1分,共 10 分,答A表示說法正確.答B(yǎng)表示說法不正確,本題只需指出正確與錯誤,不需要修改) 16、孤立系統(tǒng)的熵與能量都是守恒的。 （ ） 17、實際氣體在壓力趨于零的極限狀態(tài)就成為理想氣體。 （ ） 18、容器中氣體的壓力不變則壓力表的讀數(shù)也絕對不會改變。 （ ） 19、在T—S圖上，任意二條可逆絕熱過程線不能相交。 （ ） 20、再熱循環(huán)的主要目的是提高汽輪機(jī)尾部排汽干度。 （ ） 21、任一熱力循環(huán)的熱效率都可用η= 1－q2/q1 = 1－T2/T1 計之。（ ） 22、孤立系統(tǒng)達(dá)到平衡時總熵達(dá)極大值。 （ ） 23、一桶具有環(huán)境溫度的河水與一杯沸水，前者的可用能大于后者。（ ） 24、凡符合熱力學(xué)第一定律的過程就一定能實現(xiàn)。 （ ） 25、卡諾循環(huán)的熱效率僅取決于其熱和冷源的溫度，而與工質(zhì)的性質(zhì)無 關(guān)。 （ ） 三、填空題(本大題共5小題，每空1分,共12分。) 26、混合氣體由N2和CO2組成，已知N2的質(zhì)量成分為0.72，則混合氣體的平均氣體常數(shù)Rg,eq= ，平均摩爾質(zhì)量Meeq= 。 (N2的摩爾質(zhì)量為0.028kg/mol，CO2為0.044 kg/mol) 27、冬季取暖，若不采取任何其他措施，室內(nèi)溫度 ，室內(nèi)相對濕度 。（填增大，減少或不變）。 28、濕蒸汽的干度定義為 。已知濕蒸汽的干度為0.2，其中干飽和蒸汽的質(zhì)量為6 kg，則飽和液體的質(zhì)量為＿＿＿＿kg。 29、氧氣的平均比定壓熱容，， 則 ， 。 30、范德瓦爾方程式的表達(dá)式為： ，其中常數(shù)a 是對 的修正。常數(shù)b是對 的修正。 四、名詞解釋(本大題共4小題，每題 4分,共16分。) 31、干飽和蒸汽、濕飽和蒸汽和過熱蒸汽— 32、熱容的定義和單位— 33、濕空氣的露點(diǎn)— 34、控制質(zhì)量— 五、簡答題(本大題共3小題，每題 4分,共12分。) 35、定壓、定溫、絕熱和定容四種典型的熱力過程，其多變指數(shù)的值分別是多少？ 36、簡述蒸汽參數(shù)對朗肯循環(huán)效率的影響。 37、準(zhǔn)平衡過程與可逆過程有何共同處?有何區(qū)別?有何聯(lián)系? 六、計算題（本大題共4小題，共35分。) 38、某蒸汽動力廠按一級抽汽回?zé)幔ɑ旌鲜剑├硐胙h(huán)工作，如圖所示，已知新蒸汽參數(shù)p1=4.0MPa，t1=4200C，汽輪機(jī)排汽壓力p2=0.007MPa，抽汽壓力pA=0.4MPa，忽略泵功。試求： （1）定性畫出循環(huán)的T-s圖； （2）抽汽系數(shù)α； （3）循環(huán)吸熱量q1，放熱量q2及輸出凈功ωnet； （4）循環(huán)熱效率；（15分） p (MPa) t (0C) h (kJ/kg) s kJ/(kg.K) Ps (MPa) h′ (kJ/kg) h″ (kJ/kg) s′ kJ/(kg.K) s″ kJ/(kg.K) 4 420 3261.4 6.8399 0.4 604.7 2737.6 1.7764 6.8943 0.4 2716.3 6.8399 0.007 163.4 2572.6 0.5597 8.2767 39、一閉口系從狀態(tài)1沿1-2-3途徑到狀態(tài)3，傳遞給外界的熱量為47.5kJ，而系統(tǒng)對外作功為30kJ，如圖所示。 （1）若沿1-4-3途徑變化時，系統(tǒng)對外作功15kJ，求過程中系統(tǒng)與外界傳遞的熱量。 （2）若系統(tǒng)從狀態(tài)3沿圖示曲線途徑到達(dá)狀態(tài)1，外界對系統(tǒng)作功6kJ，求該過程中系統(tǒng)與外界傳遞的熱量。 （3）若U2=175kJ,U3=87.5kJ，求過程2-3傳遞的熱量及狀態(tài)1的熱力學(xué)能。（7分） 40、m=2.26kg理想氣體的氣體常數(shù)Rg=430J/(kg.k)，比熱比κ=1.35。初溫T1=477K，經(jīng)可逆定容過程后終溫T2=591K。求Q、ΔU、W、ΔS。（7分） 41、空氣可逆絕熱流過一噴管，入口壓力p1=0.7MPa，溫度t1=800℃，出口壓力p2=0.15MPa，此噴管是什么外型的噴管?入口空氣流速忽略不計，比熱容和比熱比取定值，分別為cp=1.004kJ/(kgK)，κ=1.4，Rg=287J/(kg.k)。求噴管出口空氣的溫度、流速、馬赫數(shù)。（7分） 第一部分 選擇題（共15 分） 一、單項選擇題（每題只有一個正確答案，答對一題得1分，共 15 分） 1、C 2、B 3、C 4、C 5、C 6、D 7、C 8、A 9、D 10、A 11、B 12、D 13、C 14、D 15、B 第二部分 非選擇題（共85分） 二、判斷題(本大題共10小題，每題1分,共 10 分,答A表示說法正確.答B(yǎng)表示說法不正確,本題只需指出正確與錯誤,不需要修改) 16、B 17、A 18、B 19、A 20、A 21、B 22、A 23、B 24、B 25、A 三、填空題(本大題共5小題，每空1分,共11分。) 26、0.267kJ/(kg.K) 31.110-3kg/mol 27、增大 減少 28、飽和蒸汽的質(zhì)量占整個濕蒸汽質(zhì)量的比值 24 29、0.946kJ/(kg.K) 0.686kJ/(kg.K) 30、 對氣體分子間的引力 對氣體分子體積 四、名詞解釋(本大題共4小題，每題 4分,共16分。) 31、干度為1的濕蒸汽為干飽和蒸汽；（1分） 蒸汽和水的混合物稱為濕飽和蒸汽；（1分） 溫度高于蒸汽壓力下所對應(yīng)的飽和溫度的蒸汽，稱為過熱蒸汽。（2分） 32、物體溫度升高1K（或1oC）所需熱量稱為熱容，以C表示。（2分） 單位有J/(kg.K)、 J/(mol.K)和 J/(m3.K)。（2分） 33、在保持濕空氣中水蒸氣分壓力pv不變的條件下，降低濕空氣溫度而使其達(dá)到飽和狀態(tài)時所對應(yīng)的溫度，稱為露點(diǎn)。（4分） 34、一個熱力系統(tǒng)如果和外界只有能量交換而無物質(zhì)交換，則該系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng)。閉口系統(tǒng)內(nèi)的質(zhì)量保持恒定不變，閉口系統(tǒng)又叫做控制質(zhì)量。（4分） 五、簡答題(本大題共3小題，每題 4分,共12分。) 35、定壓n=0，定容n=∞，定溫n=1，定熵n=κ（4分） 36、（1）提高初溫，可提高熱力循環(huán)效率和增大膨脹終點(diǎn)的干度，但受金屬材料耐熱性能的限制。（2分） （2）在相同的初溫和背壓下，提高初壓也可使熱效率增大。會使乏汽干度降低，設(shè)備強(qiáng)度的問題。（1分） （3）降低背壓可以顯著提高循環(huán)熱效率。受環(huán)境溫度的限制。（1分） 37、它們共同處都是在無限小勢差作用下，非常緩慢地進(jìn)行，由無限接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)組成的過程。（2分） 它們的區(qū)別在于準(zhǔn)平衡過程不排斥摩擦能量損耗現(xiàn)象的存在，可逆過程不會產(chǎn)生任何能量的損耗。（1分） 一個可逆過程一定是一個準(zhǔn)平衡過程，沒有摩擦的準(zhǔn)平衡過程就是可逆過程。（1分） 六、計算題（本大題共4小題，共36分。) 38、（1）圖略。（可參照教材p329圖10-14） （2分） （2）抽汽系數(shù) （2分） （3）（2分） （2分） （2分） （2分） （2分） （4）（2分） 39、對途徑1-2-3，由閉口系能量方程得 （1分） （1）對途徑1-4-3，由閉口系能量方程得 （系統(tǒng)對外放熱）（2分） （2）對途徑3-1，可得到 （1分） （3）對途徑2-3，有 （1分） 則 （1分） （1分） 40、（1分） （1分） （2分） （1分） （2分） 41、為縮放型噴管。（1分） （2分） （2分） （2分） 《工程熱力學(xué)》試題 第 11頁（共8頁）