工程热力学第三版电子教案第4章自我测验题

第四章自我测验题

1、是非题

（1）在任何情况下，向气体加热，熵一定增加；气体放热，熵总减少。（）

（2）熵增大的过程必为不可逆过程。（）

（3）熵减小的过程是不可能实现的。（）

（4）卡诺循环是理想循环，一切循环的热效率都比卡诺循环的热效率低。（）

（5）把热量全部变为功是不可能的。（、

（6）若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的△S必大于可逆途径的△S。（）

2、填充题

（1）大气温度为 300 K，从温度为 1000K的热源放出热量 1O0kJ，此热量的有效能为_________。（2）度量能量品质的标准是______，据此，机械能的品质________热能的品质________；热量的品质_________功的品质；高温热量的品质___________低温热量的品质。

（3）卡诺循环的热效率＝___________；卡诺制冷循环的制冷系数＝________。

（4）任意可逆循环的热效率可用平均温度表示，其通式为__________。

（5）请在图上画出可逆过程l－2所吸收热量的热量拥和熵。

（6）图中1－2过程是不可逆绝热膨胀过程，过程中的有效能损失用哪块面积表示

3、一汽车发动机的热效率是18％，燃气温度为950℃，周围环境温度为25℃，这个发动机的工作有没有违反热力学第二定律？

4、两个绝热喷嘴，效率均为95％，喷嘴入口处氮气的压力均为2MPa，入口速度均可忽略，都膨胀到200kPa，每个喷嘴的氮气的质量流率是相同的，但是喷嘴A的进口温度为300℃，喷嘴B的进口温度为400℃。以热力学角度着哪个喷嘴过程更好？证明并解释你的结论。

5、现有初温分别为T A、T B的两种不可压缩流体，它们的质量与比热容乘积分别为C A、C B，用它们分别作可逆机的有限热源和有限冷源，可逆热机工作到两流体温度相等时为止。求（1）平衡的的温度；（2）热机作出的最大功量？

6、初态为47℃、200kPa的空气经历一过程达到267℃和800kPa的终态。假定空气是热物性不变的理想气体，计算下列过程中每单位质量工质熵的变化：①此过程为淮平衡过程；②此过程为不可逆过程；③此过程为可逆过程。

7、用家用电冰箱将1kg、25℃的水制成0℃的冰，试问需要的最少电费应是多少？已知水的Cm ＝75.5J/（mol*K）；冰0℃时的熔解热为6013.5J/mol；电费为0.16元/（kw*h）；室温为25℃8、一座功率为 P＝750 MW的核动力站，反应堆的温度为 586 K可以利用的河水温度为 293 K，求；

（1）动力站的最大热效率是多少？排放到河水中去的最小热流量是多少？

（2）如果动力站实际热效率为最大值的50％，排放到河水里去的热流量是多少？

（3）如果河水的流量为q V＝165 立方米/s，河水的温升是多少？已知河水的比热容为4 180 J ／（kg·K），河水密度为 1000 kg／立方米。

9、流率为3kg／s的稳定氮气流（1.4MPa、400℃），在等压可逆流动中向环境（0.1MPa、15℃）放热 8O0 kJ／s，试确定过程中有效能的损失？

10、容量为3立方米的A容器中装有80kPa，27℃的空气，B容器为真空。若用空气压缩机对 A容器抽真空并向 B容器充气，直到 B容器中空气压力为 640 kPa、温度为 27℃时为止。假定环境温度为27℃。求

（1）空压机输入的最小功为多少7

（2）A容器抽真空后，将旁通阀打行使两容器内的气体压力平衡，气体的温度仍保持20℃，该不可逆过程造成气体作功能力损失为多少

11、10kg空气在气轮机中绝热膨胀，p1＝600kPa，t1=800℃，p2=100kPa。若气轮机作功W t＝3 980 kJ，大气温度T o=300 K，试求有效能损失。

12、某锅炉用空气预热器吸收排出烟气中的热量来加热进入燃烧室的空气，若烟气的流量为50

000 kg/h，经空气预热器后由315℃降到205℃；空气的流量为46500kg/h，初始温度为37℃。假定烟气和空气的比热容均为定值，，，环境状态为P o＝0.1 MPa、t o＝30℃。求：

（l）烟气的初、终状态的拥参数各为多少？

（2）该传热过程中气体作功能力损失为多少？（分别用有效能法和熵法计算）

（3）假定从烟气向外传热是通过可逆热机实现的，空气的终温为多少？热机发出的功率又为多少？

第四章自测题答案

1、

（1）－（6）题均为“错”

2、

（1）70kJ；（2）能量得拥，高于，低于，高于；

（3）；（4）；（5）略

3、△S iso＝0.001934Q1 ，所以发动机得工作没有违反热力学第二定律

4、在B喷嘴中得过程更好些，因为其有效能损失比A喷嘴小。

6、熵是状态参数，初态一定，则不论什么过程，熵增都相同△s＝0.128kJ/(kg*K)

7、最少电费为0.0016元

8、（1）50％，750000kJ/s；（2）1750MJ/s；（3）2.54K

9、有效能损失为368.6kW

10、（1）－499kJ；（2）52944kJ

11、154.2kJ

12、（1）86.8kJ/kg，36.7kJ/kg；（2）49.9kJ/kg；（3）133.5℃，693.1kW