《热力学与传热学》考试标准答案
传热学试题及答案
传热学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不属于热传导的基本特征？A. 无需介质传递B. 可以发生在固体、液体和气体中C. 遵循热量自高温物体向低温物体的传递D. 传递的速度与介质的热容量无关答案：D2. 热传导的传热率与以下哪个因素有关？A. 温度差B. 介质厚度C. 介质面积D. 介质密度答案：A3. 热辐射是指物体通过哪种方式传递热量？A. 直接接触B. 气体流动C. 电磁波辐射D. 液体对流答案：C4. 以下哪个物理量可以描述热传递的方向？A. 热传导率B. 热传导模型C. 温度梯度D. 热量传递速率答案：C5. 哪个表达式可以用来计算热传导率？A. 热流密度/温度梯度B. 温度差/时间C. 热能/单位面积D. 质量/时间答案：A二、简答题1. 什么是传热学？传热学是研究热量在物质中的传递过程的科学，通过研究传热学可以了解热量如何从一个物体传递到另一个物体，以及传热的速度和特性。
2. 热传导、热辐射和热对流分别是什么？热传导是指通过物体内部的分子间碰撞传递热量的过程，热辐射是指物体通过电磁波辐射传递热量的过程，热对流是指通过流体的流动传递热量的过程。
3. 温度梯度对热传导有何影响？温度梯度是指物体温度变化在空间上的分布情况，温度梯度越大，热传导速率越快。
当温度梯度很大时，热量会迅速从高温区域传递到低温区域。
4. 热传导常用的计算方法有哪些？常用的热传导计算方法有傅里叶热传导定律和热传导方程等。
傅里叶热传导定律是热传导定律的基本方程，可以描述热量在固体中传递的规律。
热传导方程则是用来描述非稳态热传导过程的方程。
5. 影响热辐射强度的因素有哪些？影响热辐射强度的因素有物体的温度、表面性质和波长等。
温度越高，热辐射强度越大；物体表面的性质也会影响热辐射强度，比如表面的发射率；波长则是指热辐射的电磁波的波长，不同波长的热辐射具有不同的强度。
三、分析题1. 如果有两个物体，一个是金属，一个是木材，它们的表面积和温度差都相同，哪个物体的热传导更快？金属的热传导更快。
《工程热力学与传热学》网考参考答案资料试题库奥鹏中国石油大学北京
中国石油大学（北京）现代远程教育学院《工程热力学与传热学》网考期末复习题题库资料参考答案一. 选择题（40题）1. 以下系统中，和外界即没有质量交换，又没有能量交换的系统是（ D ）。
A、开口系统B、闭口系统C、绝热系统D、孤立系统2. 以下系统中，和外界仅仅没有质量交换的系统是（ A ）。
A、闭口系统B、开口系统C、绝热系统D、孤立系统3. 等量空气从相同的初态出发，分别经历可逆绝热过程A和不可逆绝热过程B到达相同的终态，则两过程中热力学能的变化（ B ）。
A、可逆过程>不可逆过程B、二者相等C、可逆过程<不可逆过程D、无法确定4. 下列哪种情况下，工质所作的膨胀功与技术功，二者的数值会相等?（ A ）A、进出口流动功之差等于零B、轴功等于零C、宏观动能变化为零D、宏观位能变化为零5. 工质从同一初态出发，分别经历可逆过程和不可逆过程到达相同的终态，则两过程中工质与外界交换的热量为（ D ）。
A、可逆过程>不可逆过程B、二者相等C、可逆过程<不可逆过程D、无法确定6. 关于理想气体的说法，正确的是（ B ）。
A、理想气体只能是单一气体，不能是混合气体B、理想气体的分子体积与气体的总体积相比可以忽略不计C、理想气体离液态较近，容易液化D、理想气体是实际气体在压力趋近于无穷大，比体积趋近于零时的极限7. 下列各气体中，可以作为理想气体的是（ C ）A、水加热转变为的水蒸气B、制冷系统中的氨蒸汽C、来自大气的湿空气D、锅炉中水被加热产生的水蒸气8. 以下各物理量中，只与工质（设为理想气体）的种类有关的是（ C ）。
A、比定压热容B、比定容热容《工程热力学与传热学》期末复习题第1页共19页。
（完整版）传热学试题库含参考答案
（完整版）传热学试题库含参考答案《传热学》试题库第⼀早⼀、名词解释1热流量：单位时间内所传递的热量 2. 热流密度：单位传热⾯上的热流量3?导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发⽣相对位移的情况下，物质微粒 (分⼦、原⼦或⾃由电⼦)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。
4. 对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合⽤的热量传递过程，称为表⾯对流传热，简称对流传热。
5?辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。
同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。
这样，物体发出和接收过程的综合结果产⽣了物体间通过热辐射⽽进⾏的热量传递，称为表⾯辐射传热，简称辐射传热。
6?总传热过程：热量从温度较⾼的流体经过固体壁传递给另⼀侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。
数表⽰复合传热能⼒的⼤⼩。
数值上表⽰传热温差为 1K 时，单位传热⾯积在单位时间内的传热量。
⼆、填空题1. _________________________________ 热量传递的三种基本⽅式为 _、、。
(热传导、热对流、热辐射)2. ________________________ 热流量是指 _______________ ，单位是 ____________________ 。
热流密度是指 _______ ，单位是 ____________________________ 。
2(单位时间内所传递的热量， W ，单位传热⾯上的热流量， W/m )3. ____________________________ 总传热过程是指 ________________，它的强烈程度⽤来衡量。
(热量从温度较⾼的流体经过固体壁传递给另⼀侧温度较低流体的过程，总传热系数 )4. ____________________________ 总传热系数是指 ___ ，单位是。
《热力学与传热学》课程综合复习资料
《热力学与传热学》课程综合复习资料一、判断题：1、理想气体吸热后，温度一定升高。
2、对于顺流换热器，冷流体的出口温度可以大于热流体的出口温度。
3、工程上常用的空气的导热系数随温度的升高而降低。
4、工质进行膨胀时必须对工质加热。
5、工质的熵增就意味着工质经历一个吸热过程。
6、已知湿蒸汽的压力和温度，就可以确定其状态。
7、同一温度场中两条等温线可以相交。
二、简答题:1、夏天，有两个完全相同的储存液态氮的容器放置在一起，一个表面上已结霜，另一个没有。
请问哪一个容器的隔热性能更好？为什么？2、有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。
为使稀饭凉的更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？3、一卡诺热机工作于500 ℃和200 ℃的两个恒温热源之间。
已知该卡诺热机每秒中从高温热源吸收100 kJ，求该卡诺热机的热效率及输出功率。
4、辐射换热与对流换热、导热相比，有什么特点？hl的形式，二者有何区别？5、Nu数和Bi数均可写成λ三、计算题:1、将氧气压送到容积为2m3的储气罐内，初始时表压力为0.3bar，终态时表压力为3bar，温度由t1=45℃升高到t2=80℃。
试求压入的氧气质量。
当地大气压为P b=760mmHg，氧气R g=260J/(kg⋅K)。
2、2kg温度为25 ℃，压力为2 bar的空气经过一个可逆定压过程后，温度升为200 ℃。
已知空气的比定压热容c p=1.0 kJ/(kg⋅K)，比定容热容c V=0.71 kJ/(kg⋅K)。
试计算：(1)该过程的膨胀功；（2）过程热量。
3、流体受迫地流过一根内直径为25 mm的直长管，实验测得管内壁面温度为120℃，流体平均温度为60 ℃，流体与管壁间的对流换热系数为350 W/(m2⋅K)。
试计算单位管长上流体与管壁间的换热量。
4、在一根外直径为120mm的蒸汽管道外包一厚度为25mm的石棉保温层，保温层的导热系数为0.10 W/(m⋅K)。
工程热力学和传热学课后题答案
第2章课后题答案解析
简答题
简述热力学第一定律的实质和应用。
计算题
计算一定质量的水在常压下从100°C冷却 到0°C所需吸收的热量。
答案
热力学第一定律的实质是能量守恒定律在 封闭系统中的表现。应用包括计算系统内 能的变化、热量和功的相互转换等。
答案
$Q = mC(T_2 - T_1) = 1000gtimes 4.18J/(gcdot {^circ}C)times (0^circ C 100^circ C) = -418000J$
工程热力学和传热学课后题答 案
目
CONTENCT
录
• 热力学基本概念 • 气体性质和热力学关系 • 热力学应用 • 传热学基础 • 传热学应用 • 习题答案解析
01
热力学基本概念
热力学第一定律
总结词
能量守恒定律
详细描述
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表述，它指出系统能量的增加等于进入系统的能量减去离开系统的 能量。在封闭系统中，能量的总量保持不变。
热力学第二定律
总结词：熵增原理
详细描述：熵增原理指出，在一个孤 立系统中，自发反应总是向着熵增加 的方向进行，而不是减少。这意味着 孤立系统中的反应总是向着更加无序、 混乱的方向进行。
热力过程
总结词：等温过程 总结词：绝热过程 总结词：等压过程
详细描述：等温过程是指系统温度保持不变的过程。在 等温过程中，系统吸收或释放的热量全部用于改变系统 的状态，而不会引起系统温度的变化。
热力过程分析
总结词
热力过程分析是研究系统在热力学过程 中的能量转换和传递的过程，包括等温 过程、绝热过程、多变过程等。
VS
详细描述
等温过程是指在过程中温度保持恒定的过 程，如等温膨胀或等温压缩。绝热过程是 指在过程中系统与外界没有热量交换的过 程，如火箭推进或制冷机工作。多变过程 是指实际气体在非等温、非等压过程中的 变化过程，通常用多变指数来表示压力随 温度的变化关系。
工程热力学和传热学课后参考答案(前五章)
第一篇工程热力学第一章基本概念一．基本概念系统：状态参数：热力学平衡态：温度：热平衡定律：温标：准平衡过程：可逆过程：循环：可逆循环：不可逆循环：二、习题1错2(开尔3，而当地大气压力变化?4器底部界交换（13）取虚线内空间为系统。
（1）不考虑水的蒸发，闭口系统。
（2）绝热系统。
注：不是封闭系统，有电荷的交换（3）绝热系统。
图1-15．判断下列过程中那些是不可逆的，并扼要说明不可逆原因。
（1）在大气压力为0.1013MPa时，将两块0℃的冰互相缓慢摩擦，使之化为0℃的水。
耗散效应（2）在大气压力为0.1013MPa时，用(0＋dt)℃的热源(dt→0)给0℃的冰加热使之变为0℃的水。
可逆（3可逆（4）100℃的水和6室I压力760mmHg。
图1-2一．基本概念功：热量：体积功：节流：二．习题1．膨胀功、流动功、轴功和技术功四者之间有何联系与区别？2．下面所写的热力学第一定律表达是否正确？若不正确，请更正。
3．一活塞、气缸组成的密闭空间，内充50g气体，用叶轮搅拌器搅动气体。
活塞、气缸、搅拌器均用完全绝热的材料制成。
搅拌期间，活塞可移动以保持压力不变，但绝对严密不漏气。
已测得搅拌前气体处于状态1，搅拌停止后处于状态2，如下表所示。
活塞与气缸壁间有一些摩擦4．1kg，对（1（3）压缩5到状态2，气体吸热500kJ，p=400kPa，2-3过程中气体体积-450= U3-U2+400(V3-V2)V3-V2=6．现有两股温度不同的空气，稳定地流过如图2-1所示的设备进行绝热混合，以形成第三股所需温度的空气流。
各股空气的已知参数如图中所示。
设空气可按理想气体计，其焓仅是温度的函数，按{h}kJ/kg =1.004{T}K 计算，理想气体的状态方程为pv=RT,R=287J/(kg·K)。
若进出口截面处的动、位能变化可忽略，试求出口截面的空气温度和流速。
m3=m1+m2h3=h1+h2图2-17．某气体从初态p 1=0.1MPa ，V 1=0.3m 3可逆压缩到终态p 2=0.4MPa ，设压缩过程中p=aV -2，式中a 为常数。
四川大学工程热力学与传热学第五次测试试题及答案
工程热力学与传热学第五次测试试题及答案
一、填空题（每题4分，共84分）
1.同一时刻，物体中温度不同的等温面或等温线不可能（相交）。
2.热流线与等温线（垂直），且指向温度（降低）的方向；温度梯度是矢量，指向温度（增加）的方向；对各向同性物体，热流密度矢量的大小与温度梯度的绝对值成（正比），其方向与温度梯度的方向（相反）。
3.导热微分方程式的建立依据是（热力学第一）定律和（傅立叶）定律。
4.常物性、有内生热源、稳态导热时的导热微分方程式是：（20q a t c ρ∇+=）；导热系数λ表达式为（t λ=grad q
） ；导温系数a 也称（热扩散率），其表达式为
（a c
λρ=） 。
5.平壁单位面积的导热热阻r λ等于（δ/λ），它与平壁导热热阻R λ的等式关系为（r R A λλ=）；母线长度为l 的圆筒壁导热热阻R λ表达式为（21ln(/)(2)r r l πλ或21ln(/))d d l πλ），单位长度圆筒壁的导热热阻R λl 表达式为（211
ln(/)2d d πλ）。
6.加装肋片的目的是（增加换热面积，强化对流换热）；肋片外侧端面可视为绝热，该处d t /d x 等于（0） 。
7.保温材料通常是指热导率较（小）（填“大”或“小”）的材料。
8.热流密度属于（矢量），热流量属于（标量）。
（填“标量”或“矢量”）
二、问答题（16分）
据你所知，试举两个工程中应用热传导的实例。
汽车盘式制动器、发动机的热交换器、暖气片、航天飞行器结构的绝热层、建筑中保暖用的空心砖等。
（任意两个或其他正确的回答）。
《传热学》试题及参考答案
《传热学》习题答案一、单选题1.流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（C）。
A.粗管和细管的换热系数相同B.粗管内的换热系数大C.细管内的换热系数大D.无法比较2.一般而言，金属比非金属（介电体）的导热系数值是（A）A.较高的B.较低的C.相等的D.接近的3.强化流体在管内对流换热的措施有（A）。
A.在管内加内插物B.加大管内流体流速C.增大管径D.把圆管换成椭圆管4.当通过固体壁面传热时，采用加肋增强传热，说法正确的是（A）。
A.在流体表面传热系数小的一侧加肋，传热效果好B.在流体表面传热系数大的一侧加肋，传热效果好C. 在两侧都加肋，传热效果好 D.在两侧任何一侧加肋，传热效果一样好5.热传递的三种基本方式为（C）A.导热、热对流和传热过热B.导热、热对流和辐射换热C.导热、热对流和热辐射D.导热、辐射换热和对流换热6.按照导热机理，水在（C）状态下的导热系数最小。
A.冰B.液态水C.水蒸气D.冰水混合物7.无限空间自然对流，在常壁温或常热流边界条件下，当流态达到旺盛紊流时，沿程表面传热系数将（B）。
A.增大B.不变C.减小D.开始减小，而后增大8.当导热过程在两个直接接触的固体表面之间进行，为了减少接触热阻，下列做法错误的是（C）。
A.降低接触表面的粗糙度B.增大接触面上的挤压压力C.在接触表面之间衬以导热系数大且硬度大的材料D.在接触表面之间涂上一层导热系数大的油脂9.在稳态导热中,决定物体内温度分布的是（B）。
A.导温系数B.导热系数C.传热系数D.密度10.下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?（C）。
A.雷诺数B.雷利数C.普朗特数D.努谢尔特数11.在（C）条件下，热边界层厚度与流动边界层厚度是相等的。
A.Pr<1B.Pr>1C.Pr=1D.不确定12.下列材料中导热系数最大的是（A）。
A.纯铜B.纯铁C.黄铜D.天然金刚石13.灰体表面热阻与（A）有关。
工程热力学与传热学
工程热力学与传热学一、选择题 (共41题)1、以下系统中,和外界即没有质量交换,又没有能量交换的系统是（）。
A、闭口系统B、开口系统C、绝热系统D、孤立系统考生答案：D2、等量空气从相同的初态出发,分别经历可逆绝热过程A和不可逆绝热过程B到达相同的终态,则两过程中热力学能的变化（）。
A、可逆过程>不可逆过程B、二者相等C、可逆过程<不可逆过程D、无法确定考生答案：B3、定量气体吸收热量50kJ,同时热力学能增加了80kJ,则该过程是（）。
A、压缩过程B、膨胀过程C、熵减过程D、降压过程考生答案：A4、下列各热力过程,按多变指数大小排序,正确的是（）A、定熵过程>定温过程>定压过程>定容过程B、定容过程>定熵过程>定温过程>定压过程C、定压过程>定容过程>定熵过程>定温过程D、定温过程>定压过程>定容过程>定熵过程考生答案：B5、对于理想气体的定容过程,以下说法正确的是（）。
A、定容过程中工质与外界没有功量交换B、定容过程中技术功等于工质的体积变化功C、工质定容吸热时,温度升高,压力增加D、定容过程中工质所吸收的热量全部用于增加工质的焓值考生答案：C6、关于热力学第二定律的表述,以下说法错误的是（）。
A、功可以自发地无条件的转变为热B、热量可以自发地由高温物体传递至低温物体C、第二类永动机是不可能制造出来的D、可以从大气中取热并使之全部转变为功考生答案：D7、在高温恒温热源和低温恒温热源之间有卡诺热机,任意可逆热机以及任意不可逆热机, 以下说法正确的是（）。
A、卡诺热机是一种不需要消耗能量就能对外做功的机器B、热机的热效率:卡诺热机>可逆热机>不可逆热机C、热机的热效率:卡诺热机=可逆热机D、热机的热效率:可逆热机>不可逆热机8、某液体的温度为T,若其压力大于温度T对应的饱和压力,则该液体一定处于（）状态。
工程热力学和传热学课后参考答案(前五章)
第一篇工程热力学第一章基本概念一．基本概念系统：状态参数：热力学平衡态：温度：热平衡定律：温标：准平衡过程：可逆过程：循环：可逆循环：不可逆循环：二、习题1．有人说，不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程，这种说法对吗？错2．牛顿温标,用符号°Ｎ表示其温度单位,并规定水的冰点和沸点分别为100°Ｎ和200°Ｎ，且线性分布。
（1）试求牛顿温标与国际单位制中的热力学绝对温标(开尔文温标)的换算关系式；（2）绝对零度为牛顿温标上的多少度3．某远洋货轮的真空造水设备的真空度为0.0917ＭＰａ，而当地大气压力为0.1013MPa，当航行至另一海域，其真空度变化为0.0874MPa，而当地大气压力变化为0.097MPa。
试问该真空造水设备的绝对压力有无变化4．如图1-1所示，一刚性绝热容器内盛有水，电流通过容器底部的电阻丝加热水。
试述按下列三种方式取系统时，系统与外界交换的能量形式是什么。
（1）取水为系统；（2）取电阻丝、容器和水为系统；（3）取虚线内空间为系统。
（1）不考虑水的蒸发，闭口系统。
（2）绝热系统。
注：不是封闭系统，有电荷的交换（3）绝热系统。
图1-15．判断下列过程中那些是不可逆的，并扼要说明不可逆原因。
（1）在大气压力为0.1013MPa时，将两块0℃的冰互相缓慢摩擦，使之化为0℃的水。
耗散效应（2）在大气压力为0.1013MPa时，用(0＋dt)℃的热源(dt→0)给0℃的冰加热使之变为0℃的水。
可逆（3）一定质量的空气在不导热的气缸中被活塞缓慢地压缩（不计摩擦）。
可逆（4）100℃的水和15℃的水混合。
有限温差热传递6．如图1-2所示的一圆筒容器，表A的读数为360kPa；表B的读数为170kPa，表示室I压力高于室II的压力。
大气压力为760mmHg。
试求:（1）真空室以及I室和II室的绝对压力；（2）表C的读数；（3）圆筒顶面所受的作用力。
图1-2第二章热力学第一定律一．基本概念功：热量：体积功：节流：二．习题1．膨胀功、流动功、轴功和技术功四者之间有何联系与区别？2．下面所写的热力学第一定律表达是否正确？若不正确，请更正。
传热学考试题及答案
传热学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热传导的三种基本方式是：A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 导热、对流、相变D. 导热、对流、扩散答案：A2. 傅里叶定律描述的是：A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热扩散答案：A3. 以下哪种材料的导热系数通常最高？A. 空气B. 木材C. 铜D. 橡胶答案：C4. 热对流的驱动力是：A. 温度差B. 压力差C. 密度差D. 重力答案：A5. 黑体辐射定律是由哪位物理学家提出的？A. 普朗克B. 牛顿C. 爱因斯坦D. 波尔兹曼答案：A6. 辐射传热中，辐射强度与温度的四次方成正比，这是根据哪个定律得出的？A. 斯特藩-玻尔兹曼定律B. 维恩位移定律C. 普朗克定律D. 瑞利-金斯定律答案：A7. 以下哪种情况下，流体的对流换热系数会增大？A. 流体流速减慢B. 流体温度升高C. 流体粘度增大D. 流体流速加快答案：D8. 相变传热中，哪种物质的相变潜热最大？A. 水B. 冰C. 蒸汽D. 干冰答案：A9. 热传导方程中，温度随时间的变化率与什么成正比？A. 温度梯度B. 热流密度C. 热导率D. 热扩散率答案：D10. 热阻的概念是由哪位科学家提出的？A. 傅里叶B. 牛顿C. 欧姆D. 焦耳答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 热传导的基本定律是__________定律。
答案：傅里叶2. 热对流换热系数的单位是__________。
答案：W/(m²·K)3. 辐射传热中，黑体的辐射能力最强，其辐射强度与绝对温度的__________次方成正比。
答案：四4. 热传导过程中，热量传递的方向总是从__________向低温区域。
答案：高温区域5. 在热对流中，流体的流动状态可以分为层流和__________。
答案：湍流6. 热辐射不需要__________作为介质。
答案：物质7. 相变传热中，物质从液态变为气态的过程称为__________。
中石油华东《热力学与传热学》2014年秋学期在线作业(三)答案
《热力学与传热学》2014年秋学期在线作业（三）
一,判断题
1. 对流换热系数为一物性参数。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
2. 牛顿冷却公式中的△t可以改为热力学温度之差△T。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
3. 工程上常用的空气的导热系数随温度的升高而降低。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
4. 集总参数分析法就是忽略物体的导热热阻的一种近似计算非稳态导热的方法。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
5. 纯金属材料的导热系数随温度的升高而降低。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
6. 对流换热与热对流是一回事。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
7. 两个相互不接触的流体与璧面间也可以进行对流换热。
A. 错误
B. 正确
?。
工程热力学和传热学试题及答案
工程热力学和传热学试题及答案工程热力学和传热学是比拟深奥这门课程，内容复杂，要学好这门课程不容易，同学们要非常专心去学，才能学好工程热力学和传热学。
下面是给大家的，欢送大家学习参考。
1.两股湿空气稳定绝热合流,湿空气的参数分别为:ma1、p1、t1、h1、s1、c1;ma2、 p2、t2、h2、s2、c2,合流后的参数用角标3表示。
试写出质量方程、能量方程和熵方程。
2.试用焦耳--汤姆逊系数,分析理想气体和制冷剂,在绝热节流后产生的温度效应。
3.试根据热力学第二定律证明p-v 图上可逆绝热过程线不相交。
4. 门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行,假设敞开冰箱大门就有一股凉气扑面,使人感到凉爽。
你认为能否通过敞开冰箱大门的方式降低室内温度5.湿空气的温度、压力以及水蒸气分压力,判断湿空气是否饱和什么条件下才结露其含湿量如何1.有一可逆热机,如下图,自高温热源t1吸热,向低温热源t2和t3放热。
: t1=727℃,t3=127℃,Q1=1000kJ,Q2=300kJ,W=500kJ,??: (1)Q3= (2)可逆热机的热效率 (3)热源温度t2= (4)三热源和热机的熵变 (5)在T-S 图上表示热机循环。
2.空气压缩制冷装置,吸入的空气p1=0.1MPa, t1=27 °C,绝热压缩到 p2=0.4Mpa,温度为-10°C,空气进入膨胀机的温度为20°C, 试求:(1)压缩机出口压力;(2)制冷机的质量流量; (3)压缩机的功率;(4)循环净功率。
3.范德瓦尔方程,求:1mol 气体由初态v1可逆地定温膨胀到终态v2,所吸收的热量。
1.试说明得出导热微分方程所依据的根本定律。
2.一大平壁两侧外表温度分别为T1和T2,且T1>T2,其导热系数λ 与温度T 呈线性变化:λ =λ 0+AT,式中λ 0为正值常数。
试画出对应于A>0、A=0和A<0三种情况下一维平壁稳态导热时的温度分布曲线,并说明理由。
桂林电子科技大学热力学与传热学基础作业及答案
w = q − Δ u = −50 − 146.5 = −196.5kJ / kg
（2）忽略气体进出口宏观动能和势能的变化，则有轴功等于技术功，所以生产每 kg 压 缩空气所需的轴功为：
ws = q − Δ h = −50 − 146.5 − (0.8 0.175 − 0.1 0.845) 103 = −252kJ / kg
5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情 况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。
6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自 动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。
= 2708600W = 2708.6kW
所以气体流过系统时对外输出的功率为： P = Ws = 2708.6kW
小贱制作
第三章
1. 循环的热效率公式
思考题
t
=1−
q2 q1
和
t
= 1 − T2 T1
有何区别？各适用什么场合？
答：前式适用于各种可逆和不可逆的循环，后式只适用于可逆的卡诺循环。
2. 循环输出净功愈大，则热效率愈高；可逆循环的热效率都相等；不可逆循环的热效率一
2－4 解：状态 b 和状态 a 之间的内能之差为：
ΔUab = Ub − Ua = Q − W = 100 − 40 = 60kJ
所以，a-d-b 过程中工质与外界交换的热量为：
Qa−d −b = ΔUab + W = 60 + 20 = 80kJ
《工程热力学与传热学》试题及答案
《工程热力学与传热学》一、填空题（每题2分，计20分）1.如果热力系统与外界之间没有任何形式的能量交换，那么这个热力系统一定是( ）2.理想气体的比热容只与( ）参数有关。
3.若组成热力系统的各部分之间没有热量传递，热力系统将处于热平衡状态。
此时热力系统内部一定不存在( ）。
4.若组成热力系统的各部分之间没有相对位移，热力系统将处于力平衡状态。
此时热力系统内部一定不存在( ）。
5.干饱和蒸汽被定熵压缩，将变为：( ）。
6.湿空气压力一定时，其中水蒸气的分压力取决于( ）。
7. 再热循环的目的是( ）。
8. 回热循环的主要目的是( ）。
9.热辐射可以不依靠( ），在真空中传播。
10. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与( ）的过程无关。
二. 判断题（每题1分，计20分）1.孤立系统的热力状态不能发生变化；（）2.孤立系统就是绝热闭口系统；（）3.气体吸热后热力学能一定升高；（）4.只有加热，才能使气体的温度升高；（）5.气体被压缩时一定消耗外功；（）6.封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（）7.流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历的过程无关；（）8.在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。
（）9.理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。
（）10.对于确定的理想气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv的大小与气体的温度无关。
（）11.一切可逆热机的热效率均相同；（）12.不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率；（）13.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程的熵变等于可逆过程的熵变；（）14.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵变；（）15.不可逆过程的熵变无法计算；（）16.工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（）17.封闭热力系统发生放热过程，系统的熵必然减少。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《热力学与传热学》考试答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《热力学与传热学》考试答案一、判断题1．循环净功越大，则循环的热效率也愈大。
（）2．经过一个不可逆循环后，工质熵的变化为零。
（）3．若容器中气体的绝对压力没有改变，则其压力表的读数就不会改变。
（）4、闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统。
（）5、功的数值仅仅取确于工质的初态和终态，与过程无关。
（）6、气体膨胀时一定对外作功。
（）7、比热容仅仅是温度的单值函数。
（）8、对于一种确定的理想气体，(c p-c v)一定为一定值。
（）二、填空题1．在两个恒温热源之间有两个可逆循环，其中一个循环的工质是理想气体、热效率为ηA；另一循环的工质是等离子气体，热效率为ηB。
试比较这两个循环热效率的大小。
三、简答题hl的形式，二者有何区别？1．Nu数和Bi数均可写成λ2．冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行时感到更冷些，一般要戴皮手套和护膝？3．试比较在其它条件相同时，下列情况管内对流换热系数的相对大小。
（请用符号“<”、“=”、“<”表示）（1）层流紊流（2）水空气（3）光滑管粗糙管（4）直管弯管（5）层流入口段层流充分发展段4．在p-v图中有一可逆过程1-2，工质为理想气体。
试判断其过程热量q、过程功w 以及热力学能变化∆u的正负。
5．已知H2O在压力为p=1.0MPa时饱和温度为t s=179.88︒C。
试判断H2O在下列情况下的状态：（1）p=1.0MPa、t=200︒C；（2）p=1.0MPa、t=160︒C；（3）p=1.0MPa、干度x=0.6。
6．写出努塞尔数（Nu）的表达式及物理意义。
7．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。
为使稀饭凉的更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？8．对于高温圆筒壁来说，加保温层一定能降低对外散热量，对吗？为什么？四、计算题1．容积为V=0.0283m 3的瓶内装有氧气，其压力为p 1=6.865⨯105Pa ，温度为T 1=294K 。
随后发生泄漏，压力降至p 2=4.901⨯105Pa 时被发现，而温度T 2=T 1未变。
试问到发现为止共漏去多少kg 氧气？ [氧气R g =260J/(kg.K)]2．在可逆热力循环1-2-3-1中，1-2为定容过程，2-3为绝热过程，3-1为定压过程。
工质为空气，T 1=300K ，p 1=0.1MPa 、p 2=0.4MPa ，c p =1.004kJ/(kg.K)，R g =0.287 kJ/(kg.K)。
试求 (1)循环净功w 0；(2)循环热效率ηt ；(3)在p-v 图及T-s 图上定性地画出该循环。
3．初始温度为20℃的热电偶突然放入300℃的空气中，30秒种后热电偶的指示温度为160℃。
试求（1）该热电偶的时间常数；（2）热电偶指示温度上升到290℃所需的时间。
4．容积为V=0.027m 3的刚性储气筒内装有压力为0.5MPa 、温度为27︒C 的氧气。
筒上装有一排气阀，压力达到0.8MPa 时就开启，压力降为0.75MPa 时才关闭。
若由于外界加热的原因造成阀门开启，试问：(1)当阀门开启时的筒内温度；(2)因加热造成阀门开闭一次期间而损失掉的氧气量。
设筒内气体温度在排气过程中保持不变。
氧气，R g =260J/(kg.K)。
5．一定量的空气，经过下列四个可逆过程组成的循环1-2-3-4-1。
试求：（1）填充表中所缺的数据；（2）循环功；（3）循环热效率。
过程 Ｑ（kJ ） △Ｕ（kJ ）Ｗ（kJ ）１→２ 1210 0 ２→３ 0 250 ３→４ -980 0 ４→１6．冷却水以2m/s 的流速在内径为d=20mm 的直铜管内流动，其进口温度为20︒C ，铜管内壁温度为80︒C ，试求水被加热到60︒C 时所需的管长。
特征数关联式：（1）紊流：nwf )(Pr Re 023.0Nu 0.4f 0.8f f ηη= ⎩⎨⎧==0.25n ,0.11n ,流体被冷却时流体被加热时条件：50,10Re 4≥>dl f（2）层流：14.031f f f )()Pr Re (86.1Nu wf l d ηη=条件：10Pr Re ,2200Re ><ldff f水的物性参数：t ︒Cρkg/m3c pkJ/(kg⋅K)λ⨯102W/(m⋅K)η⨯106kg/(m.s)ν⨯106m2/sPr20 998.2 4.1826 59.9 1004.2 1.006 7.0230 995.7 4.1784 61.9 801.20 0.805 5.4240 992.2 4.1784 63.4 653.12 0.659 4.3150 988.1 4.1826 64.8 549.17 0.556 3.5460 983.2 4.1868 65.9 469.74 0.478 2.9970 977.8 4.1910 66.8 406.00 0.415 2.5580 971.8 4.1952 67.5 355.00 0.365 2.2190 965.3 4.2035 68.0 314.79 0.326 1.957．一台燃气轮机从大气中吸入温度为17︒C、压力为0.1MPa的空气，然后在压气机中进行绝热压缩，使空气压力提高到0.9MPa。
若压气机内空气稳定流动、不计进出口动能和重力位能的变化且比热容取定值，试求压气机消耗的轴功。
空气c p=1.004 kJ/(kg⋅K)，k=1.40。
8．有一厚度为20 cm的炉墙，墙体材料的热导率为1.3W/(m⋅K)。
为使散热损失不超过1500W/m2，需紧贴墙外壁面加一层热导率为0.1W/(m⋅K)的保温层。
已知该复合壁内、外两侧壁面温度分别为800︒C和50︒C，试确定该保温层的厚度。
9．某种火警报警器的有效部位是一个半径为R的小金属球，其熔化温度为t s=500 ºC、密度为ρ=7200 kg/m3、比热为c=400 J/(kg⋅K)、热导率为λ=200 W/(m⋅K)。
正常状态下金属球的温度为t0=25ºC，当突然受到温度为t∞=675ºC的烟气加热后，为保证在20秒内发出警报，问金属球的半径R应为多少？设烟气与球表面间的对流换热系数为h=25W/(m2⋅K)。
提示：利用集总参数法分析计算。
10．一循环，工质从高温热源吸热3.4×106 kJ，输出功率1.1×106 kJ 。
试计算该循环的热效率ηt。
若循环是在温度分别为577 ℃和30 ℃的恒温热源间完成的，试计算该循环的热效率ηt与同温限下卡诺循环的热效率ηc之比。
11．水以1.8 m/s的速度从内径为12 mm的铜管内流过。
已知铜管壁面温度为60℃，进口水温为30℃，试确定将水加热到50℃时所需的管长。
水的有关物性及管内换热关系式如下：不同温度下水的物性参数T ℃ ρ kg/m 3 c p kJ /(kg ⋅K) λ w/(m ⋅K) η×104 kg/(m ⋅s) ν×106 m 2/s Pr 30 995.7 4.174 0.618 8.02 0.805 5.42 40 992.2 4.174 0.634 6.54 0.659 4.31 50 988.1 4.174 0.648 5.49 0.556 3.54 60983.24.1790.6594.700.4782.99经验关联式：(1)层流： 14.031)()Pr (Re 86.1wf f f f l d Nu ηη=适用条件：10)(Pr Re ,2200Re ><ldf f f(2)紊流： ⎩⎨⎧===3.0m 4.0m Pr Re 023.08.0流体被冷却，流体被加热，mfff Nu 适用条件：50,10Re 4≥>dlf参考答案一、判断题√ √二、填空题ηA =ηB 三、简答题1．Nu 数和Bi 数均可写成λhl的形式，二者有何区别？答：（1）Nu 数中的λ为流体的热导率；Bi 数中的λ为导热物体的热导率。
（2）Nu 数中的h 为待定参数，Nu 为待定特征数；Bi 数中的h 为已知参数，由第三类边界条件确定，Bi 为已定特征数。
（3）物理意义不同。
Nu 表示贴壁流体的无量纲的温度梯度，在其它条件相同的情况下，Nu 数可反映对流换热的强弱。
Bi 数表示第三类边界条件下物体内部导热热阻和表面处换热热阻的比值。
2．冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行时感到更冷些，一般要戴皮手套和护膝？答：强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关，相对速度越大，对流换热越强。
与步行相比，骑摩托车时相对速度较大，对流换热强度大，因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些。
皮手套和护膝，由于导热系数小且有一定厚度，增加了一层较大的导热热阻，使总传热热阻增大，从而可降低散热量，从而起到保护作用。
3．试比较在其它条件相同时，下列情况管内对流换热系数的相对大小。
（请用符号“<”、“=”、“>”表示） （1）层流 < 紊流 （2）水 > 空气（3）光滑管 < 粗糙管 （4）直管 < 弯管 （5）层流入口段 > 层流充分发展段 4．答：由图可知，s2>s1，则q=⎰21Tds>0，吸热；v2>v1，则w=⎰21pdv>0，对外作功；T2<T1，则⎰=∆21dTc u V <0，热力学能降低。
5．答：在相同压力下，（1）t=200︒C>ts ，处于过热蒸气状态；（2）t=160︒C<ts ，处于未饱和水状态；（3）干度x=0.6∈(0，1)，处于湿饱和蒸气状态。
6．答：0)(=∂Θ∂-==Y fYhl Nu λ；表征壁面处流体无量纲过余温度变化率的大小，可反映对流换热的强弱。
7．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。
为使稀饭凉的更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？答：应该搅拌碗中的稀饭。
这是一个传热过程。
相对而言，稀饭侧的对流换热系数较小、换热热阻较大。
搅拌稀饭时增大了其对流换热系数，最大限度的降低总传热热阻，可显著地增强传热，加速冷却速率。
8．对于高温圆筒壁来说，加保温层一定能降低对外散热量，对吗？为什么？ 答：不对。
因为对于圆筒壁的保温，存在一个临界热绝缘直径d c 问题。
当圆筒壁外径大于临界热绝缘直径d c 时，加保温层一定能降低散热量；但当圆筒壁外径小于临界热绝缘直径d c 时，在一定的保温层厚度范围内，其散热量是增加的。