2008年工程热力学与传热学试卷

河南理工大学 2007-2008 学年第 2 学期

《工程热力学与传热学》试卷（A 卷）

100kJ 的热量，同时内能增加了150kJ ，过程是（ ）

（A ）膨胀过程 （B ）压缩过程 （C ）定容过程

2．一绝热刚性容器用隔板分成两部分。左边是盛有高压理想气体，右边为中空。抽去隔板后，容器内的气体温度将（ ）

（A ）升高 （B ）降低 （C ）不变 3．湿空气的含湿量相同时，温度越高，则其吸湿能力（

）

（A ）越强 （B ）越弱 （C ）相等 4．有内热源的常物性无限大平壁，稳态导热时的温度分布为（ ）

（A ） （B ） （C

） 5．工质经历了一不可逆的热力循环，则工质熵的变化（ ）

（A ）大于零

（B

）等于零 （C ）小于零

6．冬天时节，如白天晒被子，晚上人盖着睡觉会感到暖和一些，这是由于（ ）

（A ）被子蓄热，晚上放出来 （B ） 被子厚度增加 （C ）被子导热系数增大了

1．卡诺机A 工作在927℃和T 的两个热源间，卡诺机B 工作在T 和27℃的两个热源间。当此两个热机的热效率相等时，T 热源的温度为 K 。

2．冬季取暖，若不采取任何其它措施，室内温度将 ，室内相对湿度将 。（填增大，减小或不变）。

3．物体能全部吸收外来射线，这种物体称为 ，物体的单色黑度不随波长而变化的物体称为 。

4．在换热器中，冷热流体沿热表面不断地吸收和放出热量，故温度沿整个热表面是不断变化的，常采用 表示其平均温度，它的表达式为 。 5．热量传递的推动力是 ，质量传递的推动力是 。

6．理想气体经一绝热自由膨胀过程至终态，系统内能 ，系统温度 。（填增大，减小或不变）。

2. 如果工质的所有状态参数都不随时间变化，则工质就处于平衡状态。（ ）

3. 定质量的空气在无磨檫、不导热的气缸和活塞中被慢慢压缩，此过程是可逆的。（ ）

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. 根据热力学第二定律，功可以全部变为热，而要将热量全部变为功是不可能的。（ ）

6. 只要存在不可逆性就会有熵产，故工质完成一个不可逆循环，其熵的变化量必大于零。（ ）

7．压气机采用多级压缩中间冷却的主要目的是为了少消耗压缩功。（ ）

8. 一圆筒壁用两层保温材料保温，两种材料的导热系数为)(,2121λλλλ>，若将2λ的材料放在炉墙内侧，则保温效果要好一些。（ ）

9.在相同的流动和换热壁面条件下，导热系数较大的流体，对流换热系数就较小。（ ） 10.雪是一种近似白体的物质。（ ）

一、选择题

1.试将满足以下要求的理想气体多变过程在v p 图上表示出来：

（1）工质又膨胀、又降温； （2）工质又膨胀、又升压； （3）工质又膨胀、又升温，又降压。

2．为什么阴雨天晾衣服不容易干，而晴天就容易干

3.电影《泰坦尼克号》里，男主人公杰克在海水里被冻死而女主人公罗丝却因躺在筏上

而幸存下来。试从传热学的观点解释这一现象

4.下图为一组电子元件的散热，试分析：（1）为增强散热，这些元件是集中还是分散放置？（2）如果某一元件

对温度要求较高或不能承受较高温度，则应放在什么位置，为什么？

5．下图为冷热水顺流、逆流两种换热情况，要求：（1）定性描述（作图）冷热水温度的变化；（2）根据能量守恒原理，建立冷热水进出口温度之间的关系。

…………………线…………………………

1.空气在某压气机中被压缩。压缩前空气的参数是p1=0.1MPa, v1=0.845m3/kg; 压缩后的参数是p2=0.8MPa, v2=0.175m3/kg。假定在压缩的过程中，1kg空气的热力学能增加146kJ, 同时向外放出热量50kJ,压气机每分钟生产压缩空气10kg。求：（1）压缩过程中对每公斤气体所作的功；（2）每生产1kg的压缩气体所需的功；（3）带动此压气机至少要多大功率的电动机？

2．一可逆热机在质量相同的热物体和冷物体之间工作。热物体的初温为

1

T，冷物体的初

温为

2

T，两物体始终保持压力不变，且无相变，试求：（1）此系统最终达到平衡时的温度；（2）该热机总共输出的功量；（3）如两物体直接接触进行热交换至温度相等，求平衡温度及两物体总熵的变化。3．如果测得室内外空气的温度分别为15℃、0℃，墙体厚度为20cm。已知墙体的导热系数为0.5 W/mK，空气与墙体内表面对流传热系数为 h=5 W/m2K，空气与墙体外表面对流传热系数为 h=4 W/m2K，求房间内外墙表面的温度及热流大小。

t

2.阴天时，空气中相对湿度较大，即空气中水蒸汽含量较多，故此时的空气吸湿能力较差，因此

湿衣服中的水分不容易被吸收，衣服不容易干；而晴天时，空气中相对湿度较小，湿衣服中的水分容易被吸收，衣服就容易干。

3. 杰克在海水里其身体与海水间由于自然对流交换热量，而罗丝在筏上其身体与空气之间产生自然对流。在其他条件相同时，水的自然对流强度要远大于空气，因此杰克身体由于自然对流散失能量的速度比罗丝快得多。因此杰克被冻死而罗丝却幸免于难。

4. (1)分散放置要好，能有效削弱边界层。

(2)应将对温度要求较高的电子元件放在前端，此时在电子元件表面形成的边界层较薄。

5. 热水的温度不断降低，冷水不断得到加热。温度变化如下图

冷热水进出口温度之间的关系由能量守恒原理得：冷水冷水热水热水t c m t c m

∆=∆

分析可知，在压缩过程中，进、排气阀均关闭，因此取汽缸中的气体为热力系，（1分）

由闭口系能量方程得：

kg kJ kg kJ kg kJ u q w /196/146)/50(-=--=∆-= （3分） （2）生产压缩空气所需的功

选气体的进出口、汽缸内壁及活塞左端面所围空间为热力系，由开口系能量方程得（1分）

)

/(5.251)

/845.0101.0/175.0108.0()/146()/50()

(3

3

3

3

kg kJ kg m kPa kg m kPa kg kJ kg kJ pv u q h q w t -=⨯⨯-⨯⨯---=∆-∆-=∆-= （ 4分）

（3）电动机的功率

kW kg kJ s kJ w q P t m 9.41/5.251)60/10(=⨯== （3分）

2．（1）取热物体、冷物体及热机为孤立系，设系统平衡是的温度为m T ，则 （1分） ,W 21i s o S S S S ∆+∆+∆=∆ 因0W =∆S ，故