工程热力学试卷1答案
工程热力学习题集(含答案)
o o
【解】 (1) 若任意温度在牛顿温标下的读数为 TN，而热力学温标上的读数为 T，则：
T / o N − 100 200 − 100 = N 373.15 − 273.15 T/K − 273.15
即
T/K =
故
373.15 − 273.15 (TN / o N − 100) + 273.15 200 − 100
例 2.5 图
5
【解】 以例 2.5 图中入口、开口和开口系组成的闭口系为研究对象，其能量方程为
q = Δu + w = Δu + ∫ pdv = Δ (u + pv ) − ∫ vdp = Δh + wt
2 2 1 1
（a）
以例 2.5 图中虚线包围的开口系为研究对象，其稳定工况的能量和质量方程分别为
⎧ pg,A = pI − p0 ⎪ ⎨ pg,B = pI − pII ⎪p = p − p II 0 ⎩ g,C
解得
⎧ pg,C = pg,A − pg, B = 190kPa ⎪ ⎨ pI = pg,A + p0 = 362.3kPa ⎪ p = p + p = 192.3kpa g,C 0 ⎩ II
(
2
) 中的常数 A、B 的数值。
10 = R0 ⎧ ⎪ 4 ⎨ 14.247 = R0 (1 + 100A + 10 B) ⎪27.887 = R (1 + 446A + 1.989 × 105 B) 0 ⎩
联立求解，可得：
R0 = 10Ω A = 4.32 ×10−3 1/ ℃ B = −6.83 ×10−7 1/ ℃
2 ⎞ ⎛ ⎞ c12 c2 －W +⎛ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 2 = 0 Q h + + gz m h + + gz － sh 1 1 1 2 2 ⎜ ⎟ ⎜ ⎟m 2 2 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 1 − m 2 = 0 m
高等工程热力学试卷和答案
1True or false(20pts)1) Mass can cross the system boundary in the Open system .(T)2) Heat and work can not cross in the Closed system. (F)3)Intensive property is a property that is independent of the extent or mass of the system.(T)4)Heat exchangers are devices that transfer energy between fluids at different temperatures.(T)5) Heat engine can have a thermal efficiency of 100%. (F)6)Heat Engines are Devices that are used to convert heat to work.(T)7)The decrease in quality is always accompanied by an increase in entropy.(T)8)Reversible processes actually can occur in nature.F)9)Energy can be neither created or destroyed;it can only change forms.（T）10)Both Heat and Work are associated with a process and a state.(F)11)Once the temperature equality is established,the heat transfer stops.(T)12)The direction of heat transfer is always from the lower temperature body to the higher temperature.body.(F)13)Work is not a property of a system or its surroundings.(T)14)Closed Feedwater Heaters require a separate pump for each heater.(F)15)The reheat process in general can significantly change the cycle efficiency.(T)2Chosing a correct answer(30pts)1) A thermodynamic system generally has a boundary, this boundary （b）a)can be personally defined from your own interestsb)can only be defined following certain rolesc)is depend on the physical boundariesd)is independent on the physical as well as personal wills2) A system is called a closed system when （c）a)there is only heat exchange between the system and its surroundingsb)there is only work interactions between the system and its surroundingsc)there are both heat exchange and work interactoins between the system and its surroundingsd)there are neither heat exchange nor work interactions between the system and its surroundings3)The specific internal energy,u,other than U,of a system is determined by the（c）of the systema) volume b) pressure c) temperature d) mass4) An example of internal property of a system is （c？）a)mass b)total volume c)pressure d)enthalpy5) A steady state process is related to （a ？）a) a closed system with invarible propertiesb) a control volume with its property changesc) an open system keeping its properties constantd) a closed system having its properties changed6) A good approximation for a stream flowing through a porous plug is （a ）a) h in = h out b) P in = P out c)T in = T out d) a and b e) b and c7) Δ T= 0 is true （d ）a) for an adiabatic process. b) if no work is done.c) for an isentropic process. d) for a reversible process.8) Characteristics of Heat Engines include （e ）a) They receive heat from a high-temperature source.1b)They convert part of this heat to work.c)They reject the remaining waste heat to low-temperature sink.d) They operate on a cycle.e)all of above9) Quality （a）a) is defined by M /M + M ) liq liq vapb) is defined by v = x v + (1-x) v f gc)equals zero for a saturated vapor.d)is only defined in the two phase region.e)is the fraction of mass that is liquid.10) A good approximation for a stream flowing through a heat exchanger is （e？）a) h = h in out b) P = P in out c) T = T in outd) a and b e) b and c11)In an adiabatic process:（b）a)temperature cannot change.b)there is no heat flow.c)internal energy cannot change.d) a and be)a,b and c12) Which of the following is an extensive property ? （b）a)temperature b)weight c)compositiond)pressure e)none of the above13) What is the efficiency of an ideal Carnot heat engine cycle operating between 38 C and 482 C ? （c）a) 90 % b) 89 % c) 59 % d) 16 % e) 11 %14) Which of the following does not have units of energy? （d）a) N-m b) kw-hr c) Pa-m3 d) All have units of energy15)Extensive properties（d）a)apply at a point.b) do not depend on the size of the system.c)depend on position within a system.d)are proportional to the mass of a system.e)are printed in the tables in the back of your book.3Provide definition for the following terms(10pts)1)Internal energy:Internal energy is really the kinetic and potential energy of the atoms in the molecules.2)Heat:Energy crossing the system boundary,not associated with mass,due to a temperature difference.3)Work:Work is the energy transfer associated with a force acting through a distance.4) Closed system: No mass crosses the boundary. Heat and work can cross.5) Open system: Mass can cross the system boundary.4Answering and calculations(40pts)1) Feedwater Heater:Inlet 1 T1 = 200 ºC, p1 = 700 kPa, m1 40 kg/s2Inlet 2 T2 = 40 ºC, p2 = 700 kPa,Exit sat. liquid, p3 = 700 kPa,Find m 2 ?, m 3 ? andV 2 ? A2 = 25 cm2 Steady State m i m e m 1 m 2 m 3AVvInlet 2: compressed liquidTable A-4, v2 = 0.001008 m3/kgExit: saturated liquid Table A-5, v3 = 0.001108 m3/kgm 3 (AV)3v 3 0.060.00110854.15 kg/s m 2 m 3 m 1= 54.15 – 40 = 14.15 kg/sV m 2v 2 (14.15)(0.001008) 5.7 m/s2) A rigid tank contains 10 kg of water at 90 ºC. If 8 kg of the water is in the liquid form and the rest is in the vapor form. Determine the pressure in the tank and the volume of the tank . Table A-4, Psat = 70.14 kPa, P = Psat = 70.14 kPaTable A-4, vf = 0.001036 m3/kg, vg = 2.361 m3/kg v = vf + x(vg -vf) = 0.001036 + 0.2(2.361 – 0.001036) = 0.473 m3/kg V = mv = 10(0.473) = 4.73 m33)Heat is transferred to a heat engine from a furnace at a rate of 80 MW. If the rate of waste heat rejection to a nearby river is 50 MW, determine the net power output and the thermal efficiency. W Q H Q L 80 50 30 MWQ H 80 MW, Q L 50 MW0.375Q H 80 m A V 2 A 0.00252(AV)3 0.06 m 3 /sW304) A heat engine receives 600 kJ of heat from a high-temperature source at 1000 K during a cycle. It converts150kJ of this heat to work and rejects the remaining450kJ to a low-temperature sink at300 K. Determine if this heat engine violates the 2nd law of thermodynamics on the basis of(a)the Clausius inequality.(b)the Carnot principle.(a)Clausius inequalityQ QH QL600450T T T10003003H L= - 0.9 kJ/K < 0(b) Carnot principleth 1 Q Q H L 1 0.25T 300ηth < ηrev5)A heat pump maintains a house at a specified temperature. The rate of heat loss of the house and the power consumption of the heat pump are given. The exterior temperature outside of the house is T L , 20C. The interior temperature e inside of the house is T H ,220C. The rate of heat loss of the house is Q H , 110.000kj/h. It is to be determined if this heat pump can do thejob.Assumptions: The heat pump operates steadily.Analysis: The power input to a heat pump will be a minimum when the heat pump operates in a reversible manner. The coefficient of performance of a reversible heat pump depends on the temperature limits in the cycle only, and is determined fromCOP HPjev =11（T /T ）LH = 11（2273K ）/(22273K ) 14.75The required power input to this reversible heat pump is determined from the definition of the coefficient of performance to beW net.jev.min= Q H = 110.000kj /h ( 1h ) =2.07kwThis heat pump is powerful enough since 8 kw >2.07 kw.6) 0.5 kg of air undergoes a Carnot cycle with η = 0.5.Given the initial pressure p1 = 700 kPa, initial volume V1 = 0.12 m3 and heat transfer during the isothermal expansion process Q12 = 40 kJ, Find the highest and the lowest temperatures in the cycle.p 1V 1 (700)(0.12)mR (0.5)(0.287)T H T 1 585.4 K H COP P 14.75 3600srev 1 T L 1 10000.7 Hth T T Q T，T L = 292.7 K4 H1 L 1 L Q H T H 1 1 0.5 0.5 L。
工程热力学试卷1答案
考试科目： 工程热力学 考试时间：120分钟 试卷总分100分一、填空题〔每题2分，共计20分〕 1、P=Pg+Pb2、压差3、Tqds δ=4、可逆定温；定熵5、热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。
二、判断题〔每题2分，共计20分〕2. x3. √5. √6. x三、简单答复以下问题〔每题5分，共计25分〕 1、 使系统实现可逆过程的条件：1〕是准平衡过程；2〕满足热的和力的平衡条件；3〕在过程中不应有任何耗散效应。
2、 对于1kg 工质，热力学能、焓、自由能及自由焓的全微分表达式：vdpsdT dg ;pdv sdT df vdp Tds dh ;pdv Tds du +-=--=+=-=3、 ，推导：对于理想气体，T R pv g =......(1) 由焓的定义并把(1)带入：T R u pv u h g +=+= (2)把〔2〕式对T 求导：g R dTdu dT dh +=……(3) 因为，对于理想气体：dTdu C ;dT dh C v p ==。
所以，g v p R C C =-。
4、 答：过程1-2在压缩机中进行；过程2-3在冷凝器中进行；过程3-4在节流中进行；过程4-1在蒸发器中进行。
制冷量：3141h h h h q L -=-=；制冷系数：12311241h h h h h h h h --=--=ε 5、 蒸汽朗肯循环热效率的影响因素有：1〕初温t1：在相同的初压及背压下，提高t1可使热效率增大； 2〕初压p1：在相同的初温及背压下，提高p1可使热效率增大；3) 背压p2：在相同的初压及初温下，降低p2可使热效率增大。
四、分析或说明以下问题〔共计55分〕 1、 解：〔此题13分〕1〕取整个气缸为闭口系，装订线班级：学号：：因为气缸绝热，所以Q=0；又因为活塞导热而无摩擦，W=0，且平衡时A 、B 两侧温度相等，即T A2=T B2=T 2。
有闭口系能量方程得：1212=-+-=+=)T T (c m )T T (c m U U U B V B A V A B A 即：∆∆∆因为，T A1=T B1=T 1=300K ，于是终态平衡时，两侧的温度均为： T 1=T 2=300K 2) 取整个气缸为闭口系，当终态平衡时，两侧压力相等，设为p 2，则：MPa.)V V (T T )V p V p (V V T R )T R V p T R V p (V T R )m m (p B A B B A A B A g g B B g A A g B A 15011121111112111111222=++=++=+=3〕K /J .p pln T V p p p lnR m S A A A A A g A A 91812111112==-=∆ K /J .p pln T V p p p lnR m S B B B B B g B B 35212111112-==-=∆ 整个气缸绝热系的熵变：K /J .S S S B A 5660=+=∆∆∆2、 解：〔此题15分〕1〕烟气放热为：KJ )t t (mC Q p 4116121=-= 2〕假设使Q 2最小，热机为可逆机，由卡诺定理得：121211T TQ Q t -=-=δδη 即：TdT mC T TQ T Q p 0102==δδkJ .T T ln mC T T dTmC T Q p T T p223891200221-===⎰ 3〕输出的最大功为：8172621.Q Q W =-=3、解：〔此题12分〕(1)如左图所示 〔2〕927.01.4656.26931.4652532'"'33333=--=--=h h h h x ；919.01.4656.26931.4652512'"'333'33=--=--=h h h h xΔ4、 解：〔此题13分〕1〕2〕K .)(T )p p (T ..k )k (75702127381414031344=⨯==-K .).(.)T T (T T T '2978875702127385012734334=--=--=ηK .).(.)T T (C w 'p T 65486297881273004143=-=-=K .)(T )p p (T ..k)k (85392988414011122=⨯==-K ...T T T T s,C '462075029885392981212=-+=-+=ηkg /kJ .).(.)T T (C w 'p C 693232984620004112=-=-=3〕%.).(...)T T (C w w q w 'p C T net t 872429788127300416932365486231=--=--==η简答题(40分，每题4分)1. 非饱和湿空气的干球温度、露点温度与湿球温度的大小关系如何？对于饱和湿空气三个温度又是什么关系？2. 在燃气轮机动力循环中，一般采取什么措施提高效率？3. 对刚性密闭容器中的汽水混合物加热，是否最终将全部变为蒸汽？4. 绝热真空刚性容器充入理想气体后，容器内的气体温度比充气前气体温度是高了、低了还是相等？5. 请写出4个Maxwell 关系式。
《工程热力学》试卷及标准答案评分标准
工程热力学》试卷及标准答案评分标准《工程热力学》试卷及标准答案第一部分选择题（共15分）一、单项选择题（本大题共15小题，每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共15分）1、压力为10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar的环境中，现将喷管尾部截去一段，其流速、流量变化为。
【】A.流速减小，流量不变B.流速不变，流量增加C.流速不变，流量不变D.流速减小，流量增大2、某制冷机在热源T1=300K，及冷源T2=250K之间工作，其制冷量为1000J,消耗功为250KJ，此制冷机是【】A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D.可逆或不可逆的3、系统的总储存能为【】A.UB.U?pV2C.U?mc2f/2?mgzD.U?pV?mcf/2?mgz4、熵变计算式？s?cpIn（T2/T1）?RgIn（p2/p1）只适用于【】A.一切工质的可逆过程B.一切工质的不可逆过程C.理想气体的可逆过程D.理想气体的一切过程5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个【】过程。
【】A.可逆绝热压缩B.不可逆绝热压缩C.边压缩边吸热D.边压缩边放热《工程热力学》试题第1页（共8页）6、混合气体的通用气体常数，【】。
【】A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则【】A.Q>0,AU>0,W>0B.Q=0,AU>0,W>0C.Q>0,AU>0,W=0D.Q=O,△U=0，W=08、未饱和空气具有下列关系【】A.t>tw>tdB.t>td>tw.C.t=td=twD.t=tw>td9、绝热节流过程是【】过程。
【】A.定压B.定温C.定熵D.节流前后焓相等10、抽汽式热电循环的结果是【】A.提高循环热效率，提高热能利用率B.提高循环热效率，降低热能利用率C.降低循环热效率,提高热能利用率D.降低循环热效率，降低热能利用率11、一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀,气球内的压力正比于气球的容积,则气球内的气球进行的是【】A.定压过程B.多变过程C.定温过程D.定容过程12、气体的容积比热是指【】A.容积保持不变的比热。
工程热力学习题集及答案(1)
工程热力学习题集及答案一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为 常规 能源和 新 能源。
2．孤立系是与外界无任何 能量 和 物质 交换的热力系。
3．单位质量的广延量参数具有 强度量 参数的性质，称为比参数。
4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 54kpa 。
5．只有 准平衡 过程且过程中无任何 耗散 效应的过程是可逆过程。
6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 干饱和蒸汽 和 过热蒸汽 。
7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 高 、水蒸气含量越 多 ，湿空气越潮湿。
（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 等于零 为可逆循环。
9．熵流是由 与外界热交换 引起的。
10．多原子理想气体的定值比热容V c = g 72R 。
11．能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。
12．绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。
13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 两 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。
14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 173a KP 。
15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。
16．卡诺循环是由两个 定温 和两个 绝热可逆 过程所构成。
17．相对湿度越 小 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 大 。
（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 小于零 为不可逆循环。
19．熵产是由 不可逆因素 引起的。
20．双原子理想气体的定值比热容p c = 72g R 。
21．基本热力学状态参数有：（ 压力）、（温度 ）、（体积）。
22．理想气体的热力学能是温度的（单值 ）函数。
工程热力学试卷及答案1
一、单项选择题1．湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中，不相互独立的一对是（D ）D ．(p,t)2．在不可逆循环中（B ）A ．⎰⎰>∂ds T qB ．⎰⎰<∂ds T qC ．⎰⎰=∂ds T qD ．⎰⎰≥∂ds Tq3．比热容c p 为定值的冷热流体，热流体T 1，冷流体T 2，定压混合后的温度为T ，其每公斤热流体熵的变化量为（ A ） A．1p T T lnc s =∆ B ．12p T T lnc s =∆C ．1212p P PRln T T ln c s +=∆ D ．TQs =∆4．在理想气体的多方程中，多方指数n 取实数值的范围是（B A ．k n≤∞＜－ B ．+∞<∞n ＜－ C ．+∞<n 0＜ D ．+∞<≤n 05．用干湿温度计测量未饱和湿空气的露点时，湿球温度t w ，干球温度t 和露点t DP 之间的关系是（A ） A ．t DP <t w <t B ．t DP >t w >t C ．t DP =t w =t D ．t w > t DP >t6．如果孤系内发生的过程都是可逆过程，则系统的熵（C ） A ．增大 B ．减小 C ．不变 D ．可能增大，也可能减小 7．pdv dT c q v +=δ适用于（A ）A ．可逆过程，理想气体B ．不可逆过程，理想气体C ．可逆过程，实际气体D ．不可逆过程，实际气体 8．电厂蒸汽动力循环回热是为了（C ） A ．提高循环初参数 B ．降低循环终参数 C ．提高平均吸热温度 D ．提高汽轮机的相对内效率 9．活塞式压气机采取分级压缩（ C ） A ．能省功 B ．不能省功 C ．不一定省功 D ．增压比大时省功10．理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大，将使生产1kg 压缩空气的耗功量（C ）A 增大B ．减小C ．不变D ．的变化视具体压缩空气的耗功量11．下列各项中，不影响燃烧过程热效应的是（C ） A ．反应物的种类 B ．反应温度C ．反应速度D ．反应压力 12．欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用（C ）A ．渐缩喷管B ．渐扩喷管C ．缩放喷管D ．前后压差较大直管 13．水蒸汽h －s 图上定压线（C ）．在湿蒸汽区是直线，在过热蒸汽区是曲线14．为提高空气压缩制冷循环的制冷系数，可以采取的措施是（D ） A ．增大空气流量 B ．提高增压比 C ．减小空气流量 D ．降低增压比15．在范德瓦尔方程中，常数b 为考虑气体 而引入的修正项。
工程热力学考试试卷(含答案)
工程热力学考试试卷一、名词解释1. 熵增原理；2. 可逆过程；3. 理想气体；4. 相对湿度；5. 定熵滞止。
二、判断题（下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打“√”，错的打“×”，每题2分，共20分）1. 压力表读值发生变化，说明工质的热力状态也发生了变化。
……………（ ）2. 湿空气的含湿量表示单位质量湿空气中含水蒸气质量的程度。
……………（ ）3. 气体常数与气体的种类及所处的状态均无关。
……………………………（ ）4. 理想气体从绝热容器中做自由膨胀，则理想气体的温度与压力变化的关系式为:k k P P T T 11212-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=………………………………………………………………（ ）5. 在T -S 图上可逆等压线的斜率比可逆等容线的斜率小。
…………………（ ）6. 活塞式压气机容积效率的大小与余隙容积和升压比都有关。
……………（ ）7. 活塞式压气机应采用冷却措施，使压缩过程接近等温过程。
………………（ ）8. 水的相图表明，水的冰点随压力升高而降低，沸点随压力升高而升高。
……（ ）9. 干饱和蒸汽进行可逆绝热膨胀后，必变为湿饱和蒸汽。
……………………（ ）10. 由于通常情况下水的凝固温度为0℃，故不可能存在0℃以下的水蒸气。
（ ）三、选择题（每小题2分，共20分）1. 饱和湿空气中干球温度t 、湿球温度t w 以及露点温度t d 具有下列关系（ ）A d w t t t >>；B w d t t t >>；C d w t t t ==；D d w t t t =>2. 渐缩喷管出口外界压力为绝对真空时（绝对真空的比容为∞），则质量流量（）：A等于0；B等于临界流量；C大于临界流量；D介于零和临界流量之间3. 理想气体的( )是两个相互独立的状态参数。
A.温度与热力学能B.温度与焓C.温度与熵 D.热力学能与焓4. 一股 4MPa，20℃质量为1kg的压缩空气流与另一股9MPa，20℃质量为 1kg 的压缩空气流混合，混合后的压缩空气流最大压力为（）。
工程热力学试卷及答案
工程热力学试卷及答案【篇一：工程热力学1期末试题+答案】txt>一、简答题（共30分）1、图1中循环1-2-3-a-1和循环1-b-3-4-1都是不可逆循环。
有人判断循环1-2-3-a-1的热效率高于循环1-b-3-4-1的热效率，你是否同意他的说法，为什么？（10分）2、有一种热机，以水蒸气为工质，循环的高温热源温度为1200 k，低温热源温度为300 k，循环的热效率?t。
现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率?t与原循环热效率比较将发生什么样的变化？为什么？（10分）图13、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量，有人提出将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉可提高水蒸气循环的热效率。
”请据热力学基本定律出发评估这种观点。
（10分）二、计算题（共70分）1、一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为200kpa、温度20℃，喷嘴内径为0.002m时，射出水流温度20℃，压力100kpa，流速1000m/s，已知在200kpa、20℃时，v?0.001002m3/kg，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。
（10分）图2若膨胀过程持续到5（p5 = p1），画出循环t-s图，并分析循环热效率提高还是下降。
（10+5+5分）4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为4.2，初终态温度分别为30℃和227℃。
若空气作理想气体，比热容取定值, 气体常数rg=287j/(kg?k)；cp=1005j/(kg?k)。
试计算（1）压气机的绝热效率；（2）压缩过程的熵变和作功能力损失（t0 = 20℃）（10+5分）。
5、利用水蒸气取暖，进入散热器的湿饱和水蒸气温度为100℃，x?0.85，流出时为饱和水，散热器内近似压力不变。
若为维持室内温度恒定为20℃需供热72000kj/h。
求：（1）水蒸气的流量(kg/s)；（2）以散热器为系统，求过程的熵变、熵流、熵产及?损失，环境大气温度为0℃（7+8分）。
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1、 解：（本题13分）1）取整个气缸为闭口系，因为气缸绝热，所以Q=0；又因为活塞
导热而无摩擦，W=0，且平衡时A 、B 两侧温度相等，即T A2=T B2=T 2。
有闭口系能量方程得：
1212=-+-=+=)T T (c m )T T (c m U U U B V B A V A B A 即：∆∆∆
因为，T A1=T B1=T 1=300K ，于是终态平衡时，两侧的温度均为： T 1=T 2=300K 2) 取整个气缸为闭口系，当终态平衡时，两侧压力相等，设为p 2，则：
MPa
.)
V V (T T )
V p V p (V V T R )
T R V p T R V p (V T R )m m (p B A B B A A B A g g B B g A A g B A 1501112
11111
1211
111122
2=++=++=+=
3）K /J .p p
ln T V p p p ln
R m S A A A A A g A A 91812
111112==-=∆ K /J .p p
ln T V p p p ln
R m S B B B B B g B B 35212
111112-==-=∆ 整个气缸绝热系的熵变：K /J .S S S B A 5660=+=∆∆∆
2、 解：（本题15分）1）烟气放热为：KJ )t t (mC Q p 4116121=-= 2）若使Q 2最小，热机为可逆机，由卡诺定理得：1
21211T T
Q Q t -=-
=δδη 即：
T
dT mC T T
Q T Q p 0
1
2==δδ
kJ .T T ln mC T T dT
mC T Q p T T p
223891
20022
1
-===
⎰
3）输出的最大功为：8172621.Q Q W =-= 3、解：（本题12分）
(1)如左图所示 （2）927.01
.4656.26931
.4652532'"'33333=--=--=
h h h h x ；
. .
.专业. .专注.
919.01
.4656.26931
.4652512'"'333'33=--=--=
h h h h x
Δx=0.008
4、 解：（本题13分）1）
2）K .)(T )p p (T ..k )k (7570212738
1414
031344=⨯==- K .).(.)T T (T T T '2978875702127385012734334=--=--=η K .).(.)T T (C w 'p T 65486297881273004143=-=-=
K .)(T )p p (T ..k
)k (853929884140111
22=⨯==-
K ...T T T T s
,C '462075
0298
85392981
212=-+
=-+
=η
kg /kJ .).(.)T T (C w 'p C 693232984620004112=-=-=
3）%.)
.(...)T T (C w w q w 'p C T net t 8724297881273004169
32365486231=--=--==η
简答题
(40分，每题4分)
1. 非饱和湿空气的干球温度、露点温度与湿球温度的大小关系如何？对于饱和湿空气
三个温度又是什么关系？
2. 在燃气轮机动力循环中，一般采取什么措施提高效率？
3. 对刚性密闭容器中的汽水混合物加热，是否最终将全部变为蒸汽？
4. 绝热真空刚性容器充入理想气体后，容器的气体温度比充气前气体温度是高了、低
了还是相等？
5. 请写出4个Maxwell 关系式。
6. 已知气体的温度、压力和临界参数，如何利用通用压缩因子图确定气体的比容？
7. 空气压缩制冷循环中，是否也可象蒸汽压缩制冷循环那样用节流阀代替膨胀透平？
为什么？
8. 当系统与环境处于同一温度和压力时，系统的是否为零？为什么？ 9. 定温定压化学反应过程自发进行的条件是什么？其平衡条件又是什么？
10. 气体在喷管中的流动，欲要加速处于超音速区域的气流，应采用什么形式的喷管，
其主要原因是什么？
二、填空题 (10分，每空1分) 1. 焦汤系数=J μ，0J >μ表示效应，0J <μ表示效应。
2. 水蒸汽的汽化潜热在低温时较，在高温时较，在临界温度为。
3.
s df =+dv
4. 理想气体定压热膨胀系数=∂∂=
p p T
v
v )(1α。
5. 已知dp T v
T dT c ds p p )(∂∂-=，则可知=∂∂T p p
c )( ( )p 。
三、绝热刚性容器中，m ol 58.0MPa,6.01=p 的H 2与m ol 42.0MPa,8.02=p 的CO 且两部分的温度相同，由体积可忽略不计的隔板分开，抽开隔板并实现定温混合，求混合气体的压力和混合熵增。
若两部分气体皆为H 2，混合前的参数分别与上述的H 2和CO 相同，则混合后的压力和混合熵增又为多少？ (15分)
四、某制热制冷两用空调机用R22作制冷剂。
压缩机进口为蒸发温度下的干饱和蒸气，出口为2.2MPa ，105C 的过热蒸汽，冷凝器出口为饱和液体，蒸发温度为-10C 。
当夏季室外温度为35C 时给房间制冷，当冬季室外温度为0C 供暖，均要求室温能维持在20C 。
若室外温差每1C 时通过墙壁等的传热量为1100kJ/h 。
. .
.专业. .专注.
求：(1). 将该循环示意图画在h p -ln 图上 (2). 制冷系数
(3). 室外温度为35C 时制冷所需的制冷剂流量 (4). 供暖系数
(5). 室外温度为0C 时供暖所需的制冷剂流量
(15分)
已知R22的物性参数为：
t =-10C 时，饱和液kJ/kg 7.188'=h ，饱和气kJ/kg 7.398"=h ；p =2.2MPa 时，饱和液
kJ/kg 5.270'=h ，饱和气kJ/kg 1.414"=h ；p =2.2MPa ，t =105C 时kJ/kg 7.485=h
五、某一地热水电站，其系统和工质参数如附图所示。
热水经节流阀变成湿蒸汽进入扩容器，并在此分离成干饱和蒸汽和饱和水。
干饱和蒸汽进入汽轮机膨胀作功，乏气排入凝汽器凝结为水。
若忽略整个装置的散热损失和管道的压力损失，试确定：
(1). 节流后扩容器所产生的蒸汽流率m v (kg/s) (过冷水参数可近似地用同温饱和水参数代替)
(2). 已知汽轮机的相对效率为75.0=oi η，求汽轮机发出的功率N (kw)
(3). 设热水电站所付出的代价为热水所能提供的热量，即热水自90C 冷却到环境温度28C 所放出的热量。
求热水电站的热效率 (4). 汽轮机的损失π(kw)
(5). 将循环中的1,2,3,4,5状态点定性地画在T-s 图上，并将汽轮机的损失也表示在T-s 上。
(20分) 水和水蒸汽的相关参数为：
p bar t C 'h kJ/kg "h
kJ/kg K
kJ/kg '
⋅s
K
kJ/kg "
⋅s
0.037785 28 117.31 2552.3 0.4088 8.4950 0.08 41.53 173.87 2576.7 0.5926 8.2289 0.35 72.51 303.48 2631.1 0.9851 7.7203 0.70108 90 376.94 2660.3 1.1925 7.4805 1.4
109.32
458.42
2690.8
1.4109
7.2480
90 Array
m。