工程热力学参考答案

宁波工程学院2011～2012学年第 二 学期

《工程热力学》课程期终考试卷(A)

题 号 一 二 三 四 五 总分 复核人 应得分 15 10 15 30 30 100

实得分 评卷人

成型、机电、制造专业适用,考试时间:120分钟

一、 填空题(每格1分,共15分)

1、卡诺循环由两个可逆定温过程与两个可逆绝热过程组成。

2、迈耶公式C p -C v =R g 适用于理想气体,就是否定比热容不限。

3、绝热过程P

=常数,k=C p /C v ,适用于理想气体,定比热容。

4、绝热系就是与外界无 热量 交换的热力系。

5、热力系在不受外界影响的条件下,系统的状态能够始终保持不变,这种状态称为 平衡状

态。

6、稳定流动系统能量方程式q dh vdp δ=-的适用条件就是:稳定流动。

7、同一理想气体从同一初态分别经过定温压缩,绝热压缩与多变压缩()1n k <<到达同一

终压力,耗功最大的为绝热压缩过程,而耗功最小的为定温 压缩过程。

8、卡诺机A 工作在927℃与T 的两个热源间,卡诺机B 工作在T 与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T ＝600K 。

9、如图所示的容器,被一刚性壁分成两部分,环境压力为0、1MPa,压力表B 的读数为40kPa,真空计C 的读数为30kPa,则容器两部分内气体绝对压力

1p =

0、14MPa ,

2p =

0、07MPa 。

10、活塞式压气机由于存在余隙容积,压缩耗功不变,产气量减小,随比压增大,容积效率减小。(填“增加”、“不变”或“减小”)

二、 选择题(每题1分,共10分)

1、 准静态过程,系统经过的所有状态都接近于D

A 、 初态

B 、环境状态

C 、邻近状态

D 、平衡状态

2、 有一机器可从单一热源吸收1000KJ 热量,并输出1200KJ 功,这台机器D

Ａ、违反第一定律Ｂ、违反第二定律 Ｃ一个都不违反 Ｄ两个都违反

3、 若已知工质的绝对压力P=0、08MPa,大气压力P=0、1MPa,则测得压差A

A 、真空度为0、02MPa

B 、表压力0、02 MPa

C 、真空度0、18MPa

D 、表压力0、18 MPa

4、 气体在某一过程中吸入了100kJ 的热量,同时内能增加了150kJ,该过程就是B

班级: 姓名: 学号:

A 、膨胀过程

B 、压缩过程

C 、定容过程

5、 某理想气体由状态1经过不可逆绝热过程变化到状态2,该过程中工质熵的变化为:C

A 、0=∆s

B 、⎰

=∆21

T q s δ C 、

⎰⎰+=∆21

21v dv R

T

dT c s v

6、 可逆压缩时压气机的耗功为A A 、

pdv ⎰ B 、()2

1d pv ⎰ C 、2

1

vdp -⎰

7、 k

pv =常数

()

p

v

k c c =适用于D

A 、一切绝热过程

B 、理想气体绝热过程

C 、任何气体可逆绝热过程

D 、理想气体可逆绝热过程

8、 贮有空气的绝热刚性密闭容器中,安装有电加热丝,通电后,如取空气为系统,则过程中的能量关系有C

A 、Q >0 , ΔU >0 , W >0

B 、Q =0 , ΔU >0 , W <0

C 、Q >0 , ΔU >0 , W =0

D 、 Q =0 , ΔU =0 , W =0

9、 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。则气球内的气体进行的就是B

A 、定压过程

B 、多变过程

C 、定温过程

D 、定容过程

10、 以下措施,不能提高蒸汽朗肯循环的热效率。C

A 、提高新汽温度

B 、提高新汽压力

C 、提高乏汽压力

D 、降低乏汽压力

三、 判断与分析题(每题1、5分,判断正确得0、5分,分析1分,

共15分)

1、 提高新蒸汽的温度、压力与降低乏汽压力理论上都可以提高郎肯循环热效率。○ 说明理由:在相同的初压与背压下,提高新蒸汽温度,增加了循环的高温加热段,使循环温差增大,能提高热效率。

在相同的初温与背压下,提高初压,也能提高循环的平均温差,从而提高热效率。

在相同的初压与初温下,较低的乏气压力使循环温差增大,循环净功提高,可以显著提高循环热效率。

2、 只要气体的比热容就是常数,Cp-Cv=Rg 。 ×

说明理由:Cp-Cv=Rg 从理想气体推导而来,Cp-Cv 就是温度的函数,与就是否为常数无关 3、 准静态过程一定就是可逆过程。 ×

说明理由:可逆过程首先应就是准静态过程,同时还要求过程中不存在耗散效应。故准静态过程未必一定就是可逆过程。 4、 稳定状态不一定就是平衡状态。 ○

说明理由:只要系统的参数不随时间改变,即认为系统处于稳定状态,而无需考虑参数如何保持不变就是如何实现的。平衡状态必须就是在没有外界作用下实现参数保持不变。 5、 容器中气体的压力不变,则压力表的读数绝对不变。 ×

说明理由:由于压力计的测压元件处于其所在环境压力的作用,因此压力计所测得的压力就是工质压力的真实压力与环境介质压力之差。因此即使容器中气体压力不变,压力表的读数仍可能随环境介质压力变化而变化。 6、 水蒸气在等压汽化过程中温度不变。 ○

说明理由:对达到饱与温度的水继续加热,就进入汽化过程,此时饱与压力不变,饱与温度也不变。

7、 第二永动机违反了热力学第一与第二定律。 ×

说明理由:第二类永动机就就是在单一热源下做功的动力机。从单一热源吸热,如果所转换的机械能不超过所吸收的热能,就不违反热力学第一定律。但就是热力学第二定律的开尔文说法就是:不可能制造出从单一热源吸热,使之全部转化为功,而不留下其她任何变化的热力发动机。

8、 朗肯循环基础上实现再热可提高循环热效率。 ○

说明理由:在T-S 图上,如果因再热而产生的附加部分较基本循环效率高,则能够使循环的总效率提高。

9、 余隙容积就是必需的但又就是有害的,所以我们在设计气机的时候应尽量降低余隙容积。○

说明理由:在实际的活塞式压气机中,因为制造公差的存在,余隙就是不可避免的。考虑金属材料的热膨胀及安装进、排气阀等零件的需要,余隙就是必需的。当余隙容积比与多变指数一定时,增压比越大,容积效率越低。当增压比一定时,余隙容积百分比越大,容积效率越低。余隙容积就是有害的。设计压气机的时候,应该尽量降低余隙容积。 10、 工质经一不可逆循环其熵一定增加。 ○

说明理由:不可逆过程中存在不可逆因素引起耗散效应,使损失的机械功转换为热能被工质吸收,产生熵增量(熵产)。

四、 简答题(每题5分,共30分)

1、 倘使容器中气体的压力没有改变,试问安装在该容器上的压力表的读数会改变不？在绝对压力计算公式 中,当地大气压就是否必定就是环境大气压?

答:可能会的。因为压力表上的读数为表压力,就是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力,譬如大气压力,就是地面以上空气柱的重量所造成的,它随着各地的纬度、高度与气候条件不同而有所变化,因此,即使工质的绝对压力不变,表压力与真空度仍有可能变化。 2、 热力学第一定律的能量方程式就是否可写成Pv u q +∆=,)()(121212w w u u q q -+-=-的形式,为什么？ 答:⑴热力学第一定律的基本表达式就是: 过程热量 = 工质的热力学能变化 + 过程功

第一个公式中的Pv 并非过程功的正确表达,因此该式就是不成立的;

⑵热量与功过程功都就是过程的函数,并非状态的函数,对应于状态1与2并不存在什么q1、q2与w1、w2;对于过程1-2并不存在过程热量 与过程功 ,因此第二个公式也就是不成立的。

12q q q -=12w w w -=)( )( b v b b e b P P P P P P P P P P <-=>+=；