工程热力学课程考试模拟试卷

《工程热力学》课程考试模拟试卷 考试时间：120分钟姓名 专业班级 学号 得分一、 判断题（正确的打√，错误的打×，每题1分，共10分） 1. 容器中气体压力不变，则安装在其上面的压力表读数也不会变化。

2. 系统由某一初态可逆变化到某一终态，在这确定的两个状态之间所有过程的膨胀功都相等。

3. 理想气体绝热自由膨胀过程是等内能过程。

4. 理想气体向真空膨胀体积由v 1变化到v 2，熵的变化为12lnv v R s =∆。

5. 工质完成一个不可逆循环，其熵的变化量必大于零。

6. 如果从同一初态出发到同一终态有两个过程，一个是可逆过程，一个是不可逆过程，那么不可逆过程的Δs 必大于可逆过程的Δs 。

7. 知道了温度和压力就可以确定水蒸气的状态。

8. 含湿量相同的两种空气，温度高者吸湿能力强。

9. 由饱和蒸汽压不同的两个组分形成的理想溶液达到相平衡时，易挥发组分在汽相中的相对含量大于它在液相中的相对含量。

10. 温度为绝对零度时，任何物质的熵都是零。

二、选择题（每题2分，共20分）1. 若工质经历一可逆过程和一不可逆过程，且初态和终态相同，则两过程中工质与外界交换的热量A ：相同B ：不同C ：无法确定 2. 下面叙述正确的是：A ：自由膨胀为可逆过程B ：混合过程是不可逆过程C ：准静态过程是不可逆过程3. 气体在某一过程中吸入了100kJ 的热量，同时内能增加了150kJ ，该过程是A ：膨胀过程B ：压缩过程C ：定容过程4. 一绝热刚体容器用隔板分成两部分。

一部分盛有高压理想气体，另一部分为真空，抽去隔板后容器内的气体温度将： A ：升高 B ：不变 C ：降低 5. 可逆定压稳定流动过程中，系统A ：焓不变B ：与外界交换的热量为零C ：技术功为零6. 一热机按某种循环工作，从温度为T 1=2000K 的高温热源吸收热量1000KJ ，向温度为T 2=300K 的冷源放热1000KJ ，则该热机是 A ：可逆热机 B ：不可逆热机 C ：不可能热机7. 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：A ：0=∆sB ：⎰=∆21T q s δC ：⎰⎰+=∆2121vdvR T dT c s v8. 压力升高，水的汽化潜热A ：升高B ：降低C ：不变9. 湿空气的压力一定时，其中水蒸汽的分压力取决于A ：含湿量B ：相对湿度C ：干球温度 10. 在298K 、101325Pa 下有下列反应，Q 1，Q 2，Q 3在这几个热效应中是标准生成焓的为：A ：122CO O 21CO Q +=+B ：22O(g)H O 2H Q +=+C ：3222)(O H O 21H Q g +=+三、 简答、辩析与证明题（每题5分，共20分）1 指出下列各式的适用条件：a) w du q δδ+=b) pdv du q +=δc) ⎰-∆=21vdp h qd)h w s ∆-=e))(21T T c w v -=2 如果单级活塞式压气机采用了某种冷却方法可以实现等温压缩，是否还有必要采用多级压缩为什么3 简述稀溶液的四个依数性。

4 试用赫斯定律证明任意温度下的反应热效应⎰∑∑-+=TPRPmi i pmi i pp dT C n C n Q Q 2980)(其中0p Q 为标准热效应。

四、 画图说明题（每题5分，共10分）1．在焓—湿图上表示出一非饱和湿空气状态的干球温度、湿球温度和露点温度，并作必要的说明。

2． 在T —s 图与lg P —h 图上对应画出蒸汽压缩式制冷循环，画图分析压缩机的不可逆因素对循环制冷系数的影响。

五、 1kg 空气，初态P 1=, t 1=500℃， 在气缸中可逆定容放热到P 2= ，然后可逆绝热压缩到t 2=500℃， 再经可逆定温过程回到初态。

求循环功和吸收的热量。

(15分)六、欲设计一热机，使之能从温度为973K的高温热源吸收2000kJ，并向温度为303K的冷源放热800kJ。

（1）问此循环能否实现（2）若把此热机当制冷机用，从冷源吸热800kJ，是否可能向热源放热2000kJ欲使之从冷源吸热800kJ ，至少要耗多少功(10分)七、具有一级回热的水蒸汽动力循环如下图所示。

已知h1=3296kJ/kg，h=2152kJ/kg，h3=kg，h4=kg，h5=3032kJ/kg，忽略泵功，试求：（1）2回热循环的抽汽系数和热效率。

（2）如不采用回热，计算循环热效率。

(15分)《工程热力学》模拟试卷一一．问答题：（每题4分,共40分）1．δq=CpdT+δwt适用于什么工质（理想气体，实际气体）适用于什么过程（可逆过程，不可逆过程）并说明理由。

2．某封闭热力系经历一熵减少的可逆过程，则该热力系能否经一绝热过程回复到原态为什么3．压气机绝热压缩某种理想气体,初始状态为1，由于不可逆终态为2',试在T--s图上用面积表示出压缩所消耗的技术功。

4．水蒸汽由给定的初态p1、t1通过一喷管等熵膨胀到湿蒸汽区，其背压p2为已知，若手头没有焓熵图，只有水蒸汽热力性质表，如何计算确定状态2的各项热力参数x2，t2，h2。

5．在环境温度为300K的条件下，150K的热源有否作功能力若能量Q由400K 的恒温热源直接传入150K的恒温热源，引起的作功能力损失是多少6．当高温空气以高速流过管道中某一障碍物，气流在此障碍物前方附近的速度几乎为零。

试问该处气流温度是升高、不变还是下降为什么7．渐缩喷管中气流速度能否超过音速渐放喷管中气流速度能否小于音速为什么8．压气机采用什么压缩过程最为经济为了达到这一目的应该采取什么措施9．一动力循环1－2－3－1的T－s图如右图所示，其中过程1－2、3－1皆为可逆过程，2－3为一有摩擦的绝热过程。

T1、T3都等于环境温度T0。

试用一块面积或几块面积的代数和表示出该循环中的吸热量Q1，放热量Q2，净功量W和由于摩擦而引起的作功能力损失。

10．当相对湿度一定时，湿空气的温度愈高，则含湿量愈大。

若含湿量一定时，湿空气的温度愈高，则相对湿度也愈大。

这种说法是否正确为什么二．计算题（每题15分，共60分）1.一个承受一定重量的活塞下有20℃的空气，占据容积为,试问加入20kJ的热量后其温度上升到多少并做了多少功若活塞达到最后位置后予以固定，此后再继续加入20kJ的热量，则其压力上升至多少（Cp= kJ/，R=）2. 有两股压力相同的空气流，一股气流温度为t1=400℃，流量m1=120kg/h；另一股气流为t2=150℃，流量m2=210kg/h。

令两股气流先绝热等压混合。

试计算：(1)绝热混合后的气流温度。

(2)空气流经绝热混合过程的熵变化。

(3)该绝热混合过程的可用能损失。

(已知 Cp= kJ/，R=，T环境=300K)3.压力为5×105Pa，温度为环境温度20℃的空气通过绝热渐缩喷管射向1×105Pa的大空间中。

测得出口截面上的气流温度为-10℃，若忽略进口流速，试计算:（1）实际出口流速；（2）可逆情况下的理论出口流速及气温。

（ Cp=1004J/，νcr=）4.氨蒸汽制冷装置，蒸发器中温度为－10℃。

冷凝器中的温度为30℃。

氨压缩机从蒸发器中吸入压力为p1= Mpa的饱和氨蒸汽并绝热压缩到t2=75℃，离开冷凝器时是饱和液氨。

设压缩机出口氨蒸汽比焓h2=1887 kJ/kg求：（1）循环制冷系数；（2）节流过程的不可逆损失多少并在T-s图中用面积表示出来。

环境温度t0=25℃。

氨的饱和热力性质表：《工程热力学》模拟试卷三一、问答题（每题 4分，共40分）1.等压过程中工质初终两态的焓差等于该过程中所吸收或放出的热量，即Q＝ΔH,这一结论是否只用于理想气体为什么2.用稳流能量方程分析锅炉,汽轮机,压气机的能量转换特点，得出对其适用的简化能量方程。

3．闭口系经过一不可逆绝热过程后，是否可通过一个过程使该系统回到原来的状态为什么4．某绝热气缸内装有完全不可压缩的流体，若流体内部及活塞与气缸之间均无摩擦。

试问：⑴气缸中的活塞能否对流体作功⑵假定用某种方法把流体压力从2bar提高到40bar，流体的内能和焓有没有变化5．热力学第二定律是否可表达为“功可以完全变为热，但热不能完全变为功”这种说法有何不妥6.简述缩放喷管随背压P b升高（但仍小于临界压力P cr）时喷管内气流速度、流量的变化。

7. 在压缩比ε及吸热量 q相同的情况下，活塞式内燃机的定容加热、定压加热、混合加热循环的热效率何者最大何者最小为什么8．试在T-s图上表示出水蒸气理想朗肯循环，并以热力学状态参数焓h表达该循环的净功∮δw，吸热量Q1，放热量Q2以及热效率ηt。

9. 压气机采用什么压缩过程最为经济为了达到这一目的应该采取什么措施10.湿空气中的水蒸气处于状态A。

试在p-v图及T－s图上标出该湿空气的露点t d及等达到的饱和点S。

二、计算题（每题15分,共60分）1.初态为4×105Pa，250℃的空气绝热流过一个喷管。

已知背压为1×105Pa，质量流量为4kg/s，喷管效率为。

试求：(1)喷管的类型；(2)出口流速;(3)喷管出口截面积。

(空气Cp= 1004 J／, Rg＝ kJ/, K=，临界压比νcr=空气由P1＝1×105Pa，T1＝400K定温压缩到终态，P2=10×105Pa，过程中气缸壁和T0＝300K的环境换热。

在下述两种情况下，计算气体的熵变、环境的熵变、气体和环境组成的系统的总熵变化以及作功能力损失：⑴、气体经历了一个可逆等温压缩过程；⑵、气体经历了一个不可逆等温压缩过程，该过程中实际消耗的功比可逆等温压缩的耗功多25％。

（已知空气的Rg＝ kJ/）。

3.有人声称设计了一整套热设备，可将65℃的热水的20％变成100℃的高温水，其余80％的热水由于将热量传给温度为15℃的大气，最终水温也降到15℃。

你认为这种方案在热力学原理上能不能实现为什么若能实现，那么65℃热水变成100℃的高温水的极限比率为多少（水的Cp=）4.某氨蒸汽压缩制冷系统，已知进压缩机时为饱和干蒸汽，其焓值h1=1570KJ/kg，经绝热压缩后h2=1725kJ/kg，经冷凝器放热为饱和液体，其焓值h3=450kJ/kg，制冷量为×105kJ/h。

试求:（1）.氨的循环流量,（2）.制冷系数,（3）.冷却水流量（已知冷却水经氨冷凝器后温度升高10℃，水的定压比热C P=）（4）.将过程表示在lgp-h图。

《工程热力学》模拟试卷四一、问答题（每题 4分，共40分）1.∫PdV 和-∫VdP 各表示什么功量若系统的过程方程式为PV n=C,则上述两者之间存在什么定量关系2.亚音速空气流流过渐缩喷管，如果初压、背压和喷管尺寸均无变化，只是提高了初温，试问喷管出口的气流速度有无变化为什么3.水蒸气的定温过程中，加入的热量是否等于膨胀功而定容过程中的加热量是否等于其热力学能的增量为什么4.图示由三直线构成的循环需几个恒温热源试与同温限下的卡诺循环热效率作比较.。