北科大工程热力学作业非热力专业

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工程热力学习题集(含答案)

工程热力学习题集(含答案)
2
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

T/K =

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

大学2021年专业必修课《工程热力学》考试试卷及答案

大学2021年专业必修课《工程热力学》考试试卷及答案

大学2021年专业必修课《工程热力学》考试试卷L 姓名、学号、系、专业、年级、班级必须写在密封线内指定位置。

2.答案必须用蓝、黑色钢笔或圆珠笔写在试卷上,字迹要清晰,卷面要整洁,写在草稿纸 上的一1分,共10分) I 、系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件卜.(不考虑外力场作用),宏观热力性质不随时间而变 化的状态。

2、M = dw+3卬及的= Gd7 + /xk 二式均可适用「任何工质、任何过程。

3、不管过程是否可逆,开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焰差。

4、混合气体中容积成份较大的组分,那么其摩尔成分也较大。

5、孤立系统的燃与能量都是守恒的。

6、不可逆绝热稳态流动系统中,系统的炳的变化47、任何不可逆过程工质的端总是熠加的,而任何可逆过程工质的端总是不变的。

8、绝热节流前后其焙不变,所以温度也不变。

9、未饱和湿空气的干球温度大于湿球温度,湿球温度大于露点温度。

4分,共20分)I 、闭口系2、定容比热共4页,第I 页3、端产4、饱和水5、相对湿度三、简答题(共5题,每题6分,共30分)•• ( ) ( )( )( )( )( )( )( )( )( )?有何联系?2、理想气体状态方程有哪些常见形式?方程中的常数项与物件是否有关?3、将理想气体卡诺循环在p-y图和,s图上表示出来,并写出其热效率的表达式。

4、写出三种热力学第二定律的数学表达式,并说明适用的对象。

5、在几种压缩过程中(绝热、定温、多变),试分析哪一种过程消耗的功最少?共4页,第2页得分阅卷人四、分析作图题(共2题,每题10分,共20分)1、循环A (1-2-3)和循环B的图如下,其中1一2、1,一2,过程为定容过程,1-3, 1,-3过程为定压过程,2—3过程为定温过程,2,一3过程为定熄过程,两循环的循环净功相等,即WA=HB°在/一5图上画出A、B循环,比拟其热效率的大小并简述理由。

2、在7-S图上表示出可逆绝热过程的技术功,并说明理由。

工程热力学课后作业答案(第十一章)第五版 .

工程热力学课后作业答案(第十一章)第五版 .

11-1空气压缩致冷装置致冷系数为2.5,致冷量为84600kJ/h ,压缩机吸入空气的压力为0.1MPa ,温度为-10℃,空气进入膨胀机的温度为20℃,试求:压缩机出口压力;致冷剂的质量流量;压缩机的功率;循环的净功率。

解:压缩机出口压力1)12(1/)1(-=-k k p p ε 故:))1/(()11(12-+=k k p p ε=0.325 MPa 2134p p p p = T3=20+273=293K k k p p T T /)1()34(34-==209K 致冷量:)41(2T T c q p -==1.01×(263-209)=54.5kJ/kg 致冷剂的质量流量==2q Q m 0.43kg/s k k p p T T /)1()12(12-==368K 压缩功:w1=c p (T2-T1)=106 kJ/kg压缩功率:P1=mw1=45.6kW膨胀功:w2= c p (T3-T4)=84.8 kJ/kg膨胀功率:P2=mw2=36.5kW循环的净功率:P=P1-P2=9.1 KW11-2空气压缩致冷装置,吸入的空气p1=0.1MPa ,t1=27℃,绝热压缩到p2=0.4MPa ,经冷却后温度降为32℃,试计算:每千克空气的致冷量;致冷机消耗的净功;致冷系数。

解:已知T3=32+273=305Kk k p p T T /)1()12(12-==446K k k p p T T /)1()34(34-==205K 致冷量:)41(2T T c q p -==1.01×(300-205)=96kJ/kg致冷机消耗的净功: W=c p (T2-T1)-c p (T3-T4)=46.5kJ/kg 致冷系数:==wq 2ε 2.06 11-3蒸气压缩致冷循环,采用氟利昂R134a 作为工质,压缩机进口状态为干饱和蒸气,蒸发温度为-20℃,冷凝器出口为饱和液体,冷凝温度为40℃,致冷工质定熵压缩终了时焓值为430kJ/kg ,致冷剂质量流量为100kg/h 。

《工程热力学》期末考试卷及答案

《工程热力学》期末考试卷及答案

昆明理工大学2012年《工程热力学》期末考试卷及答案考试科目:工程热力学 任课教师:包桂蓉一、填空题(本大题有9小题,每小题2分,共18分)1、相互接触的物体,若他们处于热平衡,则他们的___温度 __必相等。

2、 已知湿蒸汽的干度为0。

2,其中干饱和蒸汽的质量为6 kg ,则饱和液体的质量为 24 kg 。

3、工质绝对压力p与大气压力pb及表压力pe或真空度pv的关系:当p >pb时,p p p eb+=;当p 〈pb时,p p p vb-=。

4、用实际气体在两个恒温热源T 1和T2进行一卡诺循环,则其热效率ηt=121T T T - . 5、在相同温度的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆循环,其热效率都 相等 ,与可逆循环的种类 无关 . 6、空气的比定容热容c v 为718)(K kg J⋅,气体常数为287)(K kg J ⋅;其比定压热容c p = 1005)(K kg J ⋅ 。

7、孤立系统是热力系统与外界无任何 能量 和__物质__交换的系统。

8、熵增加的过程 不一定 (填一定或不一定)是不可逆过程。

9、抽气回热循环改善了朗肯循环,其根本原因在于 水蒸汽的平均吸热温度提高了//提高了循环热效率 。

二、名词解释(本大题有4小题,每小题3分,共12分)1、过热蒸汽:温度高于所处压力对应的饱和温度的蒸汽称为过热水蒸气。

// 对饱和蒸汽继续定压加热形成过热蒸汽。

2、闭口系统:热力系与外界无物质交换的系统。

// 与外界只有能量交换而无物质交换。

3、系统储存能:是指热力学能、宏观动能、和重力位能的总和.// 系统中的热力学能、动能和势能。

4、热力学第二定律的克劳修斯表述:不可能把热从低温物体转移到高温物体而不引起其他变化。

// 热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体.三、简答题(本大题有4小题,每小题5分,共20分)1、热力循环按循环效果及进行方向可分为哪两类?其各自的目的是什么? 答:按循环进行的方向和产生的效果分:正向循环与逆向循环 正循环:将热能转化为机械能。

工程热力学作业

工程热力学作业

1-1 一立方形刚性容器,每边长1m ,将其中气体的压力抽至1000Pa ,问其真空度为多少毫米汞柱?容器每面受力多少牛顿?已知大气压力为0.1MPa 。

解:p = 1 000 Pa = 0.001 MPa真空度mmHg Pa MPa MPa MPa p p p b V 56.74299000099.0001.01.0===-=-= 容器每面受力F =p V A = 9 900 Pa×1m 2 =9.9×104 N1-2 试确定表压力为0.01 MPa 时U 形管压力计中液柱的高度差。

(1)U 形管中装水,其密度为1 000 kg/m 3;(2) U 形管中装酒精,其密度为789 kg/m 3。

解: 因为表压力可以表示为p g =ρgΔz ,所以有gp z gρ=∆既有(1)mm m s m m kg Pa g p z g72.101901972.1/80665.9/10001001.0236==⨯⨯=∆=水ρ(2) mm m sm m kg Pag p z g34.129729734.1/80665.9/7891001.0236==⨯⨯=∆=酒精ρ 1-7 从工程单位制热力性质查得,水蒸气在500℃、100at 时的比体积和比焓分别为v =0.03347m 3/kg 、h =806.6kcal/kg 。

在国际单位制中,这时水蒸气的压力和比热力学能各为多少?解: 水蒸气压力p =100at×9.80665×104Pa/at = 9.80665×106Pa=9.80665MPa 比热力学能u=h-pv=806.6kcal ×4.1868kJ/kcal)/kg-9806.65kPa ×0.03347m 3/kg = 3377.073kJ-328.228kJ =3048.845kJ2-1 冬季,工厂某车间要使室内维持一适宜温度。

2004年北京科技大学471工程热力学考研真题【圣才出品】

2004年北京科技大学471工程热力学考研真题【圣才出品】

2004年北京科技大学471工程热力学考研真题
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工程热力学课后作业答案

工程热力学课后作业答案

p734-1 1kg 空气在可逆多变过程中吸热40kJ ,其容积增大为1102v v =,压力减少为8/12p p =,设比热为定值,求过程中内能旳变化、膨胀功、轴功以及焓和熵旳变化。

解:热力系是1kg 空气过程特性:多变过程)10/1ln()8/1ln()2/1ln()1/2ln(==v v p p n =0.9由于T c q n ∆=内能变化为R c v 25==717.5)/(K kg J •v p c R c 5727===1004.5)/(K kg J •=n c ==--v v c n kn c 51=3587.5)/(K kg J •n v v c qc T c u /=∆=∆=8×103J膨胀功:u q w ∆-==32 ×103J轴功:==nw w s 28.8 ×103J焓变:u k T c h p ∆=∆=∆=1.4×8=11.2 ×103J熵变:12ln 12lnp p c v v c s v p +=∆=0.82×103)/(K kg J •4-2 有1kg 空气、初始状态为MPa p 5.01=,1501=t ℃,进行下列过程:(1)可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=;(2)不可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=,K T 3002=;(3)可逆等温膨胀到MPa p 1.02=;(4)可逆多变膨胀到MPa p 1.02=,多变指数2=n ;试求上述各过程中旳膨胀功及熵旳变化,并将各过程旳相对位置画在同一张v p -图和s T -图上解:热力系1kg 空气(1) 膨胀功:])12(1[111k k p p k RT w ---==111.9×103J熵变为0(2))21(T T c u w v -=∆-==88.3×103J12ln 12ln p p R T T c s p -=∆=116.8)/(K kg J •(3)21ln1p p RT w ==195.4×103)/(K kg J • 21ln p p R s =∆=0.462×103)/(K kg J • (4)])12(1[111n n p p n RT w ---==67.1×103J n n p p T T 1)12(12-==189.2K 12ln 12ln p p R T T c s p -=∆=-346.4)/(K kg J •4-3 具有1kmol 空气旳闭口系统,其初始容积为1m 3,终态容积为10 m 3,当时态和终态温度均100℃时,试计算该闭口系统对外所作旳功及熵旳变化。

工程热力学课后作业答案第五版(全)

工程热力学课后作业答案第五版(全)

2-2.已知2N 的M =28,求(1)2N 的气体常数;(2)标准状态下2N 的比容和密度;(3)MPa p 1.0=,500=t ℃时的摩尔容积Mv 。

解:(1)2N 的气体常数2883140==M R R =296.9)/(K kg J ∙ (2)标准状态下2N 的比容和密度1013252739.296⨯==p RT v =0.8kg m /3v1=ρ=1.253/m kg (3)MPa p 1.0=,500=t ℃时的摩尔容积MvMv =pT R 0=64.27kmol m/32-3.把CO 2压送到容积3m 3的储气罐里,起始表压力301=g p kPa ,终了表压力3.02=g p Mpa ,温度由t1=45℃增加到t2=70℃。

试求被压入的CO 2的质量。

当地大气压B =101.325 kPa 。

解:热力系:储气罐。

应用理想气体状态方程。

压送前储气罐中CO 2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO 2的质量2222RT v p m =根据题意容积体积不变;R =188.9B p p g +=11 (1) B p p g +=22(2)27311+=t T (3) 27322+=t T(4)压入的CO 2的质量)1122(21T p T p R v m m m -=-= (5)将(1)、(2)、(3)、(4)代入(5)式得m=12.02kg2-5当外界为标准状态时,一鼓风机每小时可送300 m 3的空气,如外界的温度增高到27℃,大气压降低到99.3kPa ,而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3,问鼓风机送风量的质量改变多少? 解:同上题1000)273325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=-=T p T p R v m m m =41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa 的空气3 m 3,充入容积8.5 m 3的储气罐内。

21年1月考试《工程热力学X》考核作业

21年1月考试《工程热力学X》考核作业

东北大学继续教育学院工程热力学X试卷(作业考核线上2) A 卷(共 2 页)总分题号一二三四五六七八九十得分一.判断题(每题2分,共30分)下列各题中,你认为正确的请在括号内划(),不正确或不全面的请在括号内划()。

1.在确定的两态之间,理想气体的熵差计算公式为s= c p ln 12T T –Rln12v v(× )2.使系统熵增大的过程一定是不可逆过程。

( × )3.可逆循环的热效率不可能等于1。

( √ )4.制冷系数有可能大于1。

( √ )5.卡诺循环的热效率总比任意实际循环的热效率要高。

(√ )6.在临界点上,饱和液体的焓一定等于饱和蒸汽的焓。

( ×)7.水的温度为t ,若其压力大于t 对应的饱和压力,则该状态的水一定处于未饱和液体状态。

( × )8.p–t图上可以表示出的三相变化,所以称为相图。

(√)9.一热力系经历一个不可逆过程,其熵有可能减少。

(√)10.等容过程加热量的计算式可以适用于任意气体。

(×)11.对于喷管来说,其背压降得愈低,则其出口流量将愈大。

(×)12.不可逆过程中,工质的熵减少了,则工质的焓也必减少。

(√)13.不可逆过程就是不能反方向进行的过程。

(×)14不可逆过程的前后状态参数变化无法计算。

(×)15.绝热过程一定是定熵过程。

(×)二.选择题(每题4分,共20分)1.一个气球在阳光下被晒热,里面的空气进行的经历吸热、压力升高和膨胀的过程,其过程指数为(③)①1<n<k;②0<n<1;③-∞<n<0;④k<n<∞2.压气机按(③)过程压缩空气耗功少。

①绝热过程;②定压过程;③定温过程;④多变过程3.下面各式中,(①)是闭口系统普遍适用的热力学第一定律数学表达式的微分形式。

①dq=du+dw;②dq=du+pdv;③dq=cvdT+pdv;④dq=dh-vdp4.下列参数中(④)不是状态参数。

工程热力学-第三章作业答案

工程热力学-第三章作业答案

p1 = 2068.4kPa,V1 = 0.03m3
T1
=
p1V1 mR
=
2068.4×103 × 0.03 1× 287
= 216.2K
由题意,可知:
p2 = p1 = 2068.4kPa,T2 = 2T1 = 2× 216.2 = 432.4K
根据理想气体状态方程,可得:
V2 = T2 = 2 V1 T1
第三章作业答案
3-1 解: (1)取礼堂中的空气为热力系统,此时为闭口系 根据闭口系统能量方程
Q = ΔU +W
因为没有作功故 W=0;热量来源于人体散热;热力学能的增加等于人体散热。
ΔU = Q = 2000× 400× 20 = 2.67 ×105 KJ 60
(2)取礼堂中的空气和人为热力系统,此时为闭口绝热系 根据闭口系统能量方程
3-10
解:
(1)设风机的出口温度为 tout ,取风机为控制体,属稳定流动开口系统 由稳定流动系统能量方程:
Q
=
ΔH
+
1 2
mΔc2
+
mgΔz
+ Ws
忽略风机动能、位能的变化,可得:
Q = ΔH +Ws
由题意,可知: Q = 0,Ws = −1kW

即 m cp (tout − t1) −1000 = 0
系统储存能增量: uδ m
可得: dU = hinδ min − δWg
积分得: (m2u2 − m1u1) + Wg = minhin
因容器开始时为真空,则有 m1 = 0;u1 = 0; min = m2 可知: m2u2 + Wg = m2hin KK(1) Wg = pAL = p2V2 = m2RT2 KK(2)

高等工程热力学作业

高等工程热力学作业

高等工程热力学考试题1、 请扼要说明准静态过程与可逆过程的区别。

(8分)答:探讨准静态过程与可逆过程的区别,首先要分析不可逆损失。

不可逆损失就其产生的原因来说,可从与系统状态有关的非平衡损失和与物性有关的耗散损失两方面考核。

非平衡损失是由系统的非平衡态引起的,其中包括力的、热的、化学的三种非平衡损失。

耗散损失是因为机械摩擦阻力、流体的粘性阻力以及电阻、磁阻等的作用而产生的不可逆损失。

可逆过程是没有不可逆损失的过程。

准静态过程是指无非平衡损失的过程。

因此,二者的主要区别就是在于有无耗散损失。

2 、医用氧气袋中空时呈扁平状态,内部容积为零,接在压力为14MPa 、温度为17°的钢质氧气瓶上充气。

充气后氧气袋隆起,体积为0.008立方米,压力为0.15MPa 。

由于充气过程过快,氧气袋大气换热可以忽略不计,同时因充入氧气袋内气体质量与钢瓶气体内质量相比甚少,故可以认为钢瓶内氧气参数不变。

求充入氧气袋中氧气的质量?(8分)答:据能量方程i f out f cv W m gz c h m gz c h dE Q δδδδ+++-+++=122)21()21(据题意0=Q δ0=out m δ dU dE cv = 忽略gz c f和22则 0W i =+-δδin in m h dU dV p W o i =δ 且氧气袋内氧气质量即充入氧气的质量,∴积分后0)(21222=-+-V V p m h u m o in02222=+-V p m h u m o in (a ) ,又2222T R V p m g =(b ) 据题意 p 2=0.15MPa V 2=0.008m 3 R g =260 J/(kg.K)u 2=0.657T 2 kJ/kg h in =0.917T in kJ/kg 代入(a )(b )解得T 2=313.20 K m 2=0.0147 kg3、容积为V 的真空罐出现微小漏气,设漏气前罐内压力为零,而漏入空气的流量与p 0-p 成正比(p 0为大气压力),比例常数为а,由于漏气进程十分缓慢,可以认为罐内、外温度始终维持T 0(大气温度)不变。

工程热力学课后作业答案(第八章)第五版

工程热力学课后作业答案(第八章)第五版

8-1 温度=t 20℃,压力=p 0.1MPa ,相对湿度=j 70%的湿空气2.5m 3。

求该湿空气的含湿量、水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量、湿空气气体常数。

如该湿空气在压力不变的情况下,被冷却为10℃的饱和空气,求析出的水量。

解:(1)水蒸气分压力:根据=t 20℃,查水蒸气表得对应的饱和压力为0023368.0=s p MPa =´==0023368.07.0s v p p j 0.00163576 MPa 含湿量:s s v vp B p p B p d j j -=-=622622=10.34)(/a kg g 露点:查水蒸气表,当=vp 0.00163576 MPa 时,饱和温度即露点=t 14.35℃0381=v kg m /3水蒸气密度:01234.01==vr 3/m kg 干空气质量:=´´-==2932875.2)76.163510(5TR V p m a a a 2.92㎏求湿空气质量=+=)001.01(d m m a 2.95㎏湿空气气体常数:=-=510378.01287vp R 288.8)/(K kg J ·查在=t 10℃,查水蒸气表得对应的饱和压力为=s p 1.228 kPa sv p p =含湿量:vv p B p d -=6222=7.73)(/a kg g 析出水量:)2(d d m m aw -==7.62g 8-2 温度=t 25℃,压力=p 0.1MPa ,相对湿度=j 50%的湿空气10000kg 。

求该湿空气的露点、绝对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿空气容积。

解:水蒸气分压力:根据=t 25℃,查水蒸气表得对应的饱和压力为=sp 3.169kPa ==svp p j 0.5×3.169=1.58kPa 露点:查水蒸气表,当=v p 1.58kPa 时,饱和温度即露点时,饱和温度即露点=t13.8℃ =t 25℃,''s v =43.36kg m /3绝对湿度:''/s s v v j jr r ===0.01153/m kg 含湿量:ss v v p B p p B p d j j -=-=622622=9.985)(/a kg g 湿空气密度:)985.9001606.01(10298287)001606.01(5´+´=+=d p T R v a =0.867kg m /3=+=v d001.01r 1.163/m kg 干空气密度:===v v a a 11r 1.153/m kg 湿空气容积:=+==v dm v m V a 001.018600 m 38-3查表题查表题 8-4 压力B 为101325Pa 的湿空气,在温度t 1=5℃,相对湿度j 1=60%的状态下进入加热器,在t 2=20℃离开加热器。

《工程热力学》(第四版)习题提示及答案05章习题提示与答案

《工程热力学》(第四版)习题提示及答案05章习题提示与答案

习题提示与答案 第五章 热力学第二定律5-1 蒸汽机中所用新蒸汽的温度为227 ℃,排出乏汽的温度为100 ℃,如按卡诺循环计算,试求其热效率。

提示:新蒸汽与乏汽的温度分别看做卡诺循环的高、低温热源温度。

答案: 254.0t =η。

5-2 海水表面温度为10 ℃,而深处的温度为4 ℃。

若设计一热机利用海水的表面和深处作为高温热源及低温热源并按卡诺循环工作,试求该热机的热效率。

提示:略。

答案: 2021.0t =η。

5-3 一卡诺热机的热效率为40%,若它从高温热源吸热4 000 kJ/h ,而向25 ℃的低温热源放热,试求高温热源的温度及热机的功率。

提示:略。

答案: 4971r =T K ,44.0=P kW 。

5-4 某内燃机每作出1 kW 错误!未找到引用源。

h 的功需消耗汽油514.8 g 。

已知每千克汽油燃烧时可放出41 868 kJ 的热量,试求该内燃机的实际热效率。

提示:热机的吸热量等于燃料的放热量。

答案:167.0t =η。

5-5 有报告宣称某热机自160 ℃的热源吸热,向5 ℃的低温环境放热,而在吸热1 000 kJ/h 时可发出功率0.12 kW 。

试分析该报告的正确性。

提示:热机热效率不可能大于在相同温度范围内工作的卡诺热机的热效率。

答案:报告不正确,不可能实现。

5-6有A、B两个卡诺热机,A从温度为700 ℃的热源吸热,向温度为t的热源放热。

B则从温度为t的热源取得A排出的热量并向温度为100 ℃的热源放热。

试求:当两热机的循环净功相同或两热机的热效率相同时温度t的数值。

提示:卡诺循环热效率121211TTQQtc-=-=η。

答案:两热机循环净功相同时='t400℃,两热机热效率相同时="t329.4℃。

5-7以氮气作为工质进行一个卡诺循环,其高温热源的温度为1 000 K、低温热源的温度为300 K;在定温压缩过程中,氮气的压力由0.1 MPa升高到0.4 MPa。

最新0714081.0724081工程热力学a卷答案

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☆ ☆ 密 封 线姓 名学 号 班 级内不要答题☆河南城建学院2009—2010学年第二学期期末考试(试)《工程热力学》试题(A卷)供建环、热动专业0714081/2、072408 1/2/3班使用2010年6月题号一二三四五总分得分阅卷人本套试卷共4 页一、填空题(每题2分,共20分)1.如果热力系处于_不平衡_状态,则不能在状态参数坐标图上表示。

2.当设备中工质的压力低于环境压力时,若测得真空Pv=0.08MPa,环境压力Pa=0.1MPa,则工质的绝对压力P= 0.02 MPa。

3.在国际单位制中压强的单位是Pa。

4.根据稳定流动能量方程,动力机的能量方程可简化为s12w h h=-。

5.将相同质量的氢气和氧气分别储存到同样大小的容器内,若二个容器内气体的温度相等,则两者压力的大小为22H OP Pf。

6. 在研究可压缩流体时,引进马赫数这个无因次量,其表达公式为cMa=7.在混合气体的计算中,质量分数与摩尔分数之间需要换算,换算的依据是质量、摩尔数和分子量之间的关系。

8.设有一卡诺机工作于600℃和30℃热源之间,卡诺机在循环工作中从高温热源吸热1000kJ,则向低温热源的放热为950kJ 。

9.水蒸汽定压加热过程水吸热生成过热蒸汽必需经历五种状态变化,即未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽及过热蒸汽状态。

10. 1.假设工质在一可逆过程中体积由0.1 m3增加到0.3 m3,压力随体积的变化为p=0.24-0.4V (式中p的单位为MPa,V的单位为m3),工质在该过程所做的膨胀功W=32kJ。

二、判断题(每题1分,共10分)1。

在亚音速状态下的气体,经过渐缩喷管不能获得超音速气流(对)。

2 绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增(对)。

3稳定状态不一定是平衡状态(对)4 平衡状态是指在没有外界作用的条件下,热力系宏观性质不随时间变化的状态(对)。

5 通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数(错)。

大学专业试卷(附答案)《工程热力学与传热学》试卷A卷

大学专业试卷(附答案)《工程热力学与传热学》试卷A卷

《工程热力学与传热学》试卷A卷适用专业:考试日期:考试时间:120分钟考试形式:闭卷试卷总分:100分一、填空题(20分,每空2分)1、能源按照其有无加工、转换,可分成一次能源和()能源两类,而一次能源又可根据它是否可以再生进一步可以划分为()能源和非再生能源两类。

2、根据研究问题的需要人们划分一定的范围作为热力学研究对象我们称该研究对象为(),这个对象以外的部分我们称为()。

3. 对流换热根据其产生的原因不同,可分为()和()。

4. 稳定流动系统的热力学第一定律表达式为()5. 某卡诺热机工作在1000K和100K两热源范围内,则这种热机的工作效率为()%,这种热机反向工作成为一种制冷机其制冷系数为()%。

6、闭口系统的熵变可分为两部分,即熵流和()。

二、单项选择题(30分,每题2分)1、下列物理量是强度性质的有()。

A. 温度TB. 内能UC. 焓HD.体积V2、可逆过程表示:( )A 无摩擦 B准平衡 C无摩擦,准平衡 D有摩擦,准平衡3、热力过程中Wt=W,该过程为:()A 定温B 定压 C定容 D定熵4、在定容过程中,在T-S图上过呈现的斜率为:()A C p/TBC v/T C T/C pD T/C v5、已知氮气可作为理想气体,压力较高的常温氮气绝热节流后,其温度:()A、升高;B、降低;C、不变;D 、(A),(B),(C)都有可能6、绝热过程的状态方程式适用于:()A、理想气体绝热过程;B、理想气体可逆绝热过程;C、理想气体定比热可逆绝热过程;D、任意气体定比热可逆绝热过程7、下列说法错误的是()A.热量不能由低温物体传向高温物体B.理想气体分子无体积C.可逆过程一定是平衡过程D、热量是热力学系统和外界之间只有当温度不同时才能发生传递8、对导热下列说法正确的是()A、温度差越大导热量就越大B、导热系数越大导热量越小C、导热距离越大导热热阻越小D、温度梯度越大热流密度就越大9、不可逆过程⎰∆T Qδ= ()A >0B =0 C<0 D≤010、有人将热力学第二定律表述成下列方式,其中()是正确的.A、永动机不可能实现;B、从单一热源取热并使之全部转化成为功而不造成其他变化的热机可能被制造出来C、热机制冷系数可能达到100%D、热机供热系数可能达到100%11、经下列过程,热力学体系的内能无变化的有()。

工程热力学课后作业答案(第七章)第

工程热力学课后作业答案(第七章)第
放出的热量:
q=m(h``120-hx-vx(p2-p1))=817 kJ
7-9有一刚性容器,用一薄板将它分隔为
A、B两部分。在A中盛有1kg、压力pA=0.5 MPa的干饱和蒸汽,B中盛有2kg pB=1 MPa,x=0.80的湿蒸汽。当隔板抽去后,经过一段时间容器中的压力稳定在p3=0.7MPa。求
容积:
V=mv``=0.44601 m3
t=80℃的饱和蒸汽参数
v`=0. m3/kgv``=3.4104m3/kg
h``=2643.8kJ/kgh`=334.92 kJ/kg p2=0.047359MPa
比容:
=0.89202 m3/kg
干度:
=0.26
焓:
hx=xh``+(1-x)h`=935.2kJ/kg
p=1 MPa、x=0.95的比容
查表饱和参数v``=0.1943m3/kgv`=0.m3/kg
0.18464 m3/kg
蒸汽体积流量:
=0.077m3/s
输汽管的半径最小为=0.0313m
内径:0.0626m
7-7某空调系统采用p=0.3MPa、x=0.94的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小时4000标准m3,空气通过暖风机(从0℃)被加热到120℃。
求:
(1)可逆绝热膨胀时蒸汽的终参数及汽轮机所作的功;
(2)若蒸汽在汽轮机中为不可逆绝热膨胀,引起的熵产为0.25kJ/(kg.K),则汽轮机作的功将为多少?
解:
查表p1=3MPa,t1=450℃的参数
h1=3344kJ/kg s1=7.083 kJ/(kg.K)
则绝热膨胀到p2=5kPa,s2=7.083 kJ/(kg.K)
h3=2680kJ/kg v3=1.706 m3/kg(u3=2509 kJ/kg)
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《工程热力学》作业参考答案
第一章热力学绪论
1.锅炉烟道中的烟气压力常用上部开口的斜管测量,如图所
示。

若已知斜管倾角α=30°,压力计中
使用ρ=0.8g/cm3的煤油,斜管中液柱长
度L=200mm,当地大气压力
Pb=0.1MPa,求烟气的绝对压力(用MPa
表示)。

解:
2.某容器被一刚性壁分为两部分,在容器的不同部位安装有压
力表,如图1-9所示。

压力表B上的读数为75kPa,压力表C上的读数为0.11MPa。

如果大气压力为97kPa,试确定压力表A上的读数,及容器两部分内气体的绝对压力。

3.把CO2压送到体积为3m3的贮气罐里,气罐内起始表压力
p e1=30kPa,终了时表压力p e2=0.3MPa,温度由t1=45°C增加到t2=70°C。

试求被压入的CO2的质量。

当时当地的大气压p b=0.1MPa。

解:
第二章热力学第一定律
1.0.5kg的气体,在气缸活塞机构中由初态p1 = 0.7MPa、V1 = 0.02m3,准静膨胀到V2 = 0.04m3。

试确定在下列各过程中气体完成的功量及比功量:(1)定压过程;(2)pV2=常数。

解:
2.为了确定高压下稠密气体的性质,取2kg气体在25MPa下从350K定压加热到370K,气体初终状态下的容积分别为0.03m3及0.035m3,加入气体的热量为700kJ,试确定初终状态下的热力学能之差。

解:
3.气体在某一过程中吸入热量12kcal,同时热力学能增加了20kcal,问此过程是膨胀过程还是压缩过程?对外交换的功量为多少?
解:
4.流速为500m/s的高速空气流,突然受阻后停止流动。

如滞止过程进行迅速,以致气流在受阻过程中与外界的热交换可以忽略不计。

问在滞止过程中空气的焓变化了多少?
解:
第三章热力学第二定律
1.某冷冻室维持温度为-40℃,冷冻机在工作过程中从冷冻室取出 1.25kw热量输出给温度为27℃的环境。

试确定:冷冻机的最大COP;最小的理论输入功量。

2.某房屋用热泵加热,室内维持温度为20℃。

某日,外界温度下降到-2℃,已知此时屋子对外的散热率为80000kJ/h,热泵的COP为 2.5,试确定:热泵所消耗的功率;热泵由外界冷空气中的吸热率;若用电阻加热器,则耗功率增加多少倍?
3.将10kg、50℃的水与60kg、90℃的水在绝热容器中混合,求混合后体系的熵增。

比的比热容为
4.19kJ/(kg.K)
4.绝热刚性容器分为两半,一半盛有5kmol空气,其压力为400kpa,温度为50℃;另一半为真空。

若将隔板抽去使气体充满整个容器,求:过程中空气熵的变化;若环境温度为20℃,求有效能损失。

空气的气体常数是0.287 kJ/(kg.K)
第五章气体的热力性质
1.空气压缩机每分钟自大气吸取温度为15℃、压力0.1MPa 的空气0.3m³,压缩机充入体积为2m³的储气罐内。

设开始时,罐内空气温度和压力也为15℃和0.1MPa,求要多久压气机可将罐内的压力提高到1.4MPa。

设充气后罐内空气温度为60℃。

2.将1㎏的氮气由30℃加热到400℃,试用定值比热容计算热力学能和焓的变化量。

如果加热过程中未完成技术功,问加入的热量为多少?如果过程中未完成膨胀功,加入的热量又为多少?
3.1㎏空气由p1=0.7MPa、t1=850℃绝热膨胀到t2=400℃,试按理想气体性质计算其热力学能和焓的变化量,以及完成的技术功。

如过程是定熵的,求膨胀终点压力p2(用定值比热容计算)。

第六章蒸气的热力性质
1.在制冷剂R134a的压焓图上查出:
1)点p=0.5MPa,T=360K的比容v,比焓h和比熵s。

2)点p=0.5MPa,h=300kJ/kg的温度T, 比容v, 干度x和比熵
s.
2.汽轮机的乏汽在真空度为0.094MPa、干度x=0.90的状态下进入冷凝器,被定压凝结为饱和水,计算乏汽凝结为水时体积缩小的倍数,并求每千克乏汽在冷凝器中放出的热量。

(查图题,答案略)
第七章 蒸汽动力循环
无作业,学习课件例题。

第八章 制冷循环
1. 空气压缩制冷,冷藏室温度为-10℃,冷却水温度为20℃,空气进入冷却器的温度为143℃。

设比热cp=1.004kJ/(kg.K),比热比k=1.4,求:
1)空气进入冷藏室的温度;
2)每千克空气由冷藏室吸取的热量;
3)循环消耗的净功;
4)循环的制冷系数。

p
v
3
21
4
《传热学》作业参考答案
第一章导热
1.一钢筋混凝土空斗墙,钢筋混凝土的导热
系数λ=1.53W/(m·K),空气层的当量导热系数
λ=0.025W/(m·K)。

试求该空斗墙单位面积的
导热热阻。

2.蒸汽管道的内、外直径分别为160mm和170mm,管壁导热系数λ=58 W/(m·K),管外覆盖两层保温材料:第一层厚度δ2=30mm,导热系数λ2=0.093 W/(m·K);第二层δ3=40mm,导热系数λ3=0.17 W/(m·K)。

蒸汽管的内表面温度tw1=300℃,保温层外表面温度tw4=50℃。

试求(1)各层热阻,并比较其大小,(2)每米长蒸汽管的热损失,(3)各层之间的接触面温度tw2和tw3。

第二章对流换热
1.水在热交换器管内被加热,管内径14mm,管长
2.5m,壁温保持为110℃,求水在进口温度为60℃,出口温度为90度及流速u=1.3m/s时的对流换热系数和单位长度上的换热量。

2.空气在管内以1.27m/s速度流动,平均温度tf=38.5℃。

管壁温度tw=57.9℃,管内径d=22mm,长l=2.5m,试求空气的对流传热系数。

第三章辐射换热
1.两块平行放置的平板,表面发射率均为0.8,温度分别为t1=527℃,t2=27℃,板间距远小于板的宽度与高度。

试计算(1)板1的本身辐射;(2)对板1的投入辐射;(3)板1的有效辐射;(4)板2的有效辐射;(5)板1、2间的辐射换热量。

2.一外径为100mm的钢管横穿过室温为27℃的大房间,管外壁温度为100℃,表面发射率为0.85。

试确定单位管长的辐射散热损失。

第四章传热
1.比较逆流与顺流时的对数平均温差,已知热流体由300℃冷却到150℃,而冷流体由50℃被加热至100℃。

2.一管壳式蒸汽-空气加热器,空气在管内,要求将空气由15℃加热到50℃,空气体积流量为V0=5m3/s,蒸汽为2×105Pa 绝对压强的干饱和水蒸气,饱和温度为120.2℃,凝结水为饱和水,已知传热系数k=75W/(m2•K),空气的定压比热cp=1005J/(kg. ℃),求加热器所需面积。

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