工程热力学试题
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求此过程的熵产。（10分）
图2
3、某活塞式内燃机定容加热理想循环（图2循环1-2-3-4-1），压缩比ε =8，压缩 冲程的起点状态是t1=55℃ 、p1=100kPa。加热过程中气体吸热600kJ/kg。假定比热容 为定值，且cp =1.004kJ/（kg·K），κ =1.4，求：（1）循环中各点的温度、压力和循 环热效率；（2）若循环压缩过程和膨胀过程均不可逆，两过程的熵产分别为 0.1kJ/(kg·K)和0.12 kJ/(kg·K)，求工质经循环后的熵变； （3） 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）
度为300 K，循环的热效率。现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率与原循环 热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （10分）
3、“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）
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=287； =1005。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℃，，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()；（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）。
15 0.0017053 0.00100094 77.910 62.96 2528.07 2465.1 0.2248 25 0.0031687 0.00100302 43.362 104.77 2546.29 2441.5 0.3670 35 0.0056263 0.00100605 25.222 146.59 2564.38 2417.8 0.5050 70 0.031178 0.00102276 5.0443 293.01 2626.10 2333.1 0.9550 100 0.101325 0.00104344 1.6736 419.06 2675.71 2256.6 1.3069 110 0.143243 0.00105156 1.2106 461.33 2691.26 2229.9 1.4186
0.001 6.9491 0.0010001 129.185 29.21 2513.29 2484.1 0.1056 8.9735 0.003 24.1142 0.0010028 45.666 101.07 2544.68 2443.6 0.3546 8.5758 0.004 28.9533 0.0010041 34.796 121.30 2553.46 2432.2 0.4221 8.4725 0.005 32.8793 0.0010053 28.191 137.72 2560.55 2422.8 0.4761 8.3830 0.01 45.7988 0.0010103 14.673 191.76 2583.72 2392.0 0.6490 8.1481 0.02 60.0650 0.0010172 7.6497 251.43 2608.90 2357.5 0.8320 7.9068 0.05 81.3388 0.0010299 3.2409 340.55 2645.31 2304.8 1.0912 7.5928 0.1 99.634 0.0010432 1.6943 417.52 2675.14 2257.6 1.3028 7.3589 0.2 120.240 0.0010605 0.88585 504.78 2706.53 2201.7 1.5303 7.1272 0.5 151.867 0.0010925 0.37486 640.35 2748.59 2108.2 1.8610 6.8214
2012工程热力学Ⅰ考题（A）
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）
图1
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
2012工程热力学Ⅰ考题（B）
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
热效率等于循环1-b-3-4-1的热效率，你是否同意他的说法，为什么？（10分）
图1
2、有一种热机，以空气为工质，循环的高温热源温度为1000 K，低温热源温度
4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为5.2，初终态温度分别为 27℃和230℃。若空气作理想气体，比热容取定值, 气体常数=287； =1005。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℃，，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 100000kJ/h。求：（1）水蒸气的流量()；（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5℃（7+8分）。
0.001 6.9491 0.0010001 129.185 29.21 2513.29 2484.1 0.1056 8.9735 0.003 24.1142 0.0010028 45.666 101.07 2544.68 2443.6 0.3546 8.5758 0.004 28.9533 0.0010041 34.796 121.30 2553.46 2432.2 0.4221 8.4725 0.005 32.8793 0.0010053 28.191 137.72 2560.55 2422.8 0.4761 8.3830 0.01 45.7988 0.0010103 14.673 191.76 2583.72 2392.0 0.6490 8.1481 0.02 60.0650 0.0010172 7.6497 251.43 2608.90 2357.5 0.8320 7.9068 0.05 81.3388 0.0010299 3.2409 340.55 2645.31 2304.8 1.0912 7.5928 0.1 99.634 0.0010432 1.6943 417.52 2675.14 2257.6 1.3028 7.3589 0.2 120.240 0.0010605 0.88585 504.78 2706.53 2201.7 1.5303 7.1272 0.5 151.867 0.0010925 0.37486 640.35 2748.59 2108.2 1.8610 6.8214
求此过程的熵产。（10分）
图2
3、某活塞式内燃机定容加热理想循环（图2循环1-2-3-4-1），压缩比ε =10，压 缩冲程的起点状态是t1=35℃ 、p1=100kPa。加热过程中气体吸热650kJ/kg。假定比热 容为定值，且cp =1.004kJ/（kg·K），κ =1.4，求：（1）循环中各点的温度、压力和 循环热效率；（2）若循环压缩过程和膨胀过程均不可逆，两过程的熵产分别为 0.1kJ/(kg·K)和0.12 kJ/(kg·K)，求工质经循环后的熵变； （3） 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）
为400 K，循环的热效率。现将循环工质改成含大量惰性气体的混合气体，则循环的 热效率与原循环热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （10分）
3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷Βιβλιοθήκη Baidu器中凝结释放出大量热量，有人提出改 善蒸汽动力循环经济性的主攻方向是减少乏汽在冷凝器中放热量。”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，，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。（10分）
2、某太阳能供暖的房屋用5×8×0.3m的大块混凝土板作为蓄热材料，该混凝 土的密度为2300kg/m3，比热容0.65kJ/(kg·K)。若混凝土板在晚上从23℃冷却到 18℃（室内温度），
2012工程热力学Ⅰ考题(A)参考题解
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？（5分）
图1 答题要点：无法判断。因过程3-a-1和1-b-3均为不可逆，所以无法比较两个 循环各自的q1和q2。
饱和水和饱和水蒸气表摘录
0 0.0006112 0.00100022 206.154 -0.05 2500.51 2500.6 -0.0002 0.01 0.0006117 0.00100018 206.012 0.00 2500.53 2500.5 0.0000
5 0.0008725 0.00100008 147.048 21.02 2509.71 2488.7 0.0763
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。现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率与原循环 热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （5分）
答题要点：，据卡诺定理相同高温热源和低温热源间可逆循环热效率相 同，与采用的工质性质无关。
3、“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150kPa、温
度20℃，喷嘴内径为0.002 m时，射出水流温度20℃，压力97kPa，流速1000m/s，已 知在150kPa、20℃时，，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。（10分）
2、某太阳能供暖的房屋用4×10×0.3m的大块混凝土板作为蓄热材料，该混 凝土的密度为2300kg/m3，比热容0.65kJ/(kg·K)。若混凝土板在晚上从25℃冷却 到17℃（室内温度），
饱和水和饱和水蒸气表摘录
0 0.0006112 0.00100022 206.154 -0.05 2500.51 2500.6 -0.0002 0.01 0.0006117 0.00100018 206.012 0.00 2500.53 2500.5 0.0000
5 0.0008725 0.00100008 147.048 21.02 2509.71 2488.7 0.0763 15 0.0017053 0.00100094 77.910 62.96 2528.07 2465.1 0.2248 25 0.0031687 0.00100302 43.362 104.77 2546.29 2441.5 0.3670 35 0.0056263 0.00100605 25.222 146.59 2564.38 2417.8 0.5050 70 0.031178 0.00102276 5.0443 293.01 2626.10 2333.1 0.9550 100 0.101325 0.00104344 1.6736 419.06 2675.71 2256.6 1.3069 110 0.143243 0.00105156 1.2106 461.33 2691.26 2229.9 1.4186
图2
3、某活塞式内燃机定容加热理想循环（图2循环1-2-3-4-1），压缩比ε =8，压缩 冲程的起点状态是t1=55℃ 、p1=100kPa。加热过程中气体吸热600kJ/kg。假定比热容 为定值，且cp =1.004kJ/（kg·K），κ =1.4，求：（1）循环中各点的温度、压力和循 环热效率；（2）若循环压缩过程和膨胀过程均不可逆，两过程的熵产分别为 0.1kJ/(kg·K)和0.12 kJ/(kg·K)，求工质经循环后的熵变； （3） 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）
度为300 K，循环的热效率。现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率与原循环 热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （10分）
3、“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）
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=287； =1005。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℃，，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()；（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）。
15 0.0017053 0.00100094 77.910 62.96 2528.07 2465.1 0.2248 25 0.0031687 0.00100302 43.362 104.77 2546.29 2441.5 0.3670 35 0.0056263 0.00100605 25.222 146.59 2564.38 2417.8 0.5050 70 0.031178 0.00102276 5.0443 293.01 2626.10 2333.1 0.9550 100 0.101325 0.00104344 1.6736 419.06 2675.71 2256.6 1.3069 110 0.143243 0.00105156 1.2106 461.33 2691.26 2229.9 1.4186
0.001 6.9491 0.0010001 129.185 29.21 2513.29 2484.1 0.1056 8.9735 0.003 24.1142 0.0010028 45.666 101.07 2544.68 2443.6 0.3546 8.5758 0.004 28.9533 0.0010041 34.796 121.30 2553.46 2432.2 0.4221 8.4725 0.005 32.8793 0.0010053 28.191 137.72 2560.55 2422.8 0.4761 8.3830 0.01 45.7988 0.0010103 14.673 191.76 2583.72 2392.0 0.6490 8.1481 0.02 60.0650 0.0010172 7.6497 251.43 2608.90 2357.5 0.8320 7.9068 0.05 81.3388 0.0010299 3.2409 340.55 2645.31 2304.8 1.0912 7.5928 0.1 99.634 0.0010432 1.6943 417.52 2675.14 2257.6 1.3028 7.3589 0.2 120.240 0.0010605 0.88585 504.78 2706.53 2201.7 1.5303 7.1272 0.5 151.867 0.0010925 0.37486 640.35 2748.59 2108.2 1.8610 6.8214
2012工程热力学Ⅰ考题（A）
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）
图1
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
2012工程热力学Ⅰ考题（B）
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
热效率等于循环1-b-3-4-1的热效率，你是否同意他的说法，为什么？（10分）
图1
2、有一种热机，以空气为工质，循环的高温热源温度为1000 K，低温热源温度
4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为5.2，初终态温度分别为 27℃和230℃。若空气作理想气体，比热容取定值, 气体常数=287； =1005。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℃，，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 100000kJ/h。求：（1）水蒸气的流量()；（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5℃（7+8分）。
0.001 6.9491 0.0010001 129.185 29.21 2513.29 2484.1 0.1056 8.9735 0.003 24.1142 0.0010028 45.666 101.07 2544.68 2443.6 0.3546 8.5758 0.004 28.9533 0.0010041 34.796 121.30 2553.46 2432.2 0.4221 8.4725 0.005 32.8793 0.0010053 28.191 137.72 2560.55 2422.8 0.4761 8.3830 0.01 45.7988 0.0010103 14.673 191.76 2583.72 2392.0 0.6490 8.1481 0.02 60.0650 0.0010172 7.6497 251.43 2608.90 2357.5 0.8320 7.9068 0.05 81.3388 0.0010299 3.2409 340.55 2645.31 2304.8 1.0912 7.5928 0.1 99.634 0.0010432 1.6943 417.52 2675.14 2257.6 1.3028 7.3589 0.2 120.240 0.0010605 0.88585 504.78 2706.53 2201.7 1.5303 7.1272 0.5 151.867 0.0010925 0.37486 640.35 2748.59 2108.2 1.8610 6.8214
求此过程的熵产。（10分）
图2
3、某活塞式内燃机定容加热理想循环（图2循环1-2-3-4-1），压缩比ε =10，压 缩冲程的起点状态是t1=35℃ 、p1=100kPa。加热过程中气体吸热650kJ/kg。假定比热 容为定值，且cp =1.004kJ/（kg·K），κ =1.4，求：（1）循环中各点的温度、压力和 循环热效率；（2）若循环压缩过程和膨胀过程均不可逆，两过程的熵产分别为 0.1kJ/(kg·K)和0.12 kJ/(kg·K)，求工质经循环后的熵变； （3） 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）
为400 K，循环的热效率。现将循环工质改成含大量惰性气体的混合气体，则循环的 热效率与原循环热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （10分）
3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷Βιβλιοθήκη Baidu器中凝结释放出大量热量，有人提出改 善蒸汽动力循环经济性的主攻方向是减少乏汽在冷凝器中放热量。”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，，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。（10分）
2、某太阳能供暖的房屋用5×8×0.3m的大块混凝土板作为蓄热材料，该混凝 土的密度为2300kg/m3，比热容0.65kJ/(kg·K)。若混凝土板在晚上从23℃冷却到 18℃（室内温度），
2012工程热力学Ⅰ考题(A)参考题解
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？（5分）
图1 答题要点：无法判断。因过程3-a-1和1-b-3均为不可逆，所以无法比较两个 循环各自的q1和q2。
饱和水和饱和水蒸气表摘录
0 0.0006112 0.00100022 206.154 -0.05 2500.51 2500.6 -0.0002 0.01 0.0006117 0.00100018 206.012 0.00 2500.53 2500.5 0.0000
5 0.0008725 0.00100008 147.048 21.02 2509.71 2488.7 0.0763
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。现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率与原循环 热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （5分）
答题要点：，据卡诺定理相同高温热源和低温热源间可逆循环热效率相 同，与采用的工质性质无关。
3、“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150kPa、温
度20℃，喷嘴内径为0.002 m时，射出水流温度20℃，压力97kPa，流速1000m/s，已 知在150kPa、20℃时，，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。（10分）
2、某太阳能供暖的房屋用4×10×0.3m的大块混凝土板作为蓄热材料，该混 凝土的密度为2300kg/m3，比热容0.65kJ/(kg·K)。若混凝土板在晚上从25℃冷却 到17℃（室内温度），
饱和水和饱和水蒸气表摘录
0 0.0006112 0.00100022 206.154 -0.05 2500.51 2500.6 -0.0002 0.01 0.0006117 0.00100018 206.012 0.00 2500.53 2500.5 0.0000
5 0.0008725 0.00100008 147.048 21.02 2509.71 2488.7 0.0763 15 0.0017053 0.00100094 77.910 62.96 2528.07 2465.1 0.2248 25 0.0031687 0.00100302 43.362 104.77 2546.29 2441.5 0.3670 35 0.0056263 0.00100605 25.222 146.59 2564.38 2417.8 0.5050 70 0.031178 0.00102276 5.0443 293.01 2626.10 2333.1 0.9550 100 0.101325 0.00104344 1.6736 419.06 2675.71 2256.6 1.3069 110 0.143243 0.00105156 1.2106 461.33 2691.26 2229.9 1.4186