工程热力学试卷

广州大学 2007~2008 学年第 2 学期考试卷课程工程热力学考试形式（开/闭卷，考试/查）学院土木系建备专业 2006 班级班学号姓名一．填空题(每空1分,共8分)1、系统与外界之间没有__ __传递和__ __交换的系统，称为孤立系统。

2、若已知工质的表压力为0.07MPa，当地大气压力为0.1MPa。

则工质的绝对压力为 MPa。

3、某工质在某过程中内能增加15KJ，对外作功15KJ，则此过程中工质与外界交换热量Q＝ KJ。

4、露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的温度。

5、当湿蒸汽的干度x＝1时，工质全部为。

6、压缩因子z反映气体与气体的偏差程度。

二．单项选择题(6小题,每小题2分,共12分)1、理想气体的焓是的单值函数.（A）压力；（B）比体积；（C）温度；（D）热力学能。

2、闭口系统从热源取热5000kJ，系统的熵增加为20 kJ/K，如系统在吸热过程中温度保持为300K，则这一过程是。

（A）可逆的；（B）不可逆的；（C）不能实现的；（D）不能确定的。

3、湿空气加热过程的特征是湿空气的不变。

（A）焓；（B）含湿量；（C）相对湿度；（D）温度。

4、用干、湿球温度计和露点仪对湿空气进行测量，得到3个温度：16℃，18℃，29℃，则干球温度t＝_____，湿球温度t＝____________。

w（A）16℃，18℃；（B）29℃，16℃；（C）29℃，18℃；（D）16℃，29℃。

5、多变过程是指。

（A）一切热力过程；（B）一切可逆过程；（C）一切不可逆过程；（D）一切符合的过程。

6、当空气以M<1的亚音速进入喷管而以M>1的超音速流出喷管时，流体速度，该喷管为喷管。

（A）增大，缩放；（B）减小，渐扩；（C）减小，渐缩；（D）增大，渐缩。

三．简答题(5小题,每小题6分，共30分)1、理想气体能否进行吸热而降温的过程？试用热力学第一定律解释之。

答：2、水在某温度条件下的饱和液体的焓为h’、熵为s’，饱和蒸汽的焓为h”、熵为s”，则此温度下，当湿蒸汽的干度为x时，请写出湿蒸汽的焓h x和熵s x的表达式。

3、空气流经喷管，进口流速c1=0，进口压力为p 1＝1MPa，出口压力为p2=0.5 MPa，请问应采用什么类型的喷管？（已知压力比β＝0.528）4、“对刚性容器中的水加热，使其在恒温下蒸发”。

请判断该过程是否可逆，说明理由。

5、试先在p-v图和T-s图上画出以自点1出发的四种基本热力过程的过程曲线的位置，然后在图上画出自点1出发的多变系数n＝1.6的压缩过程，并判断q，w，Δu的正负（工质为空气）。

四．证明题(8分)试证明服从范德瓦尔方程的气体绝热自由膨胀时，。

（提示：）证明：五．计算题(共42分)1、气体经历某一过程，在此过程中从外界吸热300kJ，同时气体的热力学能增加120 kJ，问：（1）此过程与外界交换的功量是多少？（2）经历此过程后，气体的比体积是增大还是减小了？（6分）解：2、某热机循环，工质温度为TH =2000K的热源吸热QH，并向温度为TL=300K的热源放热QL。

在下列条件下，试根据孤立系统熵增原理确定该机循环可能实现吗？是否是可逆循环？（1）QH ＝1500 J，QL＝800 J；（2）QH＝2000 J，W＝1800J（6分）解：3、空气经历一个如图所示的动力循环。

已知1-2为定熵过程，2-3为定温过程，3-1为定压过程，且：T1=1500K，T2=300K，p2＝1bar，将比热容当作定值比热容且绝热指数k＝1.4。

求（1）p1；（2）循环的热效率η；（3）在T-s图上表示出该循环。

（10分）解：4、空调系统将温度为5℃，相对湿度为40％的室外空气加热至25℃；然后，向空气流中喷入压力为400kPa的水蒸气，从而将最终的相对湿度又提高至40％。

已知：B＝101325Pa。

问：（1）如果室外空气进入空调系统时的体积流量为60m3/min，求加热空气所需的热流量；（2）计算喷入水蒸气的流量。

（h-d图见附表）（8分）解：5、某蒸汽压缩式制冷机，用氨作致冷剂。

致冷量为105kJ/h。

冷凝器出口氨饱和液的温度为300K，压力为1.06MPa；节流后温度为260K，压力为0.255 MPa。

经查表得：h1＝1570kJ/kg，h2＝1770 kJ/kg，h3=450 kJ/kg。

试求：（1）每千克氨的吸热量q2；（2）氨的质量流量；（3）压气机消耗的功率P；（4）冷却水带走的热量Q1；（5）致冷系数ε。

（6）相同温度范围内逆向卡诺循环的致冷系数εc。

（12分）学院领导A / B卷审批并签名广州大学 2007~2008 学年第 2 学期考试卷课程工程热力学考试形式（开/闭卷，考试/查）学院土木系建备专业 2006 班级班学号姓名参考答案题次一二三四五总分评卷人分数8 12 30 8 42 100评分一．填空题(每空1分,共8分)1、按照系统与外界之间物质和能量的交换情况，系统可分为开口系统、系统、绝热系统、_ __系统。

2、露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的温度。

3、工质在热机中经历一个不可逆循环回到初态，其熵的变化量总是_。

4、单位质量的理想气体被定容加热时，由于温度升高，则压强_ __。

5、湿空气加热过程的特征是湿空气的不变。

6、对逆卡诺致冷循环，冷热源的温差越大，则致冷系数。

7.在最高温度与最低温度相同的所有循环中，以循环的热效率为最高。

二．最佳选择题(6小题,每小题2分,共12分)1、理想气体在一个带活塞的气缸中膨胀，容器绝热，可以忽略热传递，则气体的温度。

（A）减少；（B）保持不变；（C）增加；（D）无法确定。

2、对于水蒸气定压发生过程可分为三个阶段，下列选项中错误的是：___。

（A）未饱和水的定压预热过程；（B）未饱和水的定压汽化过程；（C）饱和水的定压汽化过程。

（D）水蒸气的定压过热过程。

3、在暖房温度和环境温度一定的条件下，冬天用热泵取暖和用电炉取暖相比，从热力学观点看。

（A）热泵取暖合理；（B）电炉取暖合理；（C）二者效果一样；（D）无法确定。

4、以空气为工质所进行的某过程中，加热量的一半转变为功，则该过程的多变指数n为（A）1.8；（B）1.6；（C）1.3；（D）0.6。

5、湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，如果湿球温度越低，则其含湿量。

（A）愈大（B）愈小（C）不变（D）不确定6、气体流经渐缩喷管而射向真空，则流速，流量。

（A）增大，减小；（B）减小，增大；（C）减小，不变；（D）增大，不变。

三．简答题(5小题,每小题6分,共30分)1、“对刚性容器中的水搅拌，使其在恒温下蒸发”。

请判断该过程是否可逆，说明理由。

2、将p-v图表示的循环，如图所示，表示在T－s图上。

图中：2-3，5-1，为定容过程；1-2，4-5为定熵过程；3-4为定压过程。

3、门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面，感到凉爽。

于是有人就想通过敞开冰箱大门降低室内温度的目的，你认为这种想法可行吗？请以门窗紧闭的房间为系统，利用热力学第一定律进行分析。

4、在寒冷的阴天，虽然气温尚未达到0℃，但晾在室外的湿衣服会结冰，这是什么原因？5、右图为蒸气压缩制冷循环的T-s图，试指出进行各热力过程相和制冷系数ε的计算式。

应设备的名称，并写出制冷量q2四．证明题(8分)试证明服从范得瓦尔方程的气体绝热自由膨胀时，。

（提示：）证明：五．计算题(5小题,共42分)1、系统经一热力过程，放热8kJ，对外做功26kJ.为使其返回原状态，对系统加热6kJ，问需对系统做功多少？（8分）解：2、卡诺循环工作于600℃及40℃两个热源之间，设卡诺循环每秒钟从高温热源取热100 kJ。

求（1）卡诺循环的热效率；（2）卡诺循环产生的功率；（3）每秒钟排向冷源的热量。

（8分）3、某一刚性绝热容器，有一隔板将容器分为容积相等的两部分，每一部分容积为0.1m3。

如容器一边是温度为40℃，压力为0.4MPa的空气，另一边是温度为20℃，压力为0.2MPa的空气。

当抽出隔板后，两部分空气均匀混合而达到热力平衡。

求混合过程引起的空气熵的变化。

（10分）4、有两股空气，压力均为大气压力B=101325Pa，温度分别为40℃和0℃相对湿度均为40%，它们之间的干空气流量百分比依次为60%和40% 。

求混合后的温度和相对湿度。

设混合后的压力仍为大气压力。

（h-d图见附表）（8分）5、空气进入一渐缩喷管，进口空气的压力，温度℃，流速m/s，喷管背压，若喷管出口截面积f2=100mm2。

求（1）喷管出口的气流速度；（2）喷管出口的质量流量。

（8分）学院领导A / B卷审批并签名广州大学 2006~2007 学年第 2 学期考试卷课程工程热力学考试形式（开/闭卷，考试/查）学院土木系建备专业 2005 班级班学号姓名题次一二三四五总分评卷人分数8 12 10 30 40 100评分一．填空题(每空1分,共8分)1、相互接触的物体，若它们处于热平衡，则它们的必相等。

2、某工质在某过程种内能增加15KJ，对外作功15KJ，则此过程中工质与外界交换热量Q＝ KJ。

3、某种蒸气经历不可逆吸热过程后，其熵变ΔS 0；过程的熵流S f〉 0；过程的熵产S g04、在喷管中，双原子气体的临界压力比β＝_ ___。

5、对逆卡诺致冷循环，冷热源的温差越大，则致冷系数。

6、当湿蒸汽的干度x＝0时，工质全部为。

二．最佳选择题(6小题,每小题2分,共12分)1、下列说法正确的是____ __。

（A）不可逆的热力过程是指工质热力过程逆过程无法恢复到初始状态的过程；（B）由于准静态过程都是微小偏离平衡状态的过程，故从本质上说属于可逆过程；（C）任何可逆过程都是准静态过程；（D）平衡状态是系统的热力状态参数不随时间变化的状态。

2、卡诺循环在 T1及 T2两热源间工作，T1＝1273 K、T2＝293K，从热源 T1放出每100 kJ热量中有___ ____能够变成循环净功？（A）－77 kJ；（B）77 kJ；（C）23 kJ；（D）－23 kJ。

3、适合于_______。

（A）仅闭口系，可逆过程；（B）仅稳流系，理想气体；（C）仅闭口系，理想气体，可逆过程；（D）闭口系或稳流系，理想气体，可逆过程。

4、某种理想气体，气体常数R＝ 0.277 kJ/(kg·K)，绝热指数k = 1.384，则cv＝__ ___。

（A）0.116 kJ/(kg·K)；（B）0.998 kJ/(kg·K)；（C）0.393 kJ/(kg·K)；（D）0.721kJ/(kg·K)。

5、下列偏微分关系中，正确的是。

（A）；（B）；（C）；（D）。