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c

1

=0，进口压力为

p 1＝1MPa，出口压力为p

2

=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T

H =2000K的热源吸热Q

H

，并向温度为T

L

=300K的热

源放热Q

L

。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）Q

H ＝1500 J，Q

L

＝800 J；（2）Q

H

＝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：h

1＝1570kJ/kg，h

2

＝1770 kJ/kg，h

3

=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

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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。