工程热力学1期末试题+答案

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℃， x 0.85 ，流出时为饱
和水，散热器近似压力不变。若为维持室温度恒定为20℃需供热72000kJ/h。求：（1）水
蒸气的流量( kg/s )；（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）。
h kJ/kg
29.21 101.07 121.30 137.72 191.76 251.43 340.55 417.52 504.78 640.35
h kJ/kg
2513.29 2544.68 2553.46 2560.55 2583.72 2608.90 2645.31 2675.14 2706.53 2748.59
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℃， x 0.92 ，流出时为饱
和水，散热器近似压力不变。若为维持室温度恒定为20℃需供热100000kJ/h。求：（1）
水蒸气的流量( kg/s )；（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）。
s kJ/(kg K)
-0.0002 0.0000 0.0763 0.2248 0.3670 0.5050 0.9550 1.3069 1.4186
s kJ/(kg K)
9.1544 9.1541 9.0236 8.7794 8.5560 8.3511 7.7540 7.3545 7.2386
p ຫໍສະໝຸດ BaiduPa
图2
（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）
v m3/kg
0.0010001 0.0010028 0.0010041 0.0010053 0.0010103 0.0010172 0.0010299 0.0010432 0.0010605 0.0010925
v m3/kg
129.185 45.666 34.796 28.191 14.673 7.6497 3.2409 1.6943 0.88585 0.37486
0.0010001 8
0.0010000 8
0.0010009 4
0.0010030 2
0.0010060 5
0.0010227 6
0.0010434 4
0.0010515 6
v m3/kg
206.154 206.012
147. 77.910 43.362 25.222 5.0443 1.6736 1.2106
kJ/kg
2484.1 2443.6 2432.2 2422.8 2392.0 2357.5 2304.8 2257.6 2201.7 2108.2
s kJ/(kgK)
0.1056 0.3546 0.4221 0.4761 0.6490 0.8320 1.0912 1.3028 1.5303 1.8610
150kPa、20℃时， v 0.0010018m3 /kg ，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℃（室温度），
9.1544 9.1541 9.0236 8.7794 8.5560 8.3511 7.7540 7.3545 7.2386
. 6
p MPa
0.001 0.003 0.004 0.005 0.01 0.02 0.05
0.1 0.2 0.5
t C
6.9491 24.1142 28.9533 32.8793 45.7988 60.0650 81.3388 99.634 120.240 151.867
word 专业资料
.
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 Rg =287 J/(kg K) ； c p =1005 J/(kg K) 。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
= 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）
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 Rg =287 J/(kg K) ； c p =1005 J/(kg K) 。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
饱和水和饱和水蒸气表摘录
t C
0 0.01
5 15 25 35 70 100 110
p MPa
v m3/kg
0.000611 2
0.000611 7
0.000872 5
0.001705 3
0.003168 7
0.005626 3
0.031178 0.101325 0.143243
0.0010002 2
s kJ/(kgK)
8.9735 8.5758
word 专业资料
.
0.004 0.005 0.01 0.02 0.05
0.1 0.2 0.5
28.9533 32.8793 45.7988 60.0650 81.3388 99.634 120.240 151.867
0.0010041 0.0010053 0.0010103 0.0010172 0.0010299 0.0010432 0.0010605 0.0010925
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 150kPa、温度
20℃，喷嘴径为 0.002 m 时，射出水流温度 20℃，压力 97kPa，流速 1000m/s，已知在
0.001 0.003
t C
6.9491 24.1142
v m3/kg
0.0010001 0.0010028
v m3/kg
129.185 45.666
h kJ/kg
29.21 101.07
h kJ/kg
2513.29 2544.68
kJ/kg
2484.1 2443.6
s kJ/(kgK)
0.1056 0.3546
t1=35℃ 、p1=100kPa。加热过程中气体吸热 650kJ/kg。
图2 word 专业资料
.
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
的热效率，你是否同意他的说法，为什么？（10 分）
word 专业资料
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，低温热源温度为 400 K，循环的热效率 t 。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 t' 与
原循环热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （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， v 0.001002m3/kg ，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。
34.796 28.191 14.673 7.6497 3.2409 1.6943 0.88585 0.37486
kJ/kg
2500.6 2500.5 2488.7 2465.1 2441.5 2417.8 2333.1 2256.6 2229.9
s kJ/(kg K)
-0.0002 0.0000 0.0763 0.2248 0.3670 0.5050 0.9550 1.3069 1.4186
s kJ/(kg K)
h kJ/kg
-0.05 0.00 21.02 62.96 104.77 146.59 293.01 419.06 461.33
h kJ/kg
2500.51 2500.53 2509.71 2528.07 2546.29 2564.38 2626.10 2675.71 2691.26
word 专业资料
图1
度为 1200 K，低温热源温度为 300 K，循环的热效率 t 。 现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率t' 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）
（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℃（室温度），
求此过程的熵产。（10 分）
3、某活塞式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
s kJ/(kgK)
8.9735 8.5758 8.4725 8.3830 8.1481 7.9068 7.5928 7.3589 7.1272 6.8214
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
0.0010001 8
0.0010000 8
0.0010009 4
0.0010030 2
0.0010060 5
0.0010227 6
0.0010434 4
0.0010515
v m3/kg
206.154 206.012
147. 77.910 43.362 25.222 5.0443 1.6736 1.2106
饱和水和饱和水蒸气表摘录
t C
0 0.01
5 15 25 35 70 100 110
p MPa
v m3/kg
0.000611 2
0.000611 7
0.000872 5
0.001705 3
0.003168 7
0.005626 3
0.031178 0.101325 0.143243
0.0010002 2
h kJ/kg
-0.05 0.00 21.02 62.96 104.77 146.59 293.01 419.06 461.33
h kJ/kg
2500.51 2500.53 2509.71 2528.07 2546.29 2564.38 2626.10 2675.71 2691.26
kJ/kg
2500.6 2500.5 2488.7 2465.1 2441.5 2417.8 2333.1 2256.6 2229.9
.
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）
2、有一种热机，以水蒸气为工质，循环的高温热源温
求此过程的熵产。（10 分）
3、某活塞式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：