江苏科技大学复习题

江苏科技大学《工程热力学》练习题

第一单元

一、判断正误并说明理由：

1•给理想气体加热，其热力学能总是增加的。

2. 测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变化。

3. 在开口系统中，当进、出口截面状态参数不变时，而单位时间内流入与流出的质量

相等，单位时间内交换的热量与功量不变，则该系统处在平衡状态。

4. 热力系统经过任意可逆过程后，终态 B的比容为V B大于初态A的比容V A，外界一

定获得了技术功。

5. 在朗肯循环基础上实行再热，可以提高循环热效率。

6. 水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。

7. 余隙容积是必需的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。

8. 内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高。

9. 不可逆过程工质的熵总是增加的，而可逆过程工质的熵总是不变的。

10. 已知湿空气的压力和温度，就可以确定其状态。

二、简答题：

1. 热力学第二定律可否表示为：机械能能完全转换为热能，而热能不能全部转换为机

械能。

2. 试画出蒸汽压缩制冷简单循环的 T-S图，并指出各热力过程以及与过程相对应的

设备名称。

3. 用蒸汽作循环工质，其放热过程为定温过程，而我们又常说定温吸热和定温放热最

为有利，可是为什么蒸汽动力循环反较柴油机循环的热效率低？

4. 压气机按定温压缩时气体对外放出热量，而按绝热压缩时不向外放热，为什

么定温压缩反较绝热压缩更为经济？

三、计算题：

1. Ikg氧气置于图所示的气缸内，缸壁能充分导热，且活塞与缸壁无摩擦。初始时氧气压力为0.5Mpa温度为27C。如果气缸长度为2L，活塞质量为10kg，试计算拔除销钉后，活塞可能达到的最大速度。氧气的比热容

C P =0.918kJ∕(kg K)，k=1.395，R^ 0.260kJ/(kg K)

2. 空气等熵流经一缩放喷管，进口截面上的压力和温度分别是 0.58Mpa 、440K, 出口截面上的压力P ? =0∙14MPa 。已知喷管进口截面面积为 2.6 × 10芥，空气 的质量流量为1.5kg∕s ,试求喷管喉部面积及出口截面的面积和出口流速。空气

的比热容 C P =1.005kJ∕(kg K)，k=1.4，R g =0.287kJ/(kg K)

3. 汽油机定容加热理想循环进气参数为 t 1 =27 C , P^ 0.09MPa ,若循环压缩 比；=16，定容增压比■ =1.6。假设工质是空气，比热可取定值，

C P =1.005kJ/(kg K)，R g =287 J/(kg K)，(1)画出循环 P-V 图及 T-S 图；(2)求循 环的最高温度和最高压力；(3)计算循环的放热量、循环净功及循环的热效率。

4. 两个质量为m 的比热容为定值的相同物体，处于同一温度 T,将两物体作为制 冷机的冷、热源，使热从一物体传出并交给另一物体，其结果是一个物体温度升 高，一个物体温度降低。证明当被冷却物体温度降到 T 0( T 0 ： T )时所需最小功

T 2 W m in =mc(- T 0 -2T)

T O

第二单元

一、判断正误并说明理由：

1. 稳定流动热力系必为平衡热力系 ；

2. 技术功是流体的宏观动能，宏观位能及所作出的轴功三者之和定义的

3. 物质经历一个定温变化过程以后，其热力学能变化位零

； 4. 使系统熵增加的过程一定是不可逆过程 ；

p o =O.1Mpa

t o =27°C

p=0.5Mpa

t=27 C

5. 在初压不变时，背压愈低，气体通过拉阀尔喷管出口截面上流速和流量都愈大

6. Ikg 空气可以由 p1=0.1MPa, t 仁25 C 被绝热压缩到 p2=0.5MPa , t2=250 O C ;

7. 在增压比相同的情况下，有余隙与无余隙的压气机在压缩 Ikg 气体时耗功必相同

8. 物质的气化潜热随着饱和温度的提高而增大 ；

9. 逆卡诺循环的冷、热温差越大，则该循环的制冷系数越高 ；

10. 当把一定量的气体从相同的初态压缩到相同的终态时，则可逆定温压缩过程最为省

功•

二、简答题：

1. 如图所示，理想气体有两个任意过程 a —b 及a —c, b 、c 在同一条绝热线上，试问Au ab 与U ac 哪个大？若b 、C 在同一条等温线上，结果又如何?

2. 试在T-S 图上表示简单蒸汽动力循环（朗肯循环）

4•当工质为定值比热容的空气时， 试问可逆定压过程中加入的热量有百分之多少转变成膨胀 功？

三. 计算题：

（设环境温度为 T o =3OOK 空气的气体常数 R=0.287kJ∕kg.K ,绝热指数k=1.4）

p1,p2的大

小。

5

..

1. 如图所示，已知气缸内空气pι=2× 10 Pa,弹簧刚度k=40kN∕m,

活塞直径D=0.4m,活塞重可忽略不计，而且活塞与缸壁间无摩擦。

大气压力p2=5× 105Pa O求该过程弹簧的位移及气体作的膨胀功。

2. 压气机空气由P=Ioo kP a,Tι=400K,定温压缩到终态F2=1000kP a,

过程中实际消耗功比可逆定温压缩消耗轴功多25%

求：压缩每kg气体的总熵变。

3. 由不变气体源来的压力p1 =1.5MPa ,温度T1 =27o C的空

气，流经一喷管进入压力保持在P b =0.6MPa的某装置中，若流过喷管的流量为3kg/s ,

来流速度可忽略不计，试设计该喷管？

4. 内燃机混合加热循环的p -V及T - S图如下图所示.已知p1= 97k P,ta =28o C ,V1 =0.084m2,压缩比；=15,循环最高压力p3= 6.2MPa ,循环

最高温度t4 =1320°C ,工质视为空气。试计算：循环各状态点的压力，温度和容积。

TI l

第三单元

一、判断正误并说明理由：

1稳定流动能量方程不能用于有摩擦的情况。

2. 在增压比相同的情况下，有余隙与无余隙的压气机在压缩1kg气体时耗功必相同。

3. 迈耶公式适用于一切理想气体。

4. 在相同的温度和压力下，实际气体的比体积必小于按理想气体计算的比体积，即Z V 1。

5. 物质经历一个定温变化过程以后，其热力学能变化为零。

6. 系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下，宏观热力性质不随时间而变化的状态。

7. 当压力升高，饱和温度也升高了，故饱和蒸汽的比体积将增大。

&工质流体在开口绝热系统中作不可逆稳定流动，则系统熵变大于零。

9. 采用再热和抽气回热的方式，可以提高朗肯循环的热效率。

10•任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。

Q

计算题314

图

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