湖南大學(xué)工程熱力學(xué)試題及答案

1、優(yōu)質(zhì)范文_年月日考試用湖南大學(xué)課程考試試卷題號(hào)-一一二二二四五六七八九十總分應(yīng)得分1510201540100實(shí)得分評(píng)卷人課程名稱： 工程熱力學(xué)A ;課程編碼：試卷編號(hào)：B ;考試時(shí)間：120分鐘 級(jí)班業(yè)專 湖南大學(xué)課程考試試卷裝訂線（:號(hào)學(xué) ：名姓 湖南大學(xué)教務(wù)處考試中心、名詞解釋題（每題3分，共15分）1. 簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)：與環(huán)境的功交換只有體積變化功的可壓縮系統(tǒng)。2. 平衡狀態(tài)：一個(gè)熱力系統(tǒng)在不受環(huán)境影響（重力場(chǎng)除外）的條件下，如果其狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化，同時(shí)熱力系統(tǒng)內(nèi)外建立了熱和力的平衡，則該熱力系統(tǒng)處于熱和力的平衡狀態(tài)。3. 穩(wěn)定流動(dòng)：若流動(dòng)過程中開口系統(tǒng)內(nèi)部及其邊界上各點(diǎn)工質(zhì)的熱力參

2、數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)都不隨時(shí)間而發(fā)生變化。4. 熵增原理：孤立系統(tǒng)（定質(zhì)量系）的熵通?？偸窃龃蟮?，極限情況時(shí)不變，永不 可能減小。5. 比熱容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)吸熱使之溫度升高（或降低）1K所需的熱量。二 判斷題（下列各題，你認(rèn)為正確的，請(qǐng)?jiān)陬}干的括號(hào)內(nèi)打“V”，錯(cuò)的打“X”，每題1分，共10分）1. 理想氣體任意兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)確定之后，氣體的狀態(tài)就確定了。 （）c 一 c = R2. 理想氣體只有取定值比熱容時(shí)， 才能滿足邁耶公式p v- g。（）3. 不可逆過程不能 T-s圖上表示，所以也不能計(jì)算過程的熵變量。 （）4. 卡諾循環(huán)的熱效率一定大于其它循環(huán)的熱效率。 （）5. 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程適用于所用工

3、質(zhì)的穩(wěn)定流動(dòng)情況，不論過程是否可逆，有無耗散效應(yīng)。（）6. 自發(fā)過程都是不可逆過程， 非自發(fā)過程都是可逆過程。 （）7. 活塞式壓氣機(jī)應(yīng)采用隔熱措施， 使壓縮過程接近絕熱過程。 （）8. 經(jīng)不可逆循環(huán)，系統(tǒng)與環(huán)境無法完全恢復(fù)原態(tài)。 （）9. 熵產(chǎn)大于0的過程必為不可逆過程。 （）10. 實(shí)際氣體絕熱自由膨脹之后，其熱力學(xué)能不變。 （）三、選擇題（每小題2分，共20分）1. 理想氣體可逆吸熱過程，下列哪個(gè)參數(shù)一定增加：（）。A.熱力學(xué)能；B. 熵； C. 壓力； D. 溫度2. q二3亠！ pdv適用于（B）A理想氣體可逆過程B切氣體可逆過程C理想氣體一切過程理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)過程3. 下面參數(shù)中，

4、量綱不相同的有（ B ）A.比熱容 B. 比焓 C.質(zhì)量 氣體常數(shù)D. 比熵4. 若空氣進(jìn)行可逆定壓加熱過程，則：（C ）。A.空氣作功量大于其熱力學(xué)能增量；B.空氣作功量等于其熱力學(xué)能增量；C.空氣作功量小于其熱力學(xué)能增量；D.無法確定5. 下列三種狀態(tài)的空氣，哪種狀態(tài)的熵最大？（A ）。A. 100 oC， 20bar ； B. 200 oC， 10bar ； C. 100 oC, 10bar ； D. 150 oC， 15bar6. 某制冷機(jī)在熱源 T1=300K及冷源T2=250K之間工作，其輸入功W為25kJ，從冷源吸湖南大學(xué)課程考試試卷裝訂線題目不得超過此線熱量Q為110kJ，此制

5、冷機(jī)是（C ）。A.可逆的；B.不可逆的；C. 不可能的；D. 可逆或不可逆的7. 工質(zhì)不可逆穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流經(jīng)某控制容積，則此控制容積內(nèi)，則：（B ）。A.儲(chǔ)能不變，熵增大B.儲(chǔ)能不變，熵不變C.儲(chǔ)能增大，熵增大D.儲(chǔ)能增大，熵不變8. 理想氣體進(jìn)行了一個(gè)降溫，升壓的多變過程，則多變指數(shù)n滿足：（B ）A. n k；B. nk ； C.n=k D 不能確定9. 系統(tǒng)經(jīng)過不可逆循環(huán)過程后，其熵變（B ）A.大于0； B. 等于0； C.小于0； D.不定10. 在密閉門窗的房間內(nèi)，有一臺(tái)啟動(dòng)的冰箱，將冰箱門打開，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行，則室 內(nèi)溫度將（B ）A.降低；B. 升高；C. 不變；D. 不定四、簡(jiǎn)答

6、題（共15分）1. 某理想氣體經(jīng)歷了下述循環(huán)：某理想氣體經(jīng)歷了下述循環(huán)：（I ）等容吸熱，壓強(qiáng)從P1升高到P2；（ II）可逆絕熱膨脹，壓強(qiáng)從 P2又回到P1；（ III ）等壓壓縮，體積又回 到循環(huán)的初始值，分別在 p-v圖及T-s圖上畫出這個(gè)循環(huán)。（5分）湖南大學(xué)答：(10 分)2. 熱力學(xué)第一定律和第二定律的實(shí)質(zhì)分別是什么？寫出各自的數(shù)學(xué)表達(dá)式。答：熱力學(xué)第一定律實(shí)質(zhì)上就是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律，即熱力過程中參與轉(zhuǎn)換和傳遞的能量在數(shù)量上是守恒的。其表達(dá)式為dEo=0。對(duì)于常用的閉口系和穩(wěn)定流動(dòng)開口2系其表達(dá)式為 q=A u+w和 q=A h+1/2 cf +gA z+ws= A h+w。熱力

7、學(xué)第二定律實(shí)質(zhì)上揭示了熱力過程的方向、條件和限度，揭示了能量品質(zhì)的高低。只有同時(shí)滿足熱力學(xué)第一定律和第二定律的過程才能實(shí)現(xiàn)。其表達(dá)式為q 0、 T 或3. 壓氣機(jī)高壓縮比時(shí)為什么采用多級(jí)壓縮中間冷卻方式？（畫圖說明）答：采用多級(jí)壓縮、中間冷卻，有如下一些好處：1）可降低排氣溫度2 ）可減少壓氣機(jī)耗功量 3）對(duì)于活塞式壓氣機(jī)可提高壓氣機(jī)的容積 效率五、計(jì)算題（共40分）1. 空氣在氣缸中被壓縮，由 pi=0.12MPa, ti=35C經(jīng)多變過程達(dá)到 p2=1.0MPa,如多變 指數(shù)n=1.35，在壓縮過程中放出的熱量全部為環(huán)境所吸收，環(huán)境溫度T=300K,如壓縮1kg空氣，求由環(huán)境與空氣所組成的

8、孤立系統(tǒng)的熵的變化?？諝鈿怏w常數(shù)R?=0.287kJ/（kgK）、比熱容可取定值，Cp=1.004kJ/（kg K） （15 分）解：V1RgT1287* 30851.2*103=0.737m /kgn4T2 Ti * (止)n =308* ( 1/0.12 ) 0.259 = 533.4KV2RgT2P2287*533.41.0*106-0.153m3/kgcv -cp -Rg =1.004 -0.287 =0.717kJ/(kg K)k=1.4n _k1 35 _14Q =mqcJT2 -百)=1* 0.717*(533.4 -308) - -23.09kJn -10.35T2v2533.

9、40.153.-S1 二 m(cvln 丄 Rgln 二)=1*(0.717 In0.287 In ) =0.394-0.451T1gv13080.737=-0.057 kJ/KS2 =23.09/300 =0.077 kJ/KS = 0.02 kJ/K2. 某理想氣體循環(huán)1-2-3-1如圖所示(1 2為定容加熱、2 3為等熵膨脹、3 1湖南大學(xué)課程考試試卷為等壓放熱)，試：(1) 畫出該循環(huán)的T-s圖；(2) 導(dǎo)出該循環(huán)熱效率 n t與入=P2的關(guān)系;P1p2(3) 分析入=竺對(duì)熱效率的影響。(15分)P1裝訂線題目不得超過此線解：(1) T-s圖如下圖所示： 七才一生才環(huán)億訂)=1_k(T3/T1T)qi5仃2 -(T2 /T1) 由于 “SI2 二 ：s13，則湖南CvlnTlT1又1-2為定容過程，則T2P2T3,T2 1/k1/k一，則一=()=ATipiTiT11/k1故t-1 kZ -1（3）當(dāng)入增大時(shí)，循環(huán)效率 nt增大。3. 已知A、B、C 3個(gè)恒溫?zé)嵩吹臏囟确謩e為 500K, 400K和300K,有可逆機(jī)在這 3個(gè) 熱源間工作。若可逆機(jī)從A熱源凈吸入3000kJ熱