工程熱力學復習參考題-第五章

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第五章 熱力學第二定律一、選擇題1 制冷循環(huán)工質(zhì)從低溫熱源吸熱q2,向高溫熱源放熱q1，其制冷系數(shù)等于A A B C D2.供暖循環(huán)工質(zhì)從低溫熱源吸熱q2, 向高溫熱源放熱q1，其熱泵系數(shù)等于 BA B C D3.卡諾制冷循環(huán)的高溫熱源為溫度T0環(huán)境，低溫熱源溫度為T1，其制冷系數(shù)c AA B C1- D1-4.卡諾供暖循環(huán)的冷源溫度為T0環(huán)境，熱源溫度為T1，其熱泵系數(shù)COP AA B C1- D1-5.制冷系數(shù)的取值范圍為DA大于1 B大于1或等于1 C小于1 D大

2、于1， 等于1或小于16.熱泵系數(shù)COP的取值范圍為AA大于1 B小于1或等于1 C小于1 D大于1，等于1或小于17.可逆循環(huán)的熱效率與不可逆循環(huán)的熱效率相比， DA前者高于后者 B兩者相等 C前者低于后者 D前者可以高于、等于、低于后者8.在兩個恒溫熱源T1和T2之間（T1 T2）,概括性卡諾循環(huán)的熱效率與卡諾循環(huán)的熱效率相比， BA前者高于后者 B兩者相等 C前者低于后者 D前者可以高于、等于、低于后者9.多熱源可逆循環(huán)工質(zhì)的最高溫度為T1，最低溫度為T2，平均吸熱為，平均放熱溫度為，則其循環(huán)熱效率為BA1- B1 C1- D1- 10. 對于可逆循環(huán)， B DA0 B=0 C0 B=0

3、 C B= C D 15. 自然現(xiàn)象的進行屬于BCD 可逆過程 B不可逆過程 C具有方向性過程 D自發(fā)過程 16. 克勞休斯關(guān)于熱力學第二定律的表述說明 CDA熱不能從低溫物體傳向高溫物體 B熱只能從高溫物體傳向低溫物體 C熱從低溫物體傳向高溫物體需要補償條件D熱只能自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體17. 對卡諾循環(huán)的分析可得到的結(jié)論有: ABD A提高高溫熱源溫度降低低溫熱源溫度可提高熱效率B單熱源熱機是不可能實現(xiàn)的 C在相同溫限下，一切不可逆循環(huán)的熱效率都低于可逆循環(huán)D在相同溫限下，一切可逆循環(huán)的熱效率均相同18. 卡諾循環(huán)是 B C由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成的循環(huán)B熱效率最高的循環(huán) C

4、. 熱源與冷源熵變之和為零的循環(huán) D輸出功最大的循環(huán)19. 卡諾定理指出: ABCDA在相同的高溫熱源和低溫熱源間工作的一切可逆機的熱效率均相同 B在相同高溫熱源和低溫熱源間工作的一切不可逆機的熱效率必小于可逆機的熱效率 C單熱源熱機是不可能成功的 D提高T1降低T2可以提高20. A是可逆機，B是不可逆機。熱效率A、B的可能存在的關(guān)系有:ABCDAAB CAB DA=B二、填空題1. 一卡諾機在37和717之間運行。為了提高熱機效率，一種方法是將高溫熱源的溫度提高到1027；另一種方法是降低冷源溫度。冷源溫度降低到 （）就能獲得與熱源溫度提高到1027時相同的熱效率。2. 一給定的動力循環(huán)，

5、工作流體在440的平均溫度下接受3150 KJ/Kg的熱，而排給20的冷源1950 KJ/Kg熱量。這一循環(huán) 克勞修斯不等式。3. 一可逆熱機從377的貯熱器獲得熱量1000KJ，而排熱給27的另一個貯熱器。兩貯熱器的熵的變化分別是 KJ/K。4. 兩臺卡諾機A和B串聯(lián)運行。第一臺機（A）在627的溫度接受熱量而排給溫度為t的中間熱源。第二臺機（B）接受第一臺機所排出的熱量，而又將熱排給27的熱源 。兩臺熱機效率相同時中間熱源的溫度應為 。5. 卡諾機在927和33的溫度之間工作，吸熱30 KJ。熱機輸出的功驅(qū)動一臺卡諾制冷機從冷庫吸取熱量270 KJ，并向33的環(huán)境排熱。冷庫的溫度應該是 。

6、6. 如果卡諾機的熱效率為1/6，求在相同溫限間工作的卡諾熱泵的泵熱系數(shù)為 。7. 如果卡諾機的熱效率為1/5，求在相同溫限間工作的卡諾制冷機的制冷系數(shù)為 。8. 在剛性絕熱容器內(nèi)的空氣（R=0.2897kJ/kgK），其初態(tài)為0.1MPa、27。系統(tǒng)內(nèi)的攪拌輪由外面的電動驅(qū)動而攪動空氣，使壓力升到0.2MPa。氣體熵的變化了 （KJ/ KgK）。9. 50kg 0.1MPa、20的水與20kg 0.1MPa、90的水混合.如混合過程是絕熱的且壓力不變，70kg水的總熵變?yōu)?（KJ/K）10. 進入透平的空氣（R=0.2897kJ/kgK）為0.6MPa、597，絕熱的膨脹到0.1MPa、29

7、7。如果動能和勢能差為零，可判斷該過程屬于 的過程。11. 某制冷循環(huán)，工質(zhì)從溫度為73的冷源吸取熱量100KJ，并將熱量220KJ傳給溫度為27的熱源，此循環(huán) 克勞修斯不等式。12. 若封閉系統(tǒng)經(jīng)歷一過程，熵增為25 kJ/K，從300K的恒溫熱源吸熱8000kJ。此過程屬于 的過程。13. 1kg飽和水蒸氣在100下凝結(jié)為水，在凝結(jié)過程中放出熱量2257kJ/kg，并被30的大氣所吸收，該過程的有效能損失為 kJ。14. 壓力為180kPa的1kg空氣，從450K定容冷卻到300K，空氣放出的熱量全部被大氣環(huán)境所吸收。若環(huán)境溫度為27，有效能損失為 kJ。15. 溫度為1427的恒溫熱源，

8、向維持溫度為500K的工質(zhì)傳熱100kJ。環(huán)境溫度為300K。傳熱過程引起的有效能損失為 kJ。三、簡述題1. 熱力學第一定律和熱力學第二定律是熱力學的兩條最基本的定律，兩者區(qū)別何在？熱力學第一定律確定了能量的“量”的特性，揭示了熱功轉(zhuǎn)換時能量在數(shù)量上守恒的規(guī)律，但是并沒有說明實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換的條件。熱力學第二定律則確定了能量的“質(zhì)”的特性，是說明了過程進行的方向、條件和深度的定律。在描述能量的自然屬性時，兩定律時互補的。2. 自發(fā)過程的逆過程是否不可能進行？為什么？舉例解釋。自發(fā)過程的逆過程不是不可能進行而是不可能自發(fā)地進行，當具備了一定的補充條件就可逆向進行。3. 熱力學第二定律克勞休斯和開爾

9、文的表述有何不同，有何關(guān)系？克勞休斯是從熱量傳遞的角度說明：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化。開爾文則是從熱功轉(zhuǎn)換角度說明：不可能從單一熱源吸取熱量使之變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響。兩者論述的角度不同但本質(zhì)是相同的，都是說明能量不可能自發(fā)升質(zhì)的自然規(guī)律。若違背一種表述則必然違背另一種表述。4. 熱能與機械能，高溫熱能與低溫熱能的品質(zhì)有何不同？為什么說熱力學第二定律指出了能量在質(zhì)上的變化規(guī)律？機械能的品質(zhì)高，熱能的品質(zhì)低；高溫熱能的品質(zhì)高，低溫熱能的品質(zhì)低。因為熱力學第二定律指出了品質(zhì)高的能量可自發(fā)地向品質(zhì)低的轉(zhuǎn)化；而低品質(zhì)的能不能自發(fā)地向高品質(zhì)轉(zhuǎn)化；即能量的品質(zhì)自發(fā)的貶值，故說

10、是指出了能量品質(zhì)變化的規(guī)律。5. 從卡諾循環(huán)可以得到什么重要啟示？ 從卡諾循環(huán)熱效率t1可以看出； （1）提高熱效率的方法應該是提高T1，降低T2； （2）卡諾循環(huán)熱效率不可能為100，因為T1，和T20都是不可能的 （3）T1T2，t0，即無溫差的體系熱能不可能裝化為功 （4）有溫度高于環(huán)境溫度的高溫熱源就可用熱能產(chǎn)生功6. 從卡諾定理看出卡諾循環(huán)具有怎樣的重要意義？ 卡諾定理指出：在相同的T1,T2間工作的一切可逆熱機其熱效率都相等。 可以看出：一切可逆循環(huán)熱效率均為t1 在相同的T1,T2間工作的一切不可逆循環(huán)都低于可逆循環(huán)的熱效率。 可以看出：卡諾循環(huán)的熱效率是兩個不同溫度的恒溫熱源間

11、循環(huán)熱效率的最高極限。7. 不可逆過程的熵變與可逆過程的熵變有何區(qū)別？ 由可逆過程ds，s 不可逆過程ds，s 如相同，s（不可逆）s(可逆)，增大部分由不可逆因素造成，如初終態(tài)相同s（不可逆）s(可逆)，因熵是狀態(tài)參數(shù)。四、計算題1.剛性絕熱容器內(nèi)貯有2.3kg，98kPa，60的空氣，并且容器內(nèi)裝有一攪拌器。攪拌器由容器外的電動機帶動，對空氣進行攪拌，直至空氣升溫到170為止。求此不可逆過程中做功能力的損失。已知環(huán)境溫度為18。2. A、B兩卡諾機串聯(lián)工作，A熱機在627下吸熱，向溫度為T的熱源放熱；B熱機從溫度為T的熱源吸入A熱機排出的熱量，并向27的冷源放熱。試按下列條件計算中間熱源的

12、溫度T：（1）兩熱機輸出功相等；（2）兩熱機的熱效率相等。3.已知A、B、C三個熱源的溫度分別為500K、400K、300K，有可逆機在這三個熱源間工作。若可逆機從A熱源凈吸入3000 kJ熱量，輸出凈功400 kJ，求可逆機與B、C兩熱源的換熱量，并指明其方向。4.一熱機工作在高溫熱源T1和大氣溫度T0之間。有人利用制冷機造成低溫熱源T2（T0）使熱機在T1 和T2之間工作，以提高熱效率。制冷機消耗的功由熱機提供。兩機器聯(lián)合運轉(zhuǎn)后試證明：（1）兩機器均為可逆機時熱效率；（2）制冷機為不可逆機時熱效率。5.設(shè)工質(zhì)在1000K的恒溫熱源和300K的恒溫冷源間按循環(huán)a-b-c-d-a工作，如下圖所示。工質(zhì)從熱源吸熱和向冷源放熱均有50K的溫差，試：（1）計算循環(huán)的熱效率；（2）求環(huán)境溫度為300K、熱源供給1000kJ熱量時，各不可逆?zhèn)鳠徇^程引起的有效能損失以及總的有效能損失。6.一剛性絕熱容器中盛有空氣，初態(tài)為95kPa、27，通過攪拌輪攪拌空氣，以使空氣壓力升到140kPa。試求：（1）對空氣所作功量（kJ/kg）（2）空氣熵的變化kJ/(kgK)(3)每千克空氣的有效能損失，并在T-s圖中表示出來。設(shè)T0=300K。7.氣體在氣缸中被壓縮，內(nèi)能增加55.9 kJ/kg，而熵減少0.298 kJ/(kgK)，輸給氣體的功為186 kJ/kg。溫度為2