工程熱力學試卷終極版

工程熱力學考試試卷判斷題

Allrightsreserved.流動功是系統(tǒng)維持流動所花費的代價，所以流動功不能為0（×)質(zhì)量保持不變的系統(tǒng)就是閉口系（×）(×),.（×）等溫過程的膨脹功與與吸收的熱量相等（×）陡。(×）（√)可以從單一熱源中取熱并使之完全轉(zhuǎn)換為功（√）,(×)可逆循環(huán)的熱效率一定大于不可逆循環(huán)的熱效率（×）,（×)分析、簡答題1.“系統(tǒng)經(jīng)某一初態(tài)經(jīng)不可逆與可逆兩條途徑到達同一終態(tài)，則經(jīng)不可逆試在圖上把理想氣體兩狀態(tài)間熱力學能及焓的變化表示出來。212v2p點；由于理想氣體的熱力學能和焓是溫度的單值函數(shù)等容過程的吸熱量與相同溫限下的熱力學能的變化相等，可以得到。等壓過程的吸熱量與相同溫度下的焓的變化相等，可以得到。圖上過程線下方的面積表示熱量,所以；.從而可以得到，；。某理想氣體在圖上的兩種過程如下圖所示,試在圖上畫出相應的兩個n吸熱還是放熱，升溫還是降溫，降壓還是升壓。答:1—2過程:，壓縮、放熱、降溫、降壓。1-3:,膨脹、吸熱、升溫、降壓。１。如右圖所示的氣缸，其內(nèi)充以空氣。已知活塞與氣缸壁之間無摩擦0.4mm對氣缸緩緩加熱，直至若空氣比熱力學能。求從初態(tài)到終態(tài)過程的加熱量。解：取氣缸內(nèi)的空氣為系統(tǒng)-—閉口系。確定空氣初終態(tài)體積:彈簧初終態(tài)變形量:missed.。.。.。.。...。.。....。。.。.....。..。。。..。.。...。。.。..。..。。。..。....。...。。.根據(jù)熱力學第一定律：的空氣由初態(tài)，,經(jīng)可逆定溫過程到達終態(tài)解：;；missed……………..推導理想氣體定值比熱容,解：:比定壓熱容：800K300K,500KJ。試求:1)溫差傳遞引起的熵變;2）能力損失了多少？（環(huán)境溫度為）解：1）取熱源、工質(zhì)為系統(tǒng)—-孤立系。熱源的熵變化：工質(zhì)的熵變化:2）作功能力損失：填空題1、絕對壓力高于大氣壓力時，絕對壓力=大氣壓力+表壓力；絕對壓力低于大氣壓力時，絕對壓力=大氣壓力—真空度。2,差傳遞機械能。3、可逆過程=準靜態(tài)過程+無耗散效應。4、外界對系統(tǒng)輸入功80kJ,同時系統(tǒng)向外界放熱20kJ，則系統(tǒng)熱力學能的變化量為—60kJ。5、理想氣體的熱力學能和焓只是溫度的函數(shù)。判斷題1)2、因為自發(fā)過程都有方向性,所以自發(fā)過程的反方向過程一定不可進行。（×）.（×)4、流動功是系統(tǒng)維持流動所花費的代價，所以流動功一定是負值（×）5、熱力系統(tǒng)放熱后，系統(tǒng)的熵一定減少（×）6、閉口系經(jīng)歷可逆與不可逆兩個過程，從同一點出發(fā)，達到相同的終點,這兩個過程的熵變相等.(√）7、氣體膨脹時必須對其加熱（×）8、實際氣體絕熱自由膨脹后，其熱力學能不變（√)9、穩(wěn)定流動系統(tǒng)進出口工質(zhì)的狀態(tài)相同（×）10、任何可逆循環(huán)的熱效率都相等（×）分析、簡答題1.b—aT-s圖上表示出答：.，可以得到。由于等壓過程的熱量與相同溫度下的焓的變化相等,可以得到missed。。。。。..從而可以得到，。2。閉口系中工質(zhì)在某一熱力過程中從熱源（300K）吸取熱量750KJ,該過程中工質(zhì)的熵變?yōu)?，分析此過程是否可行，如果可行是否可逆.答：根據(jù)閉口系熵變方程：，可以得到，因此，此過程可行，但不可逆。答：理想氣體的和都只是溫度的函數(shù)。,多變指數(shù)的值分別是多少？答:定壓過程：n=0；定溫過程:n=1；定熵過程：n=k；定容過程:n=∞。計算題1.如右圖所示的氣缸,其內(nèi)充以空氣氣缸截面積，活塞距底面高度?；钊捌渖现匚锏目傊亓?，當?shù)卮髿鈮毫?，環(huán)境溫度100Kg力平衡。假定活塞和氣缸壁之間無摩擦,熱試求活塞上升的距離和氣體的換熱量。missed………..根據(jù)熱力學第一定律2、煤氣表上讀得煤氣的消耗量是 70 ,使用期間煤氣表的表壓力是45mm O,750mmHg相當于消耗了多少標準的煤氣；2）其他條件不變，煤氣表的表壓力降低到30mm O，同樣讀數(shù)相當于多少標準m3煤氣；3)其他條件不變,但溫度為37℃，此時相當于消耗了多少標準m3的煤氣？解：由于壓力較低,故煤氣可作理想氣體,2)3、封閉氣缸中氣體初態(tài)=8M ，=1300℃,經(jīng)可逆多變膨脹過程變化到終態(tài)

=04M

，=400℃。已知該氣體常數(shù)

=0.287KJ/(kg·K)，氣體比熱容=0.716KJ/（kg·K).求:氣體在該過程中吸收的熱量Q。解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,可得多變指數(shù)多變過程的熱量missed 。405kg12004kg水的絕熱容器中，直至碳鋼與水達到熱平衡。求此過程中不可逆?zhèn)鳠嵋鸬撵禺a(chǎn).碳鋼和水的比熱容分別為:KJ/(kg·K)。解：熱平衡時水和碳鋼的溫度:水的熵變：碳鋼熵變:

=0。47KJ/(kg·K)， =4。187水和碳鋼組成孤立系統(tǒng)，孤立系統(tǒng)的熵變即為熵產(chǎn)：填空題1、 熱量與膨脹功都是(過程)量，熱量（溫度）差而傳遞熱能,膨脹功通過（體積）差傳遞機械能.2、 某蒸汽經(jīng)歷不可逆放熱過程后過程的熵(小于0過程熵產(chǎn)( 大于0。3、 卡諾循環(huán)是由兩(可逆定溫)和兩(可逆絕(或定熵））過程組成的。判斷題1、 熱力系統(tǒng)的邊界可以是固定,也可以是移動的可以是實際存在的也可以是假想的（√）2、 開口系不可能是絕熱系。(×）3、 閉口絕熱系的熵不可能減.(×)4、 熱力系從1狀態(tài)經(jīng)歷不可逆過程到狀態(tài)2，則熱力學能的變化△=( —) （×）5、 熱力系統(tǒng)放熱后，系統(tǒng)的熵一定減少。(×)6、 因為不可逆過程不可能在T--—s圖上表,所以也不能計算過程的熵變量。(×)7、 理想氣體熱力學能僅僅是溫度的函數(shù)(√)8、 實際氣體絕熱自由膨脹,其熱力學能不.（√）9、 循環(huán)的熱效率越高，所得到的循環(huán)凈功也越.（×）10、任何可逆循環(huán)的熱效率都相等.(×)分析、簡答題aa-bc同一條絕熱線上，問 和 哪個大？并在T———s圖上表示過程a—b、a—c及 、 missed……………1、1kmol的理想氣體從初態(tài)=500M 、可逆絕熱膨脹到原容積的2倍。設氣體33。4KJ/(kg·K）,=25.12KJ/(kg·K),試確氣體的終態(tài)溫度，對外所做的功及熵的變化量.解：可逆絕熱Q=0因為是可逆絕熱膨脹過程，是一個定熵過程，所以熵的變化量為0.填空題1、理想氣體多變過程中,工質(zhì)放熱壓縮升溫過程的多變指數(shù)是（1〈n，工質(zhì)吸熱壓縮過程n的范圍是（nk。2、外界對閉口系統(tǒng)輸入功80KJ,同時系統(tǒng)向外界放熱20KJ，則系熱力學能的變化量為（60KJ 。3、60030℃率為（6528％。判斷題1、因為自發(fā)過程都有方向性，所以自發(fā)過程的反方向過程一定不可進行。（×）2、穩(wěn)定流動系統(tǒng)與外界交換的功和熱量相等，并且不隨時間而變。(×）3、閉口系進行一放熱過程,其熵一定減少.(×)（×)5、流動功是系統(tǒng)維持流動所花費的代,流動功可以為0。 (√)6、及二式均適用于任何工質(zhì)、任何過程.(×）分析題、簡答題1、 如右圖所示剛性絕熱容器中用隔板分成兩部分，A中有一定量的理想氣體，B為真空。將隔板抽掉，分析容器中氣體的狀態(tài)參數(shù)（T、u、h、s、v)如何變化，并分析為什么。答：熱力學第一定律:容器剛性絕熱，Q=0,W=0，故△U=0；閉口系統(tǒng)質(zhì)量不變,故△u=0，u不變.理想氣體熱力系能和焓只與溫度有關(guān)，故T和h不變。自由膨脹后，體積增大質(zhì)量不變，故v增大;根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：pv= T，T不變,v增大，故p降低。取氣體為系統(tǒng)—-———-孤立系統(tǒng),抽掉隔板的過程為不可逆過程,根據(jù)孤立系統(tǒng)熵增原理，s只能增大。計算題1．如右圖所示，容器A剛性絕熱,1，容器與管道用閥門相連管4Mpa30305。3kj/kg.容器初始狀4Mpau=0。Am答:取A為系統(tǒng)——--—非穩(wěn)定開口系統(tǒng)。容器剛性絕熱，Q=0，=0;忽略進出口的動能差及位能差。根據(jù)能量守恒，可得：整理,可得:；由于初態(tài)為真空，故，故代入數(shù)據(jù)：充入氣體的質(zhì)量：2、封閉氣缸中氣體初態(tài)=8M ，=1300℃，經(jīng)可逆多變膨脹過程變化到終態(tài)=4M，=40℃.已知該氣體常數(shù)KJ/(kg·K)。解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可得多變指數(shù)：missed 。30.5kg12004kg20℃的絕熱容器中，直至碳鋼與水達到熱平衡。求此過程中不可逆?zhèn)鳠嵋鸬撵禺a(chǎn)。碳鋼和水的比熱容分別為:（kg·K）.

=0。47KJ/（kg·K）,=4。187KJ/解：熱平衡時水和碳鋼的溫度：水的熵變：碳鋼熵變：水和碳鋼組成孤立系統(tǒng),孤立系統(tǒng)的熵變即為熵產(chǎn):填空題1、 閉口系統(tǒng)經(jīng)過某一熱力過程1a2吸收量50J的熱熱力學能增加了84J,此過程對外做功（34；如果系統(tǒng)又經(jīng)另一路徑2b12b1程中熱力學能的變化為（84J。2、 工質(zhì)是實現(xiàn)（熱能）(機械能）相互轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)。3、 可逆過程=（準靜態(tài)過程+無耗散效應。判斷題1、流動功是系統(tǒng)維持流動所花費的代價，所以流動功不能為0（×）2、質(zhì)量保持不變的系統(tǒng)就是閉口系。(×)3、穩(wěn)定的系統(tǒng)一定處于平衡狀態(tài)（×）4、等溫過程的膨脹功與吸收的熱量相等.（×）5、容器中氣體的壓力不變,則壓力表的讀數(shù)可能會變。（√）6、因為自發(fā)過程都有方向性，所以自發(fā)過程的反方向過程一定不可進行.(×)7、不違反熱力學第一定律的過程均可進行（×）8、閉口絕熱系的熵不可能減少（√)9、循環(huán)的熱效率越高，所得到的循環(huán)凈功也越大（×）10、氣體膨脹時必須對其加熱。（×）計算、證明題11Mpa20中排走部分熱量，再進入噴管膨脹到0。1Mpa、20℃。噴管出口截面積A=0.0324 ，氣體流速 =300m/s。已知壓氣機的耗功率為710kw，試算換熱器中空氣散失的熱量。解：取CV-—-系統(tǒng)流量：missed 。2、0。5kmol某種單原子理想氣體，有25℃，經(jīng)過程2m3可逆絕熱膨脹到1atmQ，過程功WU解：單原子理想氣體：初終態(tài)狀態(tài)參數(shù)：可逆絕熱過程吸收熱量：過程功：熱力學第一定律：填空題1、 絕對壓力大于大氣壓時，絕對壓=(大氣壓+表壓力)；絕對力小于大氣壓,絕對壓=(大氣壓力—真空度)。2、 熵的變化由與外界熱交換引起的(熵流，和由不可逆因素引起的（熵產(chǎn)）構(gòu)成。3、 與外界無物質(zhì)交換的系統(tǒng)是(閉口系)；與外界有物質(zhì)交換的系是（開口系）4、 理想氣體狀態(tài)方程是T。判斷題1、 容器中氣體的壓力不變，則壓力