工程熱力學參考答案

寧波工程學院2011～2012學年第二學期班級：姓名：學號：班級：姓名：學號：題號一二三四五總分復核人應得分1510153030100實得分評卷人成型、機電、制造專業(yè)適用，考試時間：120分鐘填空題（每格1分，共15分）1.卡諾循環(huán)由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程組成。2.邁耶公式Cp-Cv=Rg適用于理想氣體，是否定比熱容不限。3.絕熱過程PVk=常數(shù)，k=Cp/Cv，適用于理想氣體，定比熱容4.絕熱系是與外界無熱量交換的熱力系。5.熱力系在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)的狀態(tài)能夠始終保持不變，這種狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。6.穩(wěn)定流動系統(tǒng)能量方程式的適用條件是：穩(wěn)定流動。7.同一理想氣體從同一初態(tài)分別經(jīng)過定溫壓縮，絕熱壓縮和多變壓縮到達同一終壓力，耗功最大的為絕熱壓縮過程，而耗功最小的為定溫壓縮過程。8.卡諾機A工作在927℃和T的兩個熱源間，卡諾機B工作在T和27℃的兩個熱源間。當此兩個熱機的熱效率相等時，T熱源的溫度T＝600K。9.如圖所示的容器，被一剛性壁分成兩部分，環(huán)境壓力為0.1MPa，壓力表B的讀數(shù)為40kPa，真空計C的讀數(shù)為30kPa，則容器兩部分內氣體絕對壓力0.14MPa，0.07MPa。10.活塞式壓氣機由于存在余隙容積，壓縮耗功不變，產(chǎn)氣量減小，隨比壓增大，容積效率減小。（填“增加”、“不變”或“減小”）選擇題（每題1分，共10分）1.準靜態(tài)過程，系統(tǒng)經(jīng)過的所有狀態(tài)都接近于DA、初態(tài)B、環(huán)境狀態(tài)C、鄰近狀態(tài)D、平衡狀態(tài)2.有一機器可從單一熱源吸收1000KJ熱量，并輸出1200KJ功，這臺機器DＡ、違反第一定律Ｂ、違反第二定律Ｃ一個都不違反Ｄ兩個都違反3.若已知工質的絕對壓力P=0.08MPa，大氣壓力P=0.1MPa，則測得壓差AA、真空度為0.02MPaB、表壓力0.02MPaC、真空度0.18MPaD、表壓力0.18MPa4.氣體在某一過程中吸入了100kJ的熱量，同時內能增加了150kJ，該過程是BA、膨脹過程B、壓縮過程C、定容過程5.某理想氣體由狀態(tài)1經(jīng)過不可逆絕熱過程變化到狀態(tài)2，該過程中工質熵的變化為：CA、B、C、6.可逆壓縮時壓氣機的耗功為AA、B、C、7.=常數(shù)適用于DA、一切絕熱過程B、理想氣體絕熱過程C、任何氣體可逆絕熱過程D、理想氣體可逆絕熱過程8.貯有空氣的絕熱剛性密閉容器中，安裝有電加熱絲，通電后，如取空氣為系統(tǒng)，則過程中的能量關系有CA、Q>0 ,ΔU>0,W>0 B、Q=0 ,ΔU>0,W<0C、Q>0 ,ΔU>0,W=0 D、 Q=0 ,ΔU=0,W=09.一個橡皮氣球在太陽下被照曬，氣球在吸熱過程中膨脹，氣球內的壓力正比于氣球的容積。則氣球內的氣體進行的是BA、定壓過程B、多變過程C、定溫過程D、定容過程10.以下措施，不能提高蒸汽朗肯循環(huán)的熱效率。CA、提高新汽溫度B、提高新汽壓力C、提高乏汽壓力D、降低乏汽壓力判斷與分析題（每題1.5分，判斷正確得0.5分，分析1分，共15分）1.提高新蒸汽的溫度、壓力和降低乏汽壓力理論上都可以提高郎肯循環(huán)熱效率?！鹫f明理由：在相同的初壓和背壓下，提高新蒸汽溫度，增加了循環(huán)的高溫加熱段，使循環(huán)溫差增大，能提高熱效率。在相同的初溫和背壓下，提高初壓，也能提高循環(huán)的平均溫差，從而提高熱效率。在相同的初壓和初溫下，較低的乏氣壓力使循環(huán)溫差增大，循環(huán)凈功提高，可以顯著提高循環(huán)熱效率。2.只要氣體的比熱容是常數(shù),Cp-Cv=Rg?！琳f明理由：Cp-Cv=Rg從理想氣體推導而來，Cp-Cv是溫度的函數(shù)，與是否為常數(shù)無關3.準靜態(tài)過程一定是可逆過程?！琳f明理由：可逆過程首先應是準靜態(tài)過程，同時還要求過程中不存在耗散效應。故準靜態(tài)過程未必一定是可逆過程。4.穩(wěn)定狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)?！鹉Y過程：朗肯循環(huán)中乏汽的凝結是完全的，完全液化成水。而卡諾循環(huán)中乏汽的凝結不完全，仍有部分蒸汽存在。換熱過程：朗肯循環(huán)為定壓過程，而卡諾循環(huán)為定溫過程。壓縮時工質狀態(tài)：朗肯循環(huán)中為水，而卡諾循環(huán)中為水和蒸汽的混合物。溫限：朗肯循環(huán)可利用過熱蒸汽，而卡諾循環(huán)局限于飽和區(qū)。綜合計算題（每題10分，共30分）1．空氣初態(tài)為p1=0.1MPa、t1=20℃，經(jīng)過二級活塞式壓氣機后，壓力提高到4.9MPa，假定各級壓縮過程的多變指數(shù)n=1.3。試求：（1）以耗功最小為前提的各級壓比；（2）生產(chǎn)1kg壓縮空氣理論上消耗的功；（3）各級氣缸的出口溫度；（4）若采用單級壓縮，壓氣機消耗的功及出口溫度。(Rg=0.287kJ/kg·K)答：欲使耗功最小，應使各級壓比相等。各級壓比應為：根據(jù)狀態(tài)方程式求出初態(tài)下的比容（3）各級氣缸的出口溫度；（4）若采用單級壓縮，壓氣機消耗的功及出口溫度。2．1kg空氣，初態(tài)P1=1.0MPa,t1=500℃，在氣缸中可逆定容放熱到P2=0.5MPa，然后可逆絕熱壓縮到t2=500℃，再經(jīng)可逆定溫過程回到初態(tài)。求循環(huán)功和吸收的熱量。答：查表，Rg=287J/(kg?K)，cv=717J/(kg?K),cp=1004J/(kg?K),κ=1.4T1=T3=500+273.15=773.15K狀態(tài)1：對于定容放熱定容過程的過程功w1-2為零，過程熱量對于絕熱壓縮過程功過程熱量q2-3=0循環(huán)功循環(huán)熱量N28kg0.1MPa17℃N22kg0.07MPa67℃3．在高溫環(huán)境中有一容器，A側裝有2kg氮氣，壓力為0.07MPa，溫度為67℃；B側裝有8kg氮氣，壓力為0.1MPa，溫度為17℃。A和B的壁面均為透熱壁面，它們之間用管道和閥門相連，見附圖?，F(xiàn)打開閥門，氮氣由B流向A。氮氣可視為理想氣體，已