工程热力学期末复习题1答案.docx

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1、工程热力学期末复习题1答案一、判定题：1.平衡状态一定稳定状态。2.热力学第一定律的本质是能量守恒定律；3公式du=cdt适用理想气体的任何经过。v4容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。5在TS图上，任意二条可逆绝热经过线不能相交。6膨胀功与流动功都是经过的函数。7当把一定量的从一样的初始状态压缩到一样的终状态时，以可逆定温压缩经过最为省功。8可逆经过是指工质有可能沿原经过逆向进行，并能恢复到初始状态的经过。dqccd为一经过量；9.根据比热容的定义式，可知理想气体的pT10.自发经过为不可逆经过，非自发经过必为可逆经过；11在管道内作定熵流动时，各点的滞止参数都一样。12孤立系

2、统的熵与能量都是守恒的。13闭口绝热系的熵不可能减少。14闭口系统进行了一个经过，假如熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。15理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。16实际气体绝热节流后温度一定下降。17任何不可逆经过工质的熵总是增加的，而任何可逆经过工质的熵总是不变的。18.不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率；19混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。20热力学恒等式du=Tds-pdv与经过可逆与否无关。21当热源和冷源温度一定，热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。22从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，由于气化经过温度未变，所以焓的

3、变T=0。h=c化量p=cdT仅适用于理想气体，不能用于实际气体。23定压经过的换热量qpp图上，通过同一状态点的定熵经过的斜率大于定温经过的斜率。vp在2425.压缩经过耗功是体积膨胀功，压气机耗功是技术功；26供热量一定，用电炉取暖与用热泵式空气取暖耗电量一样多。27渐缩喷管出口截面参数不变，背压提高，则喷管流量下降。28工质在变截面管道内流动，管道的最小截面即为临界截面。29对于渐放型喷管，当进口流速为亚音速时，可是气流压力升高。30.对于未饱和空气，干球温度湿球温度露点温度。31湿空气的相对湿度愈大，则其水蒸气分压力愈大。32.相对湿度越大则空气的含湿量越高；33已知湿蒸汽的压力与温度

4、就能够确定湿蒸汽的状态。34滞止参数是工质经定熵滞止后得到的状态参数。35露点温度等于空气中水蒸气分压力对应的饱和温度。二、图示题：当前位置：文档视界工程热力学期末温习题1答案工程热力学期末温习题1答案当前位置：文档视界工程热力学期末温习题1答案工程热力学期末温习题1答案当前位置：文档视界工程热力学期末温习题1答案工程热力学期末温习题1答案当前位置：文档视界工程热力学期末温习题1答案工程热力学期末温习题1答案当前位置：文档视界工程热力学期末温习题1答案工程热力学期末温习题1答案p33224411sv并定性讲明再热循环对循环热效图上画出采用再热的郎肯循环循环图，在8.T-s率的影响。?会使p提高

5、，答：假如附加部分的效率高，则再热循环效率会提高，中间压力.t提高，但此时对干度的改善较小。x29.画出蒸汽压缩制冷系统的T-s图，并讲明各个经过是在哪个设备中完成的。答：1-2经过，压气机中完成；2-3经过，冷凝器中完成；3-4经过，节流阀中完成；4-1经过，蒸发器中完成。三、简答题：1绝热刚性容器用隔板分成A、B一样的两部分，12侧为真空，分析忽然抽掉隔板BA侧充满空气，后气体的状态参数热力学能、焓、熵怎样变化？?2平衡状态与均匀状态有何区别和联络平衡状态与稳定状态有何区别和联络，绝热经过是定熵经过吗？多变经过是任意经过吗？34如下图的电加热装置，容器中盛有空气，并设有电阻丝，试问取什么为

6、系统，系统与外界交换的是热量；取什么为系统,系统与外界交换的是电功；取什么为系统，系统与外界没有任何能量交换。c5热量与功有什么一样的特征，两者的区别是什么？5.答：热量和功都是能量传递的度量，它们都是经过量。只要在能量传递经过中才有所谓的功和热量，没有能量的传递经过也就没有功和热量。区别：功是有规则的宏观运动能量的传递，在做功经过中往往伴随着能量形态的变化，热量则是大量微观粒子杂乱热运动的能量的传递，传热经过中不出现能量形态的转化。功转化成热量是无条件的，而热转变成功是有条件的。6为什么T-s图上过同一点的气体的定容线要比定压线陡一些？dTTdTT，而在定压线上答：在定容线上6.dsCdsC

7、PV7工质在压力p1下被吸入气缸，可逆压缩至p2(p1p2)，然后排出气缸，试在pv图上表示出此工作经过的膨胀功和技术功，并讲明技术功和膨胀功之间的关系。7答：其1-2-3-4-1为技术功wt1-2-5-6-1为膨胀功wpv=w-wt8对于闭口系统，引起系统熵变的因素有哪些？开口系统呢？8答：闭口系统，由于没有物质的流动，引起熵变的主要因素为传热引起的熵流，以及不可逆经过而产生的熵产。对于开口系，除了熵产和熵流之外还有由于物质流动所引起的熵的变化9能否一切熵增经过都是自发经过？可逆经过的熵增必须为零？9答：不是一切熵增经过都是自发经过，例如气体的不可逆绝热压缩经过，经过中气体的熵增大，但是这个

8、经过不是自发经过。可逆过称的熵增不一定为零，可逆经过的熵产为零，但熵流不一定就业为零。例如可逆定温吸热经过的熵增就大于零。10气体在喷管中流动，欲使超音速气流加速，应采用什么形式的喷管？为什么？10答：愈使超音速气流加速，应选用渐扩管，由于超音速气流在减缩喷管中有压缩的效应，只要在渐扩喷管中才能膨胀加速11简述制冷循环和热泵循环的异同点。11答：一样点：原理为逆卡诺循环，将热量从低温带到高温不同点：热泵为产热，热为有效，制冷循环要的是冷量12在内燃机混合加热理想循环、定容加热理想循环及定压加热理想循环中，提高压缩比都可使循环热效率提高，试从第二定律分析其原因。T2?1?，其中12答：根据热力学

9、第二定律，循环热效率为T为循环平均吸1tT1热温度，T为循环平均放热温度。在这三个循环中提高压缩比，均能够提高循2环平均吸热温度，而平均放热温度要么不变，要么减小，所以均可使循环热效率提高。13蒸汽动力装置采用再热的根本目的是提高循环的热效率吗？13答：不是，采用再热循环的目的是为了在提高初态压力时，不引起乏气的干度的降低，即通过提高初态压力提高热效率，而再热循环较基本循环的热效率并不一定提高。14.画图分析新蒸汽参数对基本朗肯循环的热效率有和影响？14答：初温对热效率的影响：初温由提高到的Ts图。初压和背压pTTTp211a11不变，由图看到，提高初温可提高循环的平均吸热温度(由提高到)，进

10、而提TTa11高循环的热效率。s图。T不变而升高初压、初温蒸汽初压的影响：图为保持背压的循环Tpp121能够提高平均吸热温度，进而提高循环的热效率。显然，提高Tp1115.压缩蒸汽制冷循环采用节流阀代替膨胀机，压缩空气制冷循环能否可以以采用这种方法？为什么？15答：不能够。由于空气的比热容较小，且增压比增大循环制冷系数讲减小，故每千克空气的吸热量不多，为了提高制冷能力，空气的流量就就要很大，而节流阀不能知足大流量的要求。16假如选取燃气轮机装置理想循环的最佳增压比，能否意味着可获得最高的循环热效率，为什么？16答：不是，最佳增压比是针对循环净功而言，即循环净功最大。而循环热效1?1?tk?1?

11、k，即随增压比的增高而递增的。率17简述干球温度、湿球温度、露点之间的区别。17答：干球温度：为温度计测湿空气的实际温度湿球温度：是湿空气流过湿球时与湿球建立了热平衡后的温度露点温度：为湿空气沿等压线P=Pv降温至有液态水析出的温度18.当湿空气的相对湿度?固定不变时，湿空气的温度增高，湿空气的含湿量d、tt怎样变化？、湿球温度露点温度wDpv?tpt，而温度提高、湿球温度都提高。由于、露点温度含湿量答18.：dwsDp提高，当相对湿度不变，水蒸气分压力提高，则露点温度，时相应的饱和压力s含湿量提高。计算题1.1kgN2在一热力经过中从初态0.2MPa、157变化到0.1MPa、27，经过TK

12、；周围环境温度试问经过能否为可逆经过？过=300的技术功为34.94kJ/kg，0程有无不可逆损失？若有不可逆损失，不可逆损失为多少？视N2为定比热理R=0.297kJ/kg.k，气体常数。想气体，定压比热容Cp=1.038kJ/kg.kgw?t?q?h?w?c-100kJ/kg1.解：?qttp取系统与环境组成孤立系，则s?s?siso热源工质Tp22?ln?clnRs?-0.1678，gp工质Tp11?q?q?s?s?s?s0.16540所以不可逆。，则0.3333iso热源热源工质TT00I?Ts?T?s?49.64kJ/kg。iso00gm?9kgkg的金属投入的水中，初始时金属棒的温

13、度2.将一根即0.36m?w?K0.42kJ/?kgc?1060?T295T?和水的温度别为，K比热容分K，i,mwm?K?kgc?0.4187kJ/T，试求终温水以及它们组成的孤立系的熵变。和金属棒、fw设容器绝热。2.解：由闭口系能量方程，取容器内水和金属棒为热力系，绝热，W?Q?U?U?U?0，不作外功，所以则，0?Q0U?0?Wmw?0T?Tm?cTmcTmwmwfwmf?0?T?298.042?.T?1060129549?.187?T?.?036?。fff由金属棒和水组成的是孤立系，孤立系的熵变为金属棒熵变和水熵变之和，?S?S?SWisomT298.1f-0.1918kJ/Kln3

14、60lncm?S?.?420.?mmm1060TmT298.1f0.3939kJ/Kln0?4.?S?mcln187?9.www295Tw0.2021kJ/KSS?S?Wisom3在两个恒温热源间工作的某动力循环系统，其高温热源温度=1000K低温热=300K。循环中工质吸热经过的熵变s源温度=1.0kJ/(kgK)，吸热量1=600kJ/kg。环境=980kJ/kg；工质放热经过的熵变s=1.02kJ/(kgK),放热量2温度=300K，试求：(1)循环的热效率(2)吸热经过和放热经过的熵流和熵产；(3)判定该经过能否实现。3解：1循环净功为=380K600q?980?w?q?q21netn

15、et循环热效率为w380net?=38.8%tq98012、工质吸热经过q9801=0.98kJ/(kgK)熵流为?s?1fT10001?s?s?s=1.0kJ/(kgK)该经过熵变为1gf11s?s?s?1.0?0.98=0.02kJ/(kgK)则熵产为11f1g、工质放热经过?q6002=2kJ/(kgK)熵流为?s2fT3002?s?s?s=1.02kJ/(kgK)该经过熵变为222gfs?s?s?1.02?(?2)=0.98kJ/(kgK)则熵产为22f2g3由上面结果得可任选、之一进行判定，q1?s，既能实现、工质吸热经过有1T1?q2?s，既能实现工质放热经过有2T2、可以以用循环熵增0?s?s?s?1.0?1.02?0.02?21即还是能实现4.p=1.0MPa，t=20C的空气可逆绝热流经渐缩喷管，在喷管截面F为0.003平o00方米处的气流马赫数为0.7，若背压为0.25MPa，试求F截面处空气的温度及流速，喷管出口截面积A2及空气出口流速，空气比定压热容为c=1004J/(kgK)。p2，由题意可逆绝热流动，得截面FA=0.003处的气4.解：在截面F处，面积mF