工程热力学期末考试试题_4.docx

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1、工程热力学期末考试试题建筑环境与设备工程专业一、选择题(每题3分，共分)1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为(B)A.真空pv=0.08MpaB.表压力pg=0.08MPaC.真空pv=0.28MpaD.表压力pg=0.28MPa2.简单可压缩热力系的准平衡经过中工质压力降低，则(A)A.技术功为正B.技术功为负C.体积功为正D.体积功为负3.理想气体可逆定温经过的特点是(B)A.q=0B.Wt=WC.WtWD.Wt15.在压力为p时,饱和水的熵为s.干饱和蒸汽的熵为s。当湿蒸汽的干度0ssB.sssC.sss16.可逆绝热稳定流动经过中,气流

2、焓的变化与压力变化的关系为(B)A.dh=-vdpB.dh=vdpC.dh=-pdvD.dh=pdv17、饱和湿空气的相对湿度BA1B.=1C.4不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是。A全部水变成水蒸汽B部分水变成水蒸汽C部分或全部水变成水蒸汽D不能确定5经过是可逆经过。A.能够从终态回复到初态的B.没有摩擦的C.没有摩擦的准静态经过D.没有温差的1、B2、A3、A4、A5、C三、填空题(每空1分，共10分)1.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_孤立系_。2.在国际单位制中温度的单位是_开尔文(K)_。3.根据稳定流动能量方程，风机、水泵的能量方程可简

3、化为_ws=h2h1或wt=h2h1_。4.同样大小的容器内分别储存了同样温度的氢气和氧气，若二个容器内气体的压力相等，则二种气体质量的大小为2Hm_小于_2Om。5.已知理想气体的比热C随温度的升高而增大，当t2t1时，212ttt0CC与的大小关系为_221t0ttCC_。6.已知混合气体中各组元气体的质量分数i和摩尔质量Mi，则各组元气体的摩尔分数i为_=n1iiiiiM/M/_。7.由热力系与外界发生_热量_交换而引起的熵变化称为熵流。8.设有一卡诺热机工作于600和30热源之间，则卡诺热机的效率为_65.29%_。9.在蒸汽动力循环中，汽轮机排汽压力的降低受_环境_温度的限制。1.与

4、外界既无能量交换也无物质交换的热力系称为_孤立_热力系。2.热力系的储存能包括_热力学能、宏观动能、重力位能_。3.已知某双原子气体的气体常数Rg=260J/(kgk)，则其定值比热容cv=_650_J/(kgk)。4.已知1kg理想气体定压经过初、终态的基本状态参数和其比热容，其热力学能的变化量可求出为u=_cp(T2T1)_。5.定值比热容为cn的多变经过，初温为T1,终温为T2，其熵变量s=_。6.水蒸汽的临界压力为_22.12_MPa。7.流体流经管道某处的流速与_当地音速_的比值称为该处流体的马赫数。8.汽轮机的排汽压力越低，循环热效率越高，但排汽压力的降低遭到了_环境温度_的限制。

5、9.未饱和湿空气的相对湿度值在_0与1_之间。1理想气体多变指数n=1，系统与外界传热量q=_；多变指数n=，系统与外界传热量q=_。2卡诺循环包括两个_经过和两个_经过3水蒸汽的汽化潜热在低温时较_，在高温时较_，在临界温度为_。4在TS图上，定压线的斜率是_；定容线的斜率是_5理想气体音速的计算式：_，马赫数的定义式为：_1、功W;内能U2、定温变化经过，定熵变化3、小，大，04、对数曲线，对数曲线5、a=cMa=1理想气体多变经过中，工质放热压缩升温的多变指数的范围_2蒸汽的干度定义为_。3水蒸汽的汽化潜热在低温时较_，在高温时较_，在临界温度为_。4理想气体的多变比热公式为_5采用Z级

6、冷却的压气机，其最佳压力比公式为_1、大于0，小于;2、湿蒸汽中含干蒸汽的质量/湿蒸汽的总质量3、小，大，04、1nvnccn-=-5、i=PZ+1/P11/Z四、名词解释题本大题共5小题，每题3分，共15分1、理想气体:理想气体知足克拉贝龙状态方程的气体;或者是指由互相间没有作用力的分子构成的气体,且分子本身是不占据体积的弹性质点.2、水蒸汽的临界状态：当压力高于确定的临界压力时，定压下的蒸气发生经过不再经历预热、气化和过热三个阶段，而是在温度为临界温度时连续地从液态转变为气态，这种由临界压力和临界温度确定的状态称为临界状态。过热度：过热蒸气的温度与同压下的饱和温度之差称为过热度，单位为开尔

7、文或摄氏度3、湿空气的绝对湿度：湿空气中水蒸气的密度，符号V4、湿空气的相对湿度：湿空气中水蒸气的密度V与其相应温度下的最大密度S之比5.熵产：不可逆经过中，不可逆因素引起的熵的变化称为熵产。6.稳定流动：是指流体流经管道中任意点的热力状态参数及流速等均不随时间而变化的流动经过。7.湿空气的焓：湿空气的焓值等于干空气的焓值与水蒸气的焓值之和。8.控制质量:闭口系内包含的物质量是恒定的，这种作为研究对象的恒量物质称为控制质量。9.热量的无效能:热源提供的热量，在环境为冷源的卡诺循环中，不能转换为功的部分。10.水蒸汽的饱和状态:汽化和液化速率相等，成为一种汽液相变的动态平衡的状态。11.湿空气的

8、含湿量:一定体积的湿空气中所含水蒸汽的质量与其中所含干空气质量的比值。或湿空气中，每1kg干空气中所含水蒸汽的质量。孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统。焓：为简化计算，将流动工质传递的总能量中，取决于工质的热力状态的那部分能量，写在一起，引入一新的物理量，称为焓。热力学第二定律：克劳修斯(Clausius)讲法：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。开尔文一浦朗克(KelvinPlank)讲法：不可能制造只从一个热源取热使之完全变成机械能而不引起其他变化的循环发动机。相对湿度：湿空气的绝对湿度v与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s的比值，称为相对湿度?。卡诺

9、定理：1所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切可逆循环，其热效率都相等，与采用哪种工质无关。2在同温热源与同温冷源之间的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。理想气体：气体分子本身所具有的体积与其所活动的空间相比非常小，分子本身的体积能够忽略，而分子间平均距离很大，分子间互相吸引力小到能够忽略不计时，这种状态的气体便基本符合理想气体模型。水蒸气的汽化潜热：将1kg饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所需的热量。五、简答题本大题共5小题，每题5分，共25分1.何谓水蒸汽参数座标图中的一个点、两条线、三个区域和五种状态？一点:临界状态点,其在水蒸汽参数座标图中的位置随工质而异;二线:饱和蒸气线(上界

10、限):不同压力下饱和蒸气状态的连线.饱和液线(下界限):不同压力下饱和液状态的连线。上、下界限合在一起又称为饱和线。三区：未饱和液区过冷液区，湿蒸气区，过热蒸气区五态：未饱和液过冷液，饱和液，湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽2.卡诺循环热效率表达式讲明了哪三个重要问题？a.提高热源温度TH和降低冷源温度TL是提高两恒温热源间可逆循环热效率的根本途径与方法;b.TL=0和TH是不可能的,故热机热效率恒小于100%;c.当TH=TL时,C=0,讲明单一热源热机是造不成的.3.平衡状态与稳定态有什么联络与区别?平衡态是指热力系的宏观性质不随时间变化的状态。稳定态是指热力系的状态不随时间而变化的状态。

11、平衡必然稳定，稳定未必平衡。4.能量方程q=u+w和q=CvT+?21pdv的适用条件有何不同?前者：闭口系、任意工质、任意经过；后者：闭口系、理想气体、可逆经过。5.夏天，自行车在被太阳晒得很热的马路上行驶时，为什么容易引起轮胎爆破?轮胎内气体压力为P=VMR,TVMRrr为常数，当T升高时P随之升高，容易引起爆破。6.不可逆经过熵的变化怎样计算?能够选择一样初、终状态间可逆经过熵的变化来计算。7.准平衡经过与可逆经过有何共同处?有何区别?有何联络?它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平衡状态的状态组成的经过。它们的区别在于准平衡经过不排挤摩擦能量损耗现象的存在，可逆

12、经过不会产生任何能量的损耗。一个可逆经过一定是一个准平衡经过，没有摩擦的准平衡经过就是可逆经过。8.理想气体状态方程有哪些常见形式?方程中的常数项与物性能否有关?1kg气体:pv=RrTmkg气体:pV=mRrT1mol气体：pVm=RTnmol气体：pV=nRTRr是气体常数与物性有关，R是摩尔气体常数与物性无关。9.干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态参数各有何特点?干饱和蒸汽：x=1,p=pst=tsv=v,h=hs=s湿饱和蒸汽：0，因而该经过是能够实现的。六、计算题(第1、2题每题6分，第3、4题每题8分，共28分)1.m=1.5kg空气按可逆定温经过由初态T1=328K,P1=0.2510

13、6Pa变化到终态P2=0.15106Pa，空气的Rr=0.287KJ/(kgk)，试求此定温经过的Q、W、U、H。Q=mRrTln21PP=1.50.287328lnKJ1.721015.01025.066=?W=mRrTln21PP=Q=72.1KJU=mCv(T2T1)=0H=mCp(T2T1)=02.某燃气轮机排气1.20kg/s，温度为T1=576K,定压排入温度T0=283K的环境；设排气的Cp=1.021KJ/(kgk)。试求每小时燃气轮机的排气热量中的有效能和无效能。每小时排气的放热量Qp:Qp=mCp(T0T1)=36001.21.021(283576)=1292341KJ/h

14、此热量中的有效能Qa:Qa=TTlnT)TT(mCdT)TT1(mCQ)TT1(m0010p0TTp0TT0101-=-=-?=36001.21.021(283576)283ln576283=405345.2KJ/h此热量中的无效能Qu:Qu=QpQa=1292341(405345.2)=886995.8KJ/h3.一容积为0.2m3的储气罐，内装氮气，其初压力p1=0.5MPa，温度t1=37。若对氮气加热，其压力、温度都升高。储气罐上装有压力控制阀，当压力超过0.8MPa时，阀门便自动打开，放走部分氮气，即罐中维持最大压力为0.8MPa，问当储气罐中氮气温度为287时，对罐内氮气共参加多少热量？设氮气比热容为定值。(218.0kJ)