《工程热力学》试卷及标准答案评分标准.doc
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《工程热力学》试卷及标准答案
第一部分选择题（共15分）
一、单项选择题（本大题共15小题，每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共15分）
1、压力为10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar的环境中，现将喷管尾部截去一段，其流速、流量变化为。
【】
A.流速减小，流量不变B.流速不变，流量增加
C.流速不变，流量不变D.流速减小，流量增大
2、某制冷机在热源T1=300K，及冷源T2=250K之间工作，其制冷量为1000KJ，消耗功为250KJ，此制冷机是【】
A.可逆的B.不可逆的
C.不可能的D.可逆或不可逆的
3、系统的总储存能为【】
A.B.
C.D.
4、熵变计算式只适用于【】
A.一切工质的可逆过程B.一切工质的不可逆过程
C.理想气体的可逆过程D.理想气体的一切过程
5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个【】过程。
【】
A.可逆绝热压缩B.不可逆绝热压缩
C.边压缩边吸热D.边压缩边放热
6、混合气体的通用气体常数，【】。
【】
A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关
C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系
7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则【】A.Q＞0，△U＞0，W＞0B.Q=0，△U＞0，W＞0
C.Q＞0，△U＞0，W=0D.Q=0，△U=0，W=0
8、未饱和空气具有下列关系【】
A.t＞tw＞tdB.t＞td＞tw.
C.t=td=twD.t=tw＞td
9、绝热节流过程是【】过程。
【】
A.定压B.定温
C.定熵D.节流前后焓相等
10、抽汽式热电循环的结果是【】
A.提高循环热效率，提高热能利用率
B.提高循环热效率，降低热能利用率
C.降低循环热效率，提高热能利用率
D.降低循环热效率，降低热能利用率
11、一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气球的容积，则气球内的气球进行的是【】
A.定压过程B.多变过程
C.定温过程D.定容过程
12、气体的容积比热是指【】
A.容积保持不变的比热。
B.物量单位为一立方米时气体的比热。
C.物量单位为一摩尔容积气体的比热。
D.物量单位为一标准立方米时气体的比热。
13、抽气回热循环改善了朗肯循环，其根本原因在于【】
A.每公斤水蒸汽的作功量增加了
B.排气的热能得到了充分利用
C.水蒸汽的平均吸热温度提高了
D.水蒸汽的放热温度降低了
14、孤立系统是指系统与外界【】
A.没有物质交换B.没有热量交换
C.没有任何能量交换D.没有任何能量传递与质交换
15、热机从热源取热1000KJ，对外作功1000KJ，其结果是【】
A.违反第一定律B.违反第二定律
C.违反第一及第二定律D.不违反第一及第二定律
第二部分非选择题（共85分）
二、判断题（本大题共10小题，每题1分,共10分,答A表示说法正确.答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改）
16、孤立系统的熵与能量都是守恒的。
（）
17、实际气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体。
（）
18、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。
（）
19、在T—S图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。
（）
20、再热循环的主要目的是提高汽轮机尾部排汽干度。
（）
21、任一热力循环的热效率都可用η=1－q2/q1=1－T2/T1计之。
（）
22、孤立系统达到平衡时总熵达极大值。
（）23、一桶具有环境温度的河水与一杯沸水，前者的可用能大于后者。
（）
24、凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。
（）
25、卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度，而与工质的性质无
关。
（）
三、填空题（本大题共5小题，每空1分,共12分。
）
26、混合气体由N2和CO2组成，已知N2的质量成分为0.72，则混合气体的平均气体常数Rg,eq=，平均摩尔质量Meeq=。
（N2的摩尔质量为0.028kg/mol，CO2为0.044kg/mol）
27、冬季取暖，若不采取任何其他措施，室内温度，室内相对湿度。
（填增大，减少或不变）。
28、湿蒸汽的干度定义为。
已知湿蒸汽的干度为0.2，其中干饱和蒸汽的质量为6kg，则饱和液体的质量为＿＿＿＿kg。
29、氧气的平均比定压热容，，
则，。
30、范德瓦尔方程式的表达式为：
，其中常数a
是对的修正。
常数b是对的修正。
四、名词解释（本大题共4小题，每题4分,共16分。
）
31、干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽和过热蒸汽—
32、热容的定义和单位—
33、湿空气的露点—
34、控制质量—
五、简答题（本大题共3小题，每题4分,共12分。
）
35、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？
36、简述蒸汽参数对朗肯循环效率的影响。
37、准平衡过程与可逆过程有何共同处?
有何区别?
有何联系?
六、计算题（本大题共4小题，共35分。
）
38、某蒸汽动力厂按一级抽汽回热（混合式）理想循环工作，如图所示，已知新蒸汽参数p1=4.0MPa，t1=4200C，汽轮机排汽压力p2=0.007MPa，抽汽压力pA=0.4MPa，忽略泵功。
试求：
（1）定性画出循环的T-s图；
（2）抽汽系数α；
（3）循环吸热量q1，放热量q2及输出净功ωnet；
（4）循环热效率；（15分）
p
（MPa）
t
（0C）
h
（kJ/kg）
s
kJ/（kg.K）
Ps
（MPa）
h′
（kJ/kg）
h″
（kJ/kg）
s′
kJ/（kg.K）
s″
kJ/（kg.K）
4
420
3261.4
6.8399
0.4
604.7
2737.6
1.7764
6.8943
0.4
2716.3
6.8399
0.007
163.4
2572.6
0.5597
8.2767
39、一闭口系从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热量为47.5kJ，而系统对外作功为30kJ，如图所示。
（1）若沿1-4-3途径变化时，系统对外作功15kJ，求过程中系统与外界传递的热量。
（2）若系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1，外界对系统作功6kJ，求该过程中系统与外界传递的热量。
（3）若U2=175kJ,U3=87.5kJ，求过程2-3传递的热量及状态1的热力学能。
（7分）
40、m=2.26kg理想气体的气体常数Rg=430J/（kg.k），比热比κ=1.35。
初温T1=477K，经可逆定容过程后终温T2=591K。
求Q、ΔU、W、ΔS。
（7分）
41、空气可逆绝热流过一喷管，入口压力p1=0.7MPa，温度t1=800℃，出口压力p2=0.15MPa，此喷管是什么外型的喷管?
入口空气流速忽略不计，比热容和比热比取定值，分别为cp=1.004kJ/（kg·K），κ=1.4，Rg=287J/（kg.k）。
求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。
（7分）
第一部分选择题（共15分）
一、单项选择题（每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共15分）
1、C2、B3、C4、C5、C
6、D7、C8、A9、D10、A
11、B12、D13、C14、D15、B
第二部分非选择题（共85分）
二、判断题（本大题共10小题，每题1分,共10分,答A表示说法正确.答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改）
16、B17、A18、B19、A20、A
21、B22、A23、B24、B25、A
三、填空题（本大题共5小题，每空1分,共11分。
）
26、0.267kJ/（kg.K）31.1×10-3kg/mol
27、增大减少
28、饱和蒸汽的质量占整个湿蒸汽质量的比值24
29、0.946kJ/（kg.K）0.686kJ/（kg.K）
30、对气体分子间的引力对气体分子体积
四、名词解释（本大题共4小题，每题4分,共16分。
）
31、干度为1的湿蒸汽为干饱和蒸汽；（1分）
蒸汽和水的混合物称为湿饱和蒸汽；（1分）
温度高于蒸汽压力下所对应的饱和温度的蒸汽，称为过热蒸汽。
（2分）
32、物体温度升高1K（或1oC）所需热量称为热容，以C表示。
（2分）
单位有J/（kg.K）、J/（mol.K）和J/（m3.K）。
（2分）
33、在保持湿空气中水蒸气分压力pv不变的条件下，降低湿空气温度而使其达到饱和状态时所对应的温度，称为露点。
（4分）
34、一个热力系统如果和外界只有能量交换而无物质交换，则该系统称为闭口系统。
闭口系统内的质量保持恒定不变，闭口系统又叫做控制质量。
（4分）
五、简答题（本大题共3小题，每题4分,共12分。
）
35、定压n=0，定容n=∞，定温n=1，定熵n=κ（4分）
36、
（1）提高初温，可提高热力循环效率和增大膨胀终点的干度，但受金属材料耐热性能的限制。
（2分）
（2）在相同的初温和背压下，提高初压也可使热效率增大。
会使乏汽干度降低，设备强度的问题。
（1分）
（3）降低背压可以显著提高循环热效率。
受环境温度的限制。
（1分）
37、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过程。
（2分）
它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损耗。
（1分）
一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。
（1分）
六、计算题（本大题共4小题，共36分。
）
38、
（1）图略。
（可参照教材p329图10-14）（2分）
（2）抽汽系数（2分）
（3）（2分）
（2分）
（2分）
（2分）
（2分）
（4）（2分）
39、对途径1-2-3，由闭口系能量方程得
（1分）
（1）对途径1-4-3，由闭口系能量方程得
（系统对外放热）（2分）
（2）对途径3-1，可得到
（1分）
（3）对途径2-3，有
（1分）
则
（1分）
（1分）
40、（1分）
（1分）
（2分）
（1分）
（2分）
41、为缩放型喷管。
（1分）
（2分）
（2分）
（2分）
《工程热力学》试题第11页（共8页）
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