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1、工程热力学课程考试模拟试卷 考试时间：120分钟姓名 专业班级 学号 得分 题号一二三四五六七总分分数评阅人一、 判断题（正确的打，错误的打，每题1分，共10分）1. 容器中气体压力不变，则安装在其上面的压力表读数也不会变化。2. 系统由某一初态可逆变化到某一终态，在这确定的两个状态之间所有过程的膨胀功都相等。3. 理想气体绝热自由膨胀过程是等内能过程。4. 理想气体向真空膨胀体积由v1变化到v2，熵的变化为。5. 工质完成一个不可逆循环，其熵的变化量必大于零。6. 如果从同一初态出发到同一终态有两个过程，一个是可逆过程，一个是不可逆过程，那么不可逆过程的s必大于可逆过程的s。7. 知道了温度
2、和压力就可以确定水蒸气的状态。8. 含湿量相同的两种空气，温度高者吸湿能力强。9. 由饱和蒸汽压不同的两个组分形成的理想溶液达到相平衡时，易挥发组分在汽相中的相对含量大于它在液相中的相对含量。10. 温度为绝对零度时，任何物质的熵都是零。二、选择题（每题2分，共20分）1. 若工质经历一可逆过程和一不可逆过程，且初态和终态相同，则两过程中工质与外界交换的热量A：相同 B：不同 C：无法确定2. 下面叙述正确的是：A：自由膨胀为可逆过程B：混合过程是不可逆过程C：准静态过程是不可逆过程3. 气体在某一过程中吸入了100kJ的热量，同时内能增加了150kJ，该过程是A：膨胀过程 B：压缩过程 C：
3、定容过程4. 一绝热刚体容器用隔板分成两部分。一部分盛有高压理想气体，另一部分为真空，抽去隔板后容器内的气体温度将：A：升高 B：不变 C：降低5. 可逆定压稳定流动过程中，系统A：焓不变 B：与外界交换的热量为零 C：技术功为零6. 一热机按某种循环工作，从温度为T1=2000K的高温热源吸收热量1000KJ，向温度为T2=300K的冷源放热1000KJ，则该热机是A：可逆热机 B：不可逆热机 C：不可能热机7. 某理想气体由状态1经过不可逆绝热过程变化到状态2，该过程中工质熵的变化为：A： B： C：8. 压力升高，水的汽化潜热A：升高 B：降低 C：不变9. 湿空气的压力一定时，其中水蒸
4、汽的分压力取决于A：含湿量 B：相对湿度 C：干球温度10. 在298K、101325Pa下有下列反应，Q1，Q2，Q3在这几个热效应中是标准生成焓的为：A：B：C：三、 简答、辩析与证明题（每题5分，共20分）1 指出下列各式的适用条件：a)b)c)d)e)2 如果单级活塞式压气机采用了某种冷却方法可以实现等温压缩，是否还有必要采用多级压缩？为什么？3 简述稀溶液的四个依数性。4 试用赫斯定律证明任意温度下的反应热效应其中为标准热效应。四、 画图说明题（每题5分，共10分）1 在焓湿图上表示出一非饱和湿空气状态的干球温度、湿球温度和露点温度，并作必要的说明。2 在Ts图与lgPh图上对应画出
5、蒸汽压缩式制冷循环，画图分析压缩机的不可逆因素对循环制冷系数的影响。五、 1kg空气，初态P1=1.0MPa, t1=500， 在气缸中可逆定容放热到P2= 0.5MPa，然后可逆绝热压缩到t2=500， 再经可逆定温过程回到初态。求循环功和吸收的热量。(15分)六、 欲设计一热机，使之能从温度为973K的高温热源吸收2000kJ，并向温度为303K的冷源放热800kJ。（1）问此循环能否实现？（2）若把此热机当制冷机用，从冷源吸热800kJ，是否可能向热源放热2000kJ？欲使之从冷源吸热800kJ ，至少要耗多少功？(10分)七、 具有一级回热的水蒸汽动力循环如下图所示。已知h1=3296
6、kJ/kg，h2=2152kJ/kg，h3=151.5kJ/kg，h4=825.5kJ/kg，h5=3032kJ/kg，忽略泵功，试求：（1）回热循环的抽汽系数和热效率。（2）如不采用回热，计算循环热效率。(15分)h5h4h2h1h3工程热力学模拟试卷一一 问答题：（每题4分,共40分） 1q=CpdT+wt适用于什么工质（理想气体，实际气体）？适用于什么过程（可 逆过程，不可逆过程）？并说明理由。2某封闭热力系经历一熵减少的可逆过程，则该热力系能否经一绝热过程回复到原态？为什么？ 3压气机绝热压缩某种理想气体,初始状态为1，由于不可逆终态为2,试在T-s图上用面积表示出压缩所消耗的技术功。
7、 4水蒸汽由给定的初态p1、t1通过一喷管等熵膨胀到湿蒸汽区，其背压p2为已知，若手头没有焓熵图，只有水蒸汽热力性质表，如何计算确定状态2的各项热力参数x2，t2，h2。5 在环境温度为300K的条件下，150K的热源有否作功能力？若能量Q由400K的恒温热源直接传入150K的恒温热源，引起的作功能力损失是多少？6 当高温空气以高速流过管道中某一障碍物，气流在此障碍物前方附近的速度几乎为零。试问该处气流温度是升高、不变还是下降？为什么？7 渐缩喷管中气流速度能否超过音速?渐放喷管中气流速度能否小于音速?为什么? 8压气机采用什么压缩过程最为经济？为了达到这一目的应该采取什么措施？ 9一动力循环
8、1231的Ts图如右图所示，其中过程12、31皆为可逆过程，23为一有摩擦的绝热过程。T1、T3都等于环境温度T0。试用一块面积或几块面积的代数和表示出该循环中的吸热量Q1，放热量Q2，净功量W和由于摩擦而引起的作功能力损失。 10当相对湿度一定时，湿空气的温度愈高，则含湿量愈大。若含湿量一定时，湿空气的温度愈高，则相对湿度也愈大。这种说法是否正确？为什么？二 计算题（每题15分，共60分）1.一个承受一定重量的活塞下有20的空气0.4kg，占据容积为0.2m2,试问加入20kJ的热量后其温度上升到多少？并做了多少功？若活塞达到最后位置后予以固定，此后再继续加入20kJ的热量，则其压力上升至多
9、少？ （Cp=1.004 kJ/kg.K，R=0.287kJ/kg.K）2. 有两股压力相同的空气流，一股气流温度为t1=400，流量m1=120kg/h；另一股气流为t2=150，流量m2=210kg/h。令两股气流先绝热等压混合。试计算： (1)绝热混合后的气流温度。 (2)空气流经绝热混合过程的熵变化。 (3)该绝热混合过程的可用能损失。 (已知 Cp=1.004 kJ/kg.K，R=0.287kJ/kg.K，T环境=300K)3.压力为5105Pa，温度为环境温度20的空气通过绝热渐缩喷管射向1105Pa的大空间中。测得出口截面上的气流温度为-10，若忽略进口流速，试计算: （1）实际
10、出口流速； （2）可逆情况下的理论出口流速及气温。 （ Cp=1004J/kg.K，cr=0.528） 4.氨蒸汽制冷装置，蒸发器中温度为10。冷凝器中的温度为30。氨压缩机从蒸发器中吸入压力为p1=0.2363 Mpa的饱和氨蒸汽并绝热压缩到t2=75，离开冷凝器时是饱和液氨。设压缩机出口氨蒸汽比焓h2=1887 kJ/kg求： （1）循环制冷系数； （2）节流过程的不可逆损失多少？并在T-s图中用面积表示出来。环境温度t0=25。 氨的饱和热力性质表： 工程热力学 模拟试卷三一、问答题（每题 4分，共40分） 1.等压过程中工质初终两态的焓差等于该过程中所吸收或放出的热量，即QH,这一结论
11、是否只用于理想气体？为什么？ 2.用稳流能量方程分析锅炉,汽轮机,压气机的能量转换特点，得出对其适用的简化能量方程。3闭口系经过一不可逆绝热过程后，是否可通过一个过程使该系统回到原来的状态？为什么？4某绝热气缸内装有完全不可压缩的流体，若流体内部及活塞与气缸之间均无摩擦。试问：气缸中的活塞能否对流体作功？假定用某种方法把流体压力从2bar提高到40bar，流体的内能和焓有没有变化？ 5热力学第二定律是否可表达为“功可以完全变为热，但热不能完全变为功”？这种说法有何不妥？ 6. 简述缩放喷管随背压Pb升高（但仍小于临界压力Pcr）时喷管内气流速度、流量的变化。7. 在压缩比及吸热量 q相同的情况
12、下，活塞式内燃机的定容加热、定压加热、混合加热循环的热效率何者最大？何者最小？为什么？8试在T-s图上表示出水蒸气理想朗肯循环，并以热力学状态参数焓h表达该循环的净功w，吸热量Q1，放热量Q2以及热效率t。 9. 压气机采用什么压缩过程最为经济？为了达到这一目的应该采取什么措施？10.湿空气中的水蒸气处于状态A。试在p-v图及Ts图上标出该湿空气的露点td及等 温加湿达到的饱和点S。 二、计算题（每题15分,共60分）1.初态为4105Pa，250的空气绝热流过一个喷管。已知背压为1105Pa，质量流量为4kg/s，喷管效率为0.96。试求：(1)喷管的类型；(2)出口流速;(3)喷管出口截面
13、积。(空气Cp= 1004 Jkg.K, Rg0.287 kJ/kg.K, K=1.4，临界压比cr=0.528)2.1kg空气由P11105Pa，T1400K定温压缩到终态，P2=10105Pa，过程中气缸壁和T0300K的环境换热。在下述两种情况下，计算气体的熵变、环境的熵变、气体和环境组成的系统的总熵变化以及作功能力损失： 、气体经历了一个可逆等温压缩过程； 、气体经历了一个不可逆等温压缩过程，该过程中实际消耗的功比可逆等温压缩的耗功多25。（已知空气的Rg0.287 kJ/kg.K）。3.有人声称设计了一整套热设备，可将65的热水的20变成100的高温水，其余80的热水由于将热量传给温度为15的大气，最终水温也降到15。你认为这种方案在热力学原理上能不能实现？为什么？若能实现，那么65热水变成100的高温水的极限比率为多少？（水的Cp=4.18kJ/kg.k）4.某氨蒸汽压缩制冷系统，已知进压缩机时为饱和干蒸汽，其焓值h1=1570KJ/kg，经绝热压缩后h2=1725kJ/kg，经冷凝器放热为饱和液体，其焓值h3=450kJ/kg，制冷量为1.5105kJ/h。试求:（1）.氨的循环流量,（2）.制冷系数,（3）.冷却水流量（已知冷却水经
