《2015年考研南京师范大学考研专业课工程热力学期末考试卷（2份）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015年考研南京师范大学考研专业课工程热力学期末考试卷（2份）（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专业课复习资料（最新版）专业课复习资料（最新版）封封面面南京师范大学南京师范大学工程热力学工程热力学-考试卷考试卷 1 一、回答下列各题： 1、表压力与绝对压力之间的关系如何？为什么热工计算都必须以绝对压力为计算 依据？ 2、写出稳定流动能量方程式，并说明其物理意义。 3、对理想气体来说，通用气体常数的数值是否随气体的种类不同或所处的状态不 同而异？为什么？ 4、水在定压汽化过程中，温度是不变的，其内能和焓是否变化？说明理由。 5、“工质进行一个不可逆循环后，其熵必定增大。 ”这句话为什么不正确？ 6、写出卡诺循环热效率的表达式。并说明提高热机效率的根本途径。 二、某刚性绝热容器如图所示，中间
2、用隔板分开。A 部分装有压力是 2MPa、25氦气， B 部分为真空。已知 B 部分的空间是 A 部分的 2 倍。试确定当隔板抽去后，氦气的 压力、 温度和熵增。 按定比热理想气体计算， 氦气的物性参数为： Rg=2.077kJ/(kgK)、 Cvo=3.119 kJ/(kgK)。 三、某内燃机定容加热循环的 p-v 图如图所示，循环初始状态为：p1=0.1 MPa、t1=30, 压缩比=6，定容加热到 p3=3.5 MPa,已知工质的物性参数为：Rg=0.2871kJ/(kgK)、 Cvo=0.718 kJ/(kgK)。试计算：(1)、各状态点的基本状态参数； (2)、循环中对每公斤工质加入
3、的热量； (3)、循环的热效率； (4)、循环净功量。 四、空气流经喷管做定熵流动，已知进口截面上空气参数为p1=0.7 MPa、t1=947， 背压为 0.3696 MPa，质量流量为 0.5kg/s，试选择喷管的形状，并计算 (1)、喷管出口截面上的温度； (2)、喷管出口截面上的流速; (3)、喷管出口截面上的当地音速; (4)、喷管出口截面积。 空气的物性参数为：Rg=0.2871kJ/(kgK)、Cpo=1.004 kJ/(kgK)。 五、已知饱和水与饱和蒸汽的热力性质表如下：压力温度比热焓熵液体蒸汽液体蒸汽液体蒸汽 ptvvhhssMPam3/kgm3/kgkJ/kgkJ/kgkJ
4、/(kgK)kJ/(kgK)1.40195.040.00114890.14072830.12788.42.28366.46651.50198.280.00115380.13165844.72790.42.31446.44181.60201.370.00115860.12368858.62792.22.34366.4187试确定当饱和压力为 1.5 MPa，干度 x=0.8 时湿蒸汽的焓、比容、熵和内能。 六、通过你对工程热力学的学习，结合生产或生活实际的应用，举一个节约能源或 能量综合利用的例子，并加以分析。工程热力学-考试卷 2工程热力学-考试卷 2 （闭卷，150 分钟）班级姓名学号成绩一
5、、简答题(每小题 5 分，共 40 分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？2. 温度为 500C 的热源向热机工质放出 500 kJ 的热量，设环境温度为 30C，试问这部分热 量的火用（yong）值（最大可用能）为多少？3. 两个不同温度（T1,T2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源 T1吸收热量 Q1向低温 热源 T2放出热量 Q2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系 统熵增。假设功源的熵变SW=0。4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中 保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态 参数（T、P、u
6、、s、v）如何变化，并简述为什么。5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。 （绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计）B隔板A自由膨胀iso0S6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第 i 组元的状态方程。7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结 论。8. 一个控制质量由初始状态 A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态 B，若两过程中热源温度均为rT。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。二、作图题： （每小题 5 分，共 10 分） 1.
7、试在所给参数坐标图上定性地画出理想气体过点 1 的下述过程，分别指出该过程的过程 指数 n 应当在什么数值范围内 (图中请标明四个基本过程线)： 1）压缩、升温、吸热的过程 2）膨胀、降温、吸热的过程。2. 如图所示 Ts 图上理想气体任意可逆过程 12 的热量如何表示？热力学能变化量、焓 变化量如何表示？若过程 12 是不可逆的，上述各量是否相同？(请写出简明的作图方法。)三、计算题： （共 50 分） 1. 压气机在 95 kPa、25 的状态下稳定地以 340 m3/min 的容积流率吸入空气，进口处的空 气流速可以忽略不计；压气机排口处的截面积为 0.025 m2，排出的压缩空气的参数
8、为 200 kPa、120 。压气机的散热量为 60 kJ/min。已知空气的气体常数 Rg=0.287 kJ/(kg.K)，比定 热容 cV=0.717 kJ/(kg.K)，求压气机所消耗的功率。 （16 分）2. 在高温环境中有一容器， A 侧装有 2 kg 氮气， 压力为 0.07 MPa， 温度为 67； B 侧装有 8 kg 氮气，压力为 0.1 MPa，温度为 17 ， 。A 和 B 的壁面均为透热壁面，它们之间用管道和阀门相连， 见附图。现打开阀门，氮气由 B 流向 A。氮气可视为理想气体， 已知气体常数 Rg,N2= 297 J/(kgK)，过程中的平均定容比热容 cv= 0.742 kJ/( kgK)， 若压力平衡时容器中气体温度为 t2= 40， 试求： 平衡时终压力 P2；吸热量 Q ；气体的熵变。 （18 分）N2 8 kg 0.1 MPa 17 N2 2 kg 0.07MPa 673. 将 100 kg 温度为 30 的水与 200 kg 温度为 80 的水在绝热容器中混合，假定容器内壁与水之间也是绝热的， 且水的比热容为定值， 取K)kJ/(kg187. 4c， 环境温度为 17 。求混合过程导致的可用能损失？（16 分）
