《工程热力学与传热学》试题参考答案及评分标准一、名词解释（本大题共8 小题，每小题2 分，共 16 分）1、传热学：传热学是研究热量传递规律的科学2、孤立系：与外界既无任何物质交换又无任何形式的能量交换的系统3、迈耶公式：理想气体的比定压热容Cp 和比定容热容Cv 相差一个气体常数R4、多变过程：在实际过程中，凡是状态变化规律符合pvn=定值的过程，称为多变过程，式中 n 叫作多变指数5、孤立系熵增原理：孤立系统中的一切实际过程总是朝着熵增加的方向进行6、比热容：单位质量物体改变单位温度时的吸收或放出的热量7、黑度：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值称为实际物体的发射率，俗称黑度8、对流换热：流体流过与其温度不同的固体壁面时的热量传递过程二、单选题（本大题共9 小题，每小题2 分，共 18 分）BDACD BCAB 三、填空题（每空1 分，共 13 分）1、热力学能u2、冷源温度；热源温度；可逆的等温过程；可逆的绝热过程3、0； 04、吸收率5、热传导（导热） ；热对流；热辐射6、15007、5796（5795.2）四、简答题（本大题共5 小题，共33 分）1、在 P-V 图和 T-S 图上表示工质压缩，对外放热、 同时又升温的多变过程（用阴影线表示）（两个图，每图3 分）答：略2、定熵过程是否就是绝热过程？比较定熵过程和绝热过程的区别。
7 分）答：定熵过程就是无摩擦的绝热过程1 分）当无摩擦的时候：即定熵过程所以因为绝热过程即0,0,0dsTqTdspdvduq（3 分）当有摩擦的时候：不是定熵过程即所以因为绝热过程即00, 0dswTdsqTdspdvduwqLL（3 分）3、热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达式6 分）答：热力学第一定律是包含热交换在内的能量守恒定律，数学表达式为WmemeEQ1122表明：外界对系统所传递的热量，一部分使系统的内能发生变化，一部分用于系统对外作功．一部分用于提供给流进流出系统的能量差（3 分）热力学第二定律，数学表达式为2211msmsSSSgf热力学第二定律的实质：指出一切与热现象有关的实际过程都是单方向进行的不可逆过程3 分）4、简述黑体热辐射三大基本规律9分）答：黑体的辐射力由玻耳兹曼定律确定，辐射力正比于热力学温度的四次方黑体的辐射能量按波长的分布服从普朗克定律，而按空间方向的分布服从兰贝特定律；黑体的单色辐射力有个峰值，此峰值对应的波长由维恩位移定律确定（3 分）1、玻耳兹曼定律：4TEb其中)/(1067.5428kmw 黑体的辐射力由玻耳兹曼定律确定，它反映的是黑体的辐射力与热力学温度（K）的关系即黑体辐射力正比例于热力学温度的四次方（2 分）2、普朗克定律：125 1TcbecE黑体辐射能按波长的分布服从普朗克定律。
2 分）3、兰贝特定律：)cos()()()cos(dAddIdAddI或反映的是黑体辐射能按空间方向的分布规律（ 2 分） 5、简述辐射强度和定向辐射力的含义以及两者关系和区别（6 分）答：物体表面在某辐射方向上的单位投影面积，在单位时间， 单位立体角内发射的全波长域的能力称为辐射强度I； （2 分）在某辐射方向的单位立体角内所发射的全波长能量称为定向辐射力E （2 分）定向辐射力是以发射物体的单位面积为计算依据，而辐射强度是以垂直于发射方向的单位面积为计算依据所以cosIE（2 分）五、计算题（本大题共2 小题，共20 分）1、2kg 空气经过定温膨胀可逆过程，从初态1p=9.807bar，1t=300C膨胀到终态容积为初态容积的5 倍， 试计算过程中空气的终态参数，对外所做的功和交换的热量以及过程中内能、焓、熵的变化量已知1bar=100Kpa，空气的气体常数R=0.2871 kJ/（kg · K） 解：将空气取作闭口系对可逆定温过程1-2，由过程中的参数关系，得barvvpp961.151807.921 12（1 分）按理想气体状态方程，得 100807. 95732871.011 1pRTv=0.1677kgm /3（1 分）125vv=0.8385kgm /3（1 分）12TT=573K 2t=300C（1 分）气体对外作的膨胀功及交换的热量为12 11lnVVVpQWTT=529.4kJ （2 分）过程中内能、焓、熵的变化量为12U=0 12H=0 12S=1TQT=0.9239kJ /K （2 分）或12S=mRln12 VV=0.9238kJ /K （2 分）2、一厚度为50mm 的无限大平壁，其稳态温度分布为2bxat（o C） ，式中a=200 oC, b=2000o C/m。
若平板导热系数为45W/(m.k), 试求（ 1）平壁两侧表面处的热流密度 2） 如果有内热源的话，它的内热源强度应该是多少？解：t=（22xt22yt22zt）+ c由题意知这是一个一维（22yt=22zt=0） 、稳态（t=0） 、常物性导热问题导热微分方程式可简化为：22xt=0 （a）（ 3分）因为2bxat，所以bxdxdt2（b）（1 分）b dxtd222（c）（1 分）根据式（ b）和付立叶定律bxdxdtqx2-（1 分）x-0q0，无热流量（ 1分）2 x=q2b=-2(-2000)450.05=9000(w/m)（1 分）（2）将二阶导数代入式（a）2 3 v2d tq2b2(2000)45=180000w/mdx（1 分）该导热体里存在内热源，其强度为431.810 w / m （1 分）制定人： ______________ 审核人： ______________ 时间：2012 年 6 月 10 日学院：工学院。