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1、工程热力学试题答案北京信息科技大学20082009学年第1学期工程热力学课程期末考试试卷答案授课系别：机电工程学院 适用班级：车0601-车0602考试形式：闭卷班级：姓名：学号:题 号一二三四五六七总 分得 分一、判断题(正确J，错误X,每题1分，共15分)1、闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少(X )2、容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。(X )3、对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形 式无关。(V )4、工质经过不可逆过程的熵变必然等于经历可逆过程 的 熵 变5、对于过热水蒸气，干度x oX (X )6、系统的平衡状
2、态是指系统在无外界影响的条件下， 不考虑外力场作用，宏观热力性质不随时间而变化的 状 (V )7、工质经历一可逆循环，其4d s =0,而工质经历一不可逆循环，其。d s0o( x )8、任何动力循环，循环净功w0总等于循环净热量q0，即总有 w0= q0o( V )9、稳定流动系统进出口工质的状态相同。(X)10、不可能从单一热源取热使之完全变为功。（x ）11、通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数。（x ）12、理想气体的热力学能、焓和熵不仅仅是温度的单值函数。（V ）13、处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（V ）14、水蒸气在定温过程中。（x ）15、
3、理想气体绝热节流后温度不变。（V ）二、选择题（将正确答案对应的字母填入括弧中，每题1分，共15分）1、系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大 小取决于（A）。（B）系统所经（A）系统的初、终态；历的过程；（D）系统的（C）（A）和（B）；熵变。2、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 ）。（B）部分（A）全部水变成水蒸汽水变成水蒸汽3、(C)部分或全部水变成水蒸汽 (D)不能 确定工质熵减少的过程(B )(A)不能进行 (B)可以进行(C)必须伴随自发过程才能进行4、闭口系统功的计算式W = U1-U2 ( A(A) 适用于可逆与不可逆的绝热过程。(B) 只适用于
4、绝热自由膨胀过程。(C) 只适用于理想气体的绝热过程。(D) 只适用于可逆绝热过程。5、下面那个过程是可逆过程。(C(B).(A).可以从终态回复到初态的没有摩擦的(D).(C).没有摩擦的准静态过程没有温差的)。6、不可逆循环的熵产必然是(BC、小于零A、等于零B、大于零7、确定湿蒸汽状态的一组参数是_C(D)(A)p、T;(B) v, v, (C)T,X上述三者之一一8、同一地点，普通锅中的开水与高压锅中的开水(D )III(A)温度相同，压力不同；(B)压力相同，温度不同（C）压力相同，温度相同；（D）压力不同，温度不同9、在所列的压力中哪个不是状态参数（B、C ）。A、绝对压力B、分压
5、力 C、表压力10、功损来自于（C）。A、不等温传热B、物质交换C、运动摩擦11、不可逆损失来源于（A、B、C）。A、运动摩擦B、不等温传热 C、任何耗散效应12、干度x的取值可以是（A、C ）。A、x =1B、x 1C、x TB）。用它们作为热源和冷源， 使可逆热机工作于其间，直至二物体温度相等为止。 试证明：二物体最后达到的平衡温度为T = TmA B证明T可由计算熵增办法证明。将热源T、冷源一 一 mAT和热机考虑为一个孤立系，因整个过程是可逆的，肉此S弧=勇弧=% +星b+星热机f8 Q.5 Q 八=mJ 了 + mJ b + 0dTi+ mC JT p 7T 八| m + mC In
6、Ta pin Tm = in T.Tm = TTA TmTA Tm所以丁 LTm = 、：TA TB五、综合应用题：（每题15分，共30分）（一）某热机在每个循环中从T1=600K的高温 热源吸收Q1=419kJ的热量和可逆地向T2=300K的 低温热源假设分别排出（1）Q2=209.5kJ ； （2） Q2=314.25kJ； （3） Q2=104.75kJ 热量，请分别利用卡 诺定理、孤立系统熵增原理、克劳休斯积分不等式计 算证明，在这三种情况中，哪个是不可逆的、哪个是 可逆的和哪个是不可能的？并对不可逆循环计算出 其不可逆损失，大气环境温度T0=300K（20分） 1采用孤立系统熵增原理
7、证明即“十=mC JTm p ta=mC In,dT mB TT 八m = 0TBTaQai wQb=iTb（S）孤土 Q2 -419 209.5=1 +2 =1= 071 T 600300可逆(2)（S）孤=巡+虹兰+些5 = 0,3492.7 / K 0，不可逆7172600300(3)（S）孤-QQ-419 104.75 八=1 + 2 =+ 0T600300不可能(4)L = T (AS)孤 = 300 x 0.3492 = 104.76灯2.采用卡诺定理证明4 T300门=1 -f = 1= 0.5tc T 6001(1)门=1一 Q=1一 世=0.5 小tQ1419 tc可逆(2)
8、(3)_虹_ 34125 = 1 _0.75 = 0.25ntQ1419tc(4)3.采用克劳修斯积分计算证明L = 104.76kJ，可逆不可能 4 + g = 412 + 必=0T1T2600300 Q_Q419 314 25不可逆虹 + _Q2 =携 + 314.25 =_0.3492kJ/K 0，T T 60030012L = 104.76kJ(二)已知活塞式内燃机定容加热循环的进气参数i=J为p1=0.1 MPa、t1=50 C,压缩比6，加入的热量 q=750 kJ/kgo试求循环的最高温度、最高压力、压1升比、循环的净功和理论热效率。认为工质是空气并 按定比热容理想气体计算。解活
9、塞式内燃机定容加热循环的图示见a)、b) 图示(bK =K0 = 1.4，理论热效率由(6-5)式得:n = 1 - = 1 - = 51.16%循环净功nvqkq-161.4-1W = q n = 750 x 0.5116 = 387.7kJ /kg因J2过程是等熵过程，由最高温度须先荥出，TT(3-89)式得32因为所以最高压力K-1=(273.15 + 50) x(6 ).4 = 661.71Kq1=q1v=10(T3- T)q750T = T = 4 + T2 = 5 + 661.71 = 1706.28K v 0.须先求出和过程是定容过程，因此力23P3,P T人=3 = 3p 七X=照类=2.5786661.71所以P3 = P=X P2=1x 61.4 = 12.2860如p = 2.5786 x 12.2860 = 31戏07 如
