工程热力学试卷及答案

《工程热力学试卷及答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程热力学试卷及答案（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、工程热力学试卷及答案【篇一：工程热力学1期末试题+答案】txt 一、简答题（共30分）1、图1中循环1-2-3-a-1和循环1-b-3-4-1都是不可逆循环。有人判断循环1-2-3-a-1的热效率高于循环1-b-3-4-1的热效率，你是否同意他的说法，为什么?（10 分）2、有一种热机，以水蒸气为工质，循环的高温热源温度为1200 k， 低温热源温度为300 k，循环的热效率?t。现将循环工质改成理想气 体，则循环的热效率?t与原循环热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （10分）图13、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量，有 人提出将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉可提高水蒸

2、气循环的热效 率。”请据热力学基本定律出发评估这种观点。（10分）二、计算题（共70分）1、一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为200kpa、温度 20X，喷嘴内径为0.002m时，射出水流温度20。6 压力100kpa，流速1000m/s，已知在 200kpa、20C时，v?0.001002m3/kg，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。（10分）图2若膨胀过程持续到5（p5 = p1），画出循环t-s图，并分析循环热 效率提高还是下降。（10+5+5分）4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为4.2，初终态温度分 别为30C和227X。若空气作理想气体，比热容取

3、定值,气体常数 rg=287j/（kg?k）； cp=1005j/（kg?k）。试计算（1）压气机的绝热效率；（2）压缩过程的熵变和作功能力损失（t0 = 20C）（10+5 分）。5、利用水蒸气取暖，进入散热器的湿饱和水蒸气温度为100X， x?0.85，流出时为饱和水，散热器内近似压力不变。若为维持室内 温度恒定为20V需供热72000kj/h。求：（1）水蒸气的流量（kg/s）；（2）以散热器为系统，求过程的熵变、熵流、熵产及？损失，环境 大气温度为0X（7+8分）。饱和水和饱和水蒸气表摘录2012工程热力学工考题（b）一、简答题（共30分）1、图1中循环1-2-3-a-1和循环1-b-

4、3-4-1都是不可逆循环。有人判断循环1-2-3-a-1的热效率等于循环1-b-3-4-1的热效率，你是否同意他的说法，为什么?（10 分）2、有一种热机，以空气为工质，循环的高温热源温度为1000 k， 低温热源温度为400 k，循环的热效率?t。现将循环工质改成含大量 惰性气体的混合气体，则循环的热效率?t与原循环热效率比较将发 生什么样的变化？为什么？ （10分）3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量，有 人提出改善蒸汽动力循环经济性的主攻方向是减少乏汽在冷凝器中 放热量。”请据热力学基本定律出发评估这种观点。（10分）图1二、计算题（共70分）1、一种切割工具利用从喷

5、嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为150kpa、温度 20C，喷嘴内径为0.002 m时，射出水流温度20。，压力97kpa，流速 1000m/s，已知在 150kpa、20C时，v?0.0010018m3/kg，假定可 近似认为水的比体积不变，求水泵功率。（10分）图2若膨胀过程持续到5（p5 = p1），画出循环t-s图，并分析循环热 效率提高还是下降。（10+5+5分）4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为5.2，初终态温度分 别为27X和230XO若空气作理想气体，比热容取定值,气体常数rg=287j/（kg?k）； cp=1005j/（kg?k）。试计算（1）压气机的绝热效率；

6、（2）压缩过程 的熵变和作功能力损失（t0 = 20X）（ 10+5分）。5、利用水蒸气取暖，进入散热器的湿饱和水蒸气温度为100X， x?0.92，流出时为饱和水，散热器内近似压力不变。若为维持室内 温度恒定为20X需供热100000kj/h。求:（1）水蒸气的流量（kg/s）；（2）以散热器为系统，求过程的熵变、熵流、熵产及？损失，环境 大气温度为5X（7+8分）。饱和水和饱和水蒸气表摘录2012工程热力学I考题但）参考题解一、简答题（共30分）1、图1中循环1-2-3-a-1和循环1-b-3-4-1都是不可逆循环。有人判断循环1-2-3-a-1的热效率高于循环1-b-3-4-1的热效率，

7、你是否同意他的说法，为什么?（5分）答题要点：无法判断。因过程3-a-1和1-b-3均为不可逆，所以无法 比较两个循环各自的q1和q2。2、有一种热机，以水蒸气为工质，循环的高温热源温度为1200 k， 低温热源温度为300 k，循环的热效率?t。现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率?t与原循环热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （5分）答题要点：?t?t，据卡诺定理相同高温热源和低温热源间可逆循环 热效率相同，与采用的工质性质无关。3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量，有人提出将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉可提高水蒸气循环的热效率。”请据热力学基本定律出发评估这种

8、观点。（10 分）答题要点：将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉在热力学理论上没有 向冷源放热，只从热源吸热而将其转变为功的热机违反热力学第二 定律；从工程上看，乏汽压力远低于锅炉压力而压缩乏汽不仅压缩 设备耗功巨大而且生产困难，无法实现。图1二、计算题（共70分）1、一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为200kpa、温度 20X，喷嘴内径为0.002m时，射出水流温度20。，压力100kpa，流速1000m/s，已知在 200kpa、20C时，v?0.001002m/kg，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。（10分）qvvcfav1000m?/?s?（0.002m）3.

9、135kg /s24?0.001002m/kg23解qm?能量方程22cf1cf2q?h1?gz1?h2?gz2?ws?022【篇二：工程热力学试题附答案】ass=txt1、孤立系统的热力状态不能发生变化。2、工质从同一初态出发，经过一可逆过程和一不可逆过程到达相 同的终态，则两种过程中sg 不可逆？?sg可逆、？sf不可逆？?sf可逆、？s不可逆？?s可逆。3、热力过程中，系统向外界放热，其温度必然降低。5、一切不可逆循环的热效率?t?wnet。q11=16、系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵一定减小。1、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，一部分为高压气体部分保持真空，抽去隔板前后da、

10、?s?0，?u?0； b、?s?0，?h?0；c、?s?0，?u?0； d、?s?0，?u?0。2、q?cp?t?wt适用于a、任意气体、闭口系统、可逆过程；b、实际气体、开口系统、可逆过程；c、理想气体、开口系统、稳流过程；d、任意气体、开口系统、可逆过程。3、经过不等温传热后，ba、热量的可用能和废热均减少；=1b、热量的可用能减少，废热增加；凹 1=c、热量的可用能不变，废热增加；d、热量的可用能不变，废热减少。4、当孤立系统中进行了一不可逆过程后，则孤立系统的总能、总熵、 总用的变化为ca、 ?e?0， ?s?0， ?ex?0； b、 ?e?0， ?s?0， ?ex?0c、 ?e?0，

11、 ?s?0， ?ex?0； d、 ?e?0， ?s?0， ?ex?05、在紧闭门窗的房间内，启动一台打开的冰箱，经过一段时间的运 行，则室温将a、降低；b、升高；c、6、a、c、不变；d、不定。匹1=1工质不可逆稳态稳流经过某控制容积，则此控制容积内：b 储存能不变，熵增加；b、储存能不变，熵不变； 储存能增加，熵增加；d、储存能增加，熵不变。三、简答题1、什么是可逆过程？实现可逆过程的基本条件是什么？可逆过程与 准静态过程的区别与联系是什么？答：可逆过程是当系统完成某一过程后，如果令过程沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及到的一切（系统和外界）都回复到原来的 状态，而不留下任何的痕迹的过程 实

12、现可逆过程的基本条件是过程无限缓慢，即所有的不平衡势差无 限小；没有耗散效应。可逆过程与准静态过程的共同点：他们都是 无限缓慢的、由连续的、无限接近平衡的状态所组成的过程，都可 以在坐标图上用连续的实线来表示。可逆过程与准静态过程的区别是准静态过程着眼与平衡，耗散效应 对它无影响，而可逆过程不但强调平衡，而且强调能量传递效果。2、理想气体从同一初态膨胀到同一终态比体积，定温膨胀与绝热 膨胀相比，哪个过程做功多？若为压缩过程，结果又如何？答：对于膨胀过程而言，定温膨胀做功多，若为压缩过程，则定熵 压缩耗功多。可以用示功图来表示。3、朗肯循环由哪几个过程组成？这些热力过程分别在哪些热力设备 中完成

13、？答：朗肯循环由定压加热（2分）、定熵膨胀、定压冷却和定熵压 缩四个过程组成，这些热力过程分别在锅炉和过热器、气轮机、冷 凝器以及给水泵中完成的。四、证明题试证明：理想气体在t-s图上的任意两条定容线之间的水平距离相 等，即证明14?23证明：根据理想气体熵变的计算公式有：?s32cvlnt3vrgln3 t2v2s41cvlnt4vrgln4 tlvl因为 t3?t2, t4?t1所以？ s32?rglnv3v，?s41?rgln4 v2v1又v3?v4， v2?v1s32s41即14?23。四、计算题1、试确定图中的循环是热机循环还是制冷循环？是可逆的还是不可逆的？ (15分)解：若为热机

14、循环，则q1?1000?4000?5000kj根据克劳修斯积分 不等式则有 qt?0 5000(?4000)2.86?0 700400(?5000)4000?2.86?0，则不可能实现。700400故该循环为不可逆的热机循环；若为制冷循环，则答略。k的高温热源和t2?300k的环境热源之间，若热机从高温热3、某 热机工作于t1?1000源吸取的1000kj热量，求：(1) 热机中的工质按照卡诺循环工作时，对外输出的净功和循环 的热效率各为多少？t?800kt?350k时定温放热，在绝热膨胀和绝热压缩12(2)若工质 在时定温吸热，在匹i=i过程中工质的熵各自增加0.30kj/k，则对外输出的净

15、功、实际循环 的热效率，吸热和放热过程引起的熵产以及由不可逆性所造成的总 做功能力的损失各为多少？解：(1)?1?t2300?1?70% t11000w0?q1?0.7?1000?700kj(2) ?1?350?56%800摩擦熵产：？sg?sg1?sg2?03?03?06kj/k 摩擦用损：el?t0?sg?300?0.6?180kj 摩擦功损：wl?t2?sg?350?0.6?210kj 循环功：w?1000?056?210?350kj 循环热效率：?350?35% 1000 放热量：q2?1000?350?650kj温差吸热用损：el?300?1000?(11?)?75kj 8001000 11?)?0.25kj/k 温差吸热熵产：?sg3?1000?(8001000 11?)?93kj 温差放热用损：el?300?650?(300350 11?)?0.31kj/k 温差吸热熵产：?sg3?650?(300350 总熵产：？sg?sg1?sg2?