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1、学而不思则惘，思而不学则殆西南科技大学试卷一一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分）1. 某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。(a) ds dq/T （ b ） ds dq/T （ c ） ds=dq/T 2. 处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是（ ）。 ( 为密度 ) 。(a)F=F( ,v,T) （ b ） F=F( ,v,P) （ c ） F=F( ,P,T) 用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为 25bar 。已知当地大气压力为 1bar ，则氧气的真实压力为（） bar 。(a) 26 （ b ） 25 （ c ） 24 在
2、p v 图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（）(a) 大 （ b ）小 （ c ）相等 （ d ）可能大，也可能小理想气体 1kg 经历一不可逆过程，对外做功 20kJ 放热 20kJ ，则气体温度变化为（）。(a) 提高 （ b ）下降 （ c ）不变同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（ 1nk ）到达同一终压，耗功最小的是（）压缩过程(a) 定温压缩（ b ）绝热压缩（ c ）多变压缩（ 1nk ）理想气体等温过程的技术功为（）(a) h 1 -h 2 （ b ） 0 （ c ）（ d ） v(p 1 =p 2 ) 理想气体绝
3、热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（）(a) 升高 （ b ） 降低 （ c ） 不变 （ d ） 无法确定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆二、判断正误（划“”或“”号）（本大题 16 分，每小题 2 分）1. 系统从外界吸收热量，温度一定升高（）。2. 在热力循环中， 如果工质不向冷源放热， 则该循环的热效率可以达到 100% （ ） 。3. 沸腾状态的水总是烫手的。 ( ) 4. 蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大，循环热效率越大。 ( ) 5. 绝热过程一定是定熵过程。 ( ) 6.
4、 供热系数一定大于 1 ，制冷系数也一定大于 1 。 ( ) 7. 实际气体的压缩因子总不等于 1 。（ ）8. 任意可逆循环的热效率都是。 ( ) 三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分）、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式2、2kg 空气从 300K 定压加热到 700K 时的吸热量为 kJ （空气比定压热容=1.004 kJ/ （ kg K ）、当湿蒸汽的干度 x 0 时，工质全部为。、 一不可逆热机在高温热源 T h 和低温热源 T l 之间工作。高温热源熵变1.5kJ/K ；低温热源熵变2.5kJ/K ，热机在绝热压缩过程中熵变 0.2kJ/K ；绝热膨胀过程中熵变 0.
5、7kJ/K ；取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的熵变S 系 = kJ/K 。、已知氧气在 250K 时=0.913 kJ/(kgK)，=0.653 kJ/(kgK)。则该气体的气体常数 R g = kJ/(kg K)。、一热泵工作时向高温热源传递热量 50kJ, 消耗掉的机械能 20 kJ, 供暖系数为 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆、已知氧气在 100 时的定压摩尔热容为 29.538 J （ mol K ），氧气的定容摩尔热容为J （ mol K ）。、稳定流
6、动系统能量方程式的适用条件：四、计算（本大题 20 分，每小题 10 分）1、空气初态为 p 1 =1.0bar、温度 t 1 =20 ，经过三级活塞式压气机后( 采用中间冷却 ) ，压力提高到 12.5MPa，气缸中的压缩多变指数均为n=1.25。现以压气机所需的功量最小为条件，（ R g =287J/kg.k）求：2、空气在第一级气缸中压缩后所达到的压力 p 2 ；3、生产 1kg 气体压气机所消耗的总功。温度为 1427 的恒温热源，向维持温度为 500K 的工质传热 100kJ 。大气环境温度为 300K 。试求传热量中的有效能及传热过程引起的有效能损失（即作功能力的损失）。五、计算（
7、本大题 32 分，每小题 16 分）1 热力循环过程如图所示。其中1-2 为绝热压缩过程， 2-3 为定容吸热过程， 3-4为定压吸热过程， 4-5 为绝热膨胀过程， 5-1 为定容放热过程。 已知各点的温度分别为T 1 、T 2 、T 3 、T 4 、T 5。（1）在 TS图上绘出该循环。（ 2）将该循环热效率用各点温度表示出来，设比热比k 为常数。2 一回热式压缩空气制冷循环的循环增压比为 3 ，压气机入口温度为 20 ，循环的最低温度为 -100 , 求循环的制冷系数及冷库的温度。空气可视为比热容是定值的理想气体。一、 1 、a 2 、c 3 、a 4 、b 5 、b 6 、a 7 、c
8、 8 、c 二、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 、 8 、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆三、 1 、2、 803.2 3 、 饱和水 4 、 1kJ/K 5 、 0.26 6 、 2.5 7 、 21.224 8、 任何工质的稳定流动，可逆过程四题、1 、2 、传热量中的有效能kJkJ 有效能损失： 82.4-40=42.4 kJ 五题、 1 2 解： 循环的 T-s 图参见 下图 的循环 1R-2R-5-3R-4-1-1R ，循环中工质吸热量精选学习资料 - -
9、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆循环消耗净功据制冷系数的定义试卷二一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆1、已知当地大气压 P b , 真空表读数为 Pv , 则绝对压力 P 为（ ）。(a) P=P b -Pv （ b ） P=Pv -P b （ c ） P=P b +Pv 2、 提高活塞式压气机的增压比，压气机的容积效率（）。(a) 减小 （ b ）增大 （
10、c ）不变3、若要使得气流由亚音速变成超音速，则喷管的形状应该选择（）。(a) 渐缩型（ b ）渐扩型（ c ）缩放型4、随着压力的提高，饱和水的汽化潜热将（）(a) 增大 （ b ）减小 （ c ）维持不变5、平衡过程是可逆过程的（）条件。(a) 充分 （ b ）必要 （ c ）充要6、汽油机可以理想化为（）循环，进行理论分析。(a) 定压加热（ b ）定容加热（ c ）混合加热7、简单可以压缩热力系统的状态可由（）(a) 两个状态参数决定 (b) 两个具有物理意义的状态参数决定(c) 两个可测状态参数决定 (d) 两个相互独立的状态参数决定8、一理想气体其初始温度为 1373K ，经定容放
11、热后其出口温度为 443K ，该理想气体初终态压力值比为（）(a) 3.1 倍 (b) 6.47 倍 (c) 0.323 倍 (d) 2.864 倍二、判断正误（划“”或“”号）（本大题 16 分，每小题 2 分）1、水蒸气在定温过程前后温度不变（），其热力学能也不变。 ( ) 2、工质的温度越高，所具有的热量也就越大。 ( ) 3、气体吸热后一定膨胀，内能一定增加。 ( ) 4、平衡状态不一定是均匀状态。 ( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆5、理想气体不可能进行吸热而降温的过程。
12、 ( ) 6、理想气体的、值与气体的温度有关，则他们的差值也与温度有关。 ( ) 7、经不可逆循环，工质无法恢复为原来状态。 ( ) 8、封闭系统中发生放热过程，系统熵必减少。 ( ) 三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分）、工质在温度为 30 的恒温热源和 20 的恒温冷源之间工作，该循环的最高制冷系数为。、已知空气 (R g =287J/kg.k ）在多变指数为 1.25 的压缩过程中进行压缩，温度由 20 变为 90 。该过程所耗的压缩功为 J/kg 。、露点是对应于湿空气中水蒸汽分压力下的温度。、 氧气瓶中的氧气容积是 0.4m 3 ，氧气压力为 10MPa ，设氧气的焓值为12
13、100kJ ，则氧气的内能为 kJ 。、氧气的初始温度为 300K 经历了一不可逆过程达到400K, 已知=0.913 kJ/(kg K)，则该气体的气体焓值变化为 kJ/kg 。、一理想气体初始温度为 25 ，压力为 1Mpa ，经定容过程到达终态，这是压力为 2.5Mpa 其终态温度为、 理想气体初态热力学能为 U 1 经可逆绝热过程终态热力学能为 U 2 ，则该过程的膨胀功为、 熵增加的过程（填一定或不一定）是不可逆过程。四、计算（本大题 20 分，每小题 10 分）、有一可逆热机，如图所示，自高温热源 t 1 吸热，向低温热源t 2 和 t 3 放热。已知： t 1 =727,t 3
14、=127,Q 1 =1000kJ,Q2=300kJ,W=500kJ, 求： （ 1 ） Q 3 =? （ 2 ）可逆热机的热效率？（ 3 ）热源温度 t 2 =? （ 4 ）三热源和热机的熵变？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆如从 -20 的低温物体将 419000 kJ /h的热量排给 15 的环境介质，求理想情况下每小时所消耗的功和排给环境介质的热量。五、计算（本大题 32 分，每小题 16 分）、进入渐缩喷管的空气的参数为p 1 =15.68 10 4 Pa 、 t 1 =15 ,
15、 喷管的背压p b =9.8 10 4 Pa ， , 若空气的质量流量q m =0.6kg/s, 初速度略去不计。（空气 k=1.4 ，Rg=0.287(kJ/kg.K) ）试求：（1）合理选择喷管形状（2）喷管出口截面空气的温度和比容（3）喷管出口截面空气的流速（4）喷管出口截面积某活塞式内燃机定容加热理想循环如图，压缩比 =10 ，气体在压缩冲程的起点状态是 p 1 =100kPa 、t 1 =35 。加热过程中气体吸热 650kJ/kg 。假定比热容为定值 , 且 c p =1.005kJ/ （ kg k ）， =1.4 ，求：（ 1 ）循环中各点的温度和压力；（ 2 ）循环热效率； (
16、3) 若膨胀过程持续到 5 （ p 5 =p 1 ） 画出循环 T-s 图，并分析循环热效率提高还是下降一、 1 、a 2 、a 3 、c 4 、b 5 、b 6 、b 7 、d 8 、c 二、 1 、 2 、 3 、 4 、5、 6 、 7 、 8 、三、 1 、 5.1 2 、 80360 3 、 饱和 4 、 8100 5 、 91.3 6 、 409.7 7 、 U 2 - U 1 8、不一定四、 1 、kJ 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆热源 1 的熵变热源 2 的熵变热源
17、3 的熵变热机的熵变为 0 2 、kJ kJ 五、 1 、临界压力比，所以应选择减缩喷管出口参数：m 3 /kg 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆m 3 /kg K m/s 出口截面积：m 2 2 、所以kJ/ （kgk）m 3 /kg m 3 /kg 绝热压缩kPa K 点 3 ：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆K kPa m 3 /kg 点 4 ：kPa K 循环热效率：由图
18、可知，进行定容放热时，其平均放热温度为 T 2m 若膨胀过程持续到 5 （ p 5 =p 1 ）， 其平均放热温度为 T 2m 因为其中平均系热温度不变， T 2m T 2m 所以循环热效率将提高精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆试卷三一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分）1、热能转变为机械能的唯一途径是通过工质的（）(a) 膨胀 (b) 压缩 (c) 凝结 (d) 加热2、生产增压比相同、质量相同的同种压缩气体，余隙容积变大对活塞式压气机所消耗的比功的影响（）。 (a) 增大 （
19、 b ）减小 （ c ）不变3、已知 CO 2 和 N 2 的压力及温度均相同，则他们的比体积（）(a) （ b ）（ c ）4、经历一不可逆循环过程，系统的熵（）(a) 增大 （ b ） 减小 （ c ） 不变 （ d ）可能增大，也可能减小5、在水蒸气定压汽化过程中，工质的温度没有变化，这时工质的热力学能（）(a) 增大 （ b ） 减小 （ c ）不变 （ d ） 可能增大6、空气中水蒸汽所处的状态（）（a）可以是饱和状态，也可以是过热蒸汽状态（b）可能是饱和状态（c）即不是饱和状态，也不是过热蒸汽状态（d）只能是过热蒸汽状态7、能量方程适用于（）(a) 只要是稳定流动，不管是否为可逆过
20、程（ b ） 非稳定流动，可逆过程(c) 非稳定流动，不可逆过程 (d) 任意流动，任意过程8、 恒温热源温度为 T 1 恒温冷源温度为 T 2 ，环境温度为 T 0 ，热源提供热量 Q 1 中的有效能为（） (a) 热量 Q 1 减去 Q 1 中的无效能（ b ）卡诺循环热效率乘以 Q 1 (c) （ d ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆二、判断正误（划“”或“”号）（本大题 16 分，每小题 2 分）1、多变过程即任意过程（）。2、在相同温度的高温热源和低温热源之间工作的卡诺循环
21、效率最高，其他循环的效率都小于卡诺循环的效率（）。3、温度越高热力系所具有的热量越多（）。4、在 T s 图上，理想气体的定容线比定压线陡。 ( ) 5、可逆绝热过程即等熵过程；反之，等熵过程必为可逆绝热过程。 ( ) 6、环境温度恒定，若放置在恒温环境中的压力容器的压力表读数也不变，则说明容器中所装工质的质量也不变。 ( ) 7、定压过程的热量只适用于理想气体而不适用于实际气体。 ( ) 8、压缩空气制冷装置循环的制冷系统制冷系数越大，其制冷量越大。 ( ) 三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分）、一 卡诺制冷机，其性能系数 COP 值为 4 输入功率为 6KW ，则其制冷量为（）KW
22、 。、 某热机每完成一个循环， 工质由高温热源吸热 2000kJ ， 向低温热源放热 1200kJ，在压缩过程中工质得到外功650kJ，则膨胀过程中工质所作的功（）kJ。、某理想气体从 p 1 =1MPa ， v 1 =0.4m 3 可逆定温膨胀到 v 2 =0.8m 3 , 气体对外所做的膨胀功为（）J 、在环境温度为 300K 的条件下，一可逆机工作于两个恒温热源（ 2000K ，400K ）之间，吸热 200kJ ，其中可用能为（） kJ 、已知当地大气压为 0.2Mpa ，压力容器中被测工质的压力为 0.1 MPa ，此时该工质压力的测量应选用（）（真空计或压力表）测压计。、高压气流，
23、当通过喷管时，气体速度得到提升，同时伴随着压力的（）（ 升高还是降低）、工作于 927 和 300 之间的卡诺机，它的热效率为（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆、单位质量的空气从 100 定压加热到 600 时的吸热量为（）kJ/kg( 空气比定压热容=1.004kJ/(kg K) ）四、计算（本大题 20 分，每小题 10 分）1 、1kmol 的理想气体从初态P1=500kPa、T1=340K，可逆绝热膨胀到原来容积的2倍。设气体 cp =33.4kJ/(kmolK), cV =
24、25.12kJ/(kmolK)，试确定气体的终态温度，对外所做的功及熵的变化量、一封闭热力系在状态变化过程中放热 10kJ ，并作出 25kJ 的功，然后对热力系加热 15kJ 使其恢复初态。试问恢复过程中热力系是否作功？其值为多少？五、计算（本大题 32 分，每小题 16 分）、单位质量的空气，初始状态为 p 1 =0.5Mpa ， t 1 =500 （ 1 ）绝热膨胀到 p 2 =0.1Mpa （ 2 ）定温膨胀到 p 2 =0.1Mpa （ 3 ）多变膨胀到 p 2 =0.1Mpa ，多变指数 n=1.2 。试将各过程画在 p-v 图和 T-s 图上，并计算。设过程可逆，且比热容 c v
25、 =0.718kJ/(kg K) ， k=1.4 、水蒸气郎肯循环的新蒸汽压力为 100bar ，排气压力为 0.04bar ，新蒸汽温度为 350 ，蒸汽轮机的内效率为 0.8 ，对于 1 kg 工质求：）理论循环中汽轮机和给水泵的技术功）理论循环中吸热量、放热量和热效率）若考虑汽轮机内的不可逆绝热过程，忽略泵耗功，求出实际出口蒸汽的干度、实际出口焓一、 1 、a 2 、c 3 、b 4 、c 5 、a 6 、a 7 、a 8 、a 二、 1 、2、 3 、 4 、5、6、 7 、 8 、三、 1 、 24 2 、 1450 3 、 2.8 10 5 4 、 170 5 、 真空计 6 、
26、降低 7 、 52.2 8、 502 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆四题、 1 、kJ 因为是可逆绝热膨胀过程，是一个定熵过程所以熵的变化量为 0 2、根据热力学第一定律kJ 说明热力学能减少了 35 kJ ，若使工质恢复原来状态，需补充35kJ 能量根据知，外界需对工质做功20 kJ 五题、 1 、kJ/(kg K) 绝热过程：=0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆等温过程
27、：kJ/(kg K) 多变过程 n=1.2: K kJ/(kg K) 2 、已知： h 1 =3450 kJ/kg s 1 =6.695 kJ/(kg K)s2=s1 kJ kJ kJ 汽轮机和给水泵的技术功：汽轮机：kJ/kg 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆给水泵：kJ/kg 吸热量：kJ/kg 放热量：kJ/kg 热效率：实际循环：kJ/kg kJ/kg 试卷四一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分）1、在 T s 图上，经过同一状态点的理想气体定容过程线与定压过程线相比，（
28、 ）过程线更陡一些。 (a) 定容 （ b ）定压 （ c ）二者一样2、某理想气体经历一个节流过程，气体压力下降，温度（）。(a) 升高 （ b ）下降 （ c ）保持不变3、提高内燃机定容加热理想循环的压缩比，循环的热效率将（）。(a) 增大 （ b ）减小 （ c ）不变4、理想气体从初态 1 经历一绝热压缩过程到达终态 2 ，该过程的热力学能变化量为（）(a) （ b ）（ c ）（ d ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆5、不可逆机与可逆机相比，其热效率（）(a) 一定高（
29、b ）相等 (c) 一定低 （ d ）可能高，可能低，也可能相等6、水蒸汽热力过程热力学能变化量 u （）(a) （ b ）（ c ）（ d ）7、在定压加热燃气轮机循环中，为达到提高循环热效率的目的，可采用回热技术来提高工质的（）(a) 循环最高温度（ b ）循环最低温度（ c ）平均吸热温度（ d ）平均放热温度8、热源温度为 1200K ，低温热源温度为 400K ，环境温度为 300K ，热源提供热量 1000J 中的无效能为（）(a) 250 （ b ） 750 (c) 300 （ d ） 400 二、判断正误（划“”或“”号）（本大题 16 分，每小题 2 分）1、热力学第一定律适
30、用于任意的热力过程，不管过程是否可逆（）。2、孤立系的热力状态不能发生变化。 ( ) 3、气体膨胀时一定对外做功。 ( ) 4、若容器中气体的压力稳定不变，则安装在容器上的压力表读数也不可能有变化。( ) 5、如果从同一始态到同一终态有两条途径：一为可逆、一为不可逆，那么，不可逆途径的必大于可逆途径的。（ ）6、工质放热，温度一定降低。 ( ) 7、实际蒸汽动力装置与燃气轮机装置，采用回热后每公斤工质做功量均减少。 ( ) 、同温限间的可逆循环的热效率都相等。 ( ) 三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分）、氧气定压比热容 29.538J （ mol K ），从 t 1 =100 、 v
31、 1 =0.25m 3 /kg 被定压压缩到 v 2 =0.15m 3 /kg ，放热量为 () J/kg 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆、在理想气体的绝热压缩过程中，初、终参数压力与温度的关系为( ) 。、入口为超声速气流，扩压管的形状是 ( ) . 、工作于两个恒温热源（ 2000K ， 500K ）间的可逆机，其热效率为( ) 。、已知氮气在 100 时=29.144 J/(mol K)，则该气体的定容摩尔热容=J/(mol K) 、制冷系数为 3 的制冷机，向环境散热 30
32、kJ, 则该制冷机的制冷量为( ) kJ 。、当湿蒸汽的干度 x 1 时，工质为 ( ) 状态。、一稳定流动开口系，在流动过程中从外界吸收热量 20 kJ ，同时对外作出技术功 15 kJ ，该系统焓值变化为 ( ) kJ 。四、计算（本大题 52 分， 1 题、 2 题 16 分； 3 题 20 分）、活塞式内燃机的定容加热理想循环，工质为空气可视为理想气体， c p =1.005 kJ/ （kgk）=1.4。若循环压缩比 =9，压缩冲程的初始状态为100kPa，27, 吸热量为 920kJ/kg 。试求（ 1）各个过程终了时的压力和温度；（2）循环热效率。、空气初态为 p 1 =0.1MP
33、a 、t 1 =20 ，经过二级活塞式压气机后，压力提高到 4.9MPa ，假定各级压缩过程的多变指数n=1.3。试求：（ 1）以耗功最小为前提的各级压比；（ 2）生产 1kg 压缩空气理论上消耗的功；（3）各级气缸的出口温度；（4）若采用单级压缩，压气机消耗的功及出口温度。(Rg=0.287kJ/ （kgk）) 、 某卡诺热机每分钟从 500 的热源吸热 5000 kJ, 向 30的环境放热 . 试求: ）该循环的热效率） 该循环的放热量）该卡诺机输出的功率）若热源温度为800, 工质的吸热温度为500, 吸热量不变 , 由温差传热而引起该系统的熵变量为多少? 5）做功能力损失多少 ? 一、
34、 1 、a 2 、b 3 、a 4 、b 5 、d 6 、b 7 、c 8 、a 二、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 、 8 、三、1、 1750.4 2 、3、 渐缩 4 、 75 5 、 20.83 6 、 12.5 7 、 饱和蒸汽 8 、 5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆四题、 1 、所以kJ/ （kgk）m 3 /kg m 3 /kg 绝热压缩kPa K 点 3 ：K kPa m 3 /kg 点 4 ：kPa 精选学习资料 - - - - - - -
35、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆K 循环热效率：2、（1）(2) kJ (3) K (4) kJ K 3 、 1 ）热效率2 ）放热量KW 3) 输出功率KW 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆4 ）该系统的熵变量kJ/K 做功能力损失kJ 试卷五一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分）1、工作于热源 T 1 与冷源 T 2 间的卡诺热机，其热效率为（）(a) （ b ）（ c ）2、塞式内燃机定容加热、混合加热、
36、定压加热3 个循环在压缩比和吸热量相同的条件下，热效率的关系为（）(a) （ b ）（ c ）3、理想气体可逆绝热过程中的技术功等于（）(a) h （ b ） u 1 -u 2 （ c ） h 2 -h 1 （ d ） u 4、理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的（）不变。(a) 压力 （ b ）熵 （ c ）焓5、朗肯循环中为提高汽轮机排汽量的干度，可以（）(a) 提高初压（ b ）提高初温（ c ）降低排汽压力（ d ）采用回热6、 一逆向可逆机工作于环境与冷库之间，环境温度为 300K ，冷库温度为 258K ，每一循环过程单位质量工质向环境放出热量 160 kJ ，则单位质量制冷
37、量为（ ）(a) 160 kJ （ b ） 137kJ （ c ） 200 kJ 7、理想气体经定温压缩到达终态，定温压缩过程的指数 n 为（ ）(a) 1 （ b ） （ c ） 1nk （ d ） k 8、可以通过测量直接得到数值的状态参数（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆(a) 焓 (b) 热力学能 (c) 温度 (d) 熵二、判断正误（划“”或“”号）（本大题 16 分，每小题 2 分）1、实际气体绝热自由膨胀后，其热力学能不变。 ( ) 2、用压力表可以直接读出绝对压力值。
38、 ( ) 3、 对于气体工质，不管其经历怎样的热力过程都有， 其中为定值 （ ） 。4、工质从状态 1 到状态2 进行了一个可逆吸热过程和一个不可逆吸热过程，后者的熵必定大于前者的熵。( ) 5、若系统工质与外界交换热量，则工质的温度必定发生变化。 ( ) 6、对于简单可压缩系统，利用体积与密度就可以完全确定平衡状态。 ( ) 7、在循环中循环净功越大，热效率越高。 ( ) 8、提高活塞式压气机的增压比，压气机的容积效率将减小（）。三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分）、同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（ 1nn1)，可逆等温放热过程3-4，等熵压缩过程 4-1
39、画出该循环的Ts 图。2、用一台水泵将井水从8m 深的井里泵到比地面高28m 的水塔中，水流量为 0.42m 3 /min 。水泵消耗功率为12kW 。冬天井水的温度为3.5 。为防止结冰，要求进入水塔的水温不低于 4。整个系统及管道均包有一定厚度的保温材料问是否有必要在管道中设置加热器？如有必要的话，需加入多少热量？（设管道中水进出口的动能差可忽略不计；水的比热取定值=4.187kJ/ （kgK）且水的焓差近似取；水的密度=1000kg/m 3 ）。五、计算（本大题 32 分，每小题 16 分）1、 某车间从温度为 -23的仓库中领来一只容积为0.04m 3 ，指示压力为 150bar的氧气
40、瓶。该氧气瓶长期未经使用，为了车间安全，安全检查员发现该氧气瓶上压力表指示压力为 152bar，车间温度为 17。当时当地的大气压力为760mmHg。问该氧气瓶是否漏气？如漏气，试计算漏去的氧气量。设Rg=0.2599 kJ/(kg K)，760mmHg=1.013310 5 Pa 2 、 某燃气轮机装置，按等压加热循环工作。压缩机进口参数为t 1 =27、p 1 =0.1MPa ，压缩机增压比 =6，燃气进入燃气轮机时的温度t 3 =800 。若环境温度 t 0 =27,p 0 =0.1Mpa ，燃气比热容取定值，=1.4, c p = 1.005 kJ/(kgK) 。（1）压缩每千克空气的
41、压气机耗功；（2）每千克空气流经燃气轮机所作的功；（3）燃烧过程和排气过程的换热量；（4）低温热源和高温热源的温度分别为27和 1300时，系统在循环中的做工能力损失；（5）循环的热效率。一、 1 、b 2 、b 3 、a 4 、c 5 、b 6 、b 7 、a 8 、c 二、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 、 8 、三、 1 、 绝热压缩 2 、 平衡状态 3 、 150 4、5、 超声速 6 、 200 7、 0.91 8、 100 四题、 1 、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 46 页学而不
42、思则惘，思而不学则殆2 、管道中水进出口的动能差可忽略不计所以= kJ 所以有必要加入加热器加入的热量为 5.1 kJ/s 五题、 1、kg 可见，该氧气瓶漏气，漏去的氧气量为 1.1766 kg 2 、根据右图已知 T 1 =300K,T 3 =1073K, = ,T 0 =300K 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆K kJ/kg K kJ/kg kJ/kg 循环做功能力损失试卷六二、判断（本大题 10 分，每小题 2 分）1、熵增过程即为不可逆过程。 ( ) 2、活塞式压气机采用多
43、级压缩和级间冷却方法可以提高它的容积效率。 ( ) 3、 闭口绝热系的熵不可能减少。 ( ) 4、 因为是普遍适用于一切工质的，因此水蒸汽在定压气化时，温度是不变的，所以水蒸汽在定压气化时焓变量为 0 。（ ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆5、 热力系对外放出热量，系统温度一定降低。（）三、简答（本大题 25 分，每小题 5 分）1、熵增原理的实质2、画出蒸汽压缩制冷简单循环的T-s 图，并用各状态点的焓表示出其制冷系数。3、 试写出卡诺循环的组成和循环热效率计算公式。通过此公式得出
44、什么重要结论？4、状态量（参数）与过程量有什么不同？常用的状态参数及过程量有哪些 ? 5、以 1 工质为例，分别写出闭口系与稳定流动的开口系的能量方程，并将可逆过程的膨胀功与技术功在p v 图上表示出来。四、计算题（本大题 50 分，第 1 、 2 题各 15 分；第 3 题 20 分）1、 容积 V =0.5m 3 的空气初压 p 1 =0.3MPa ，初温 t 1 =150 ，经可逆多变膨胀过程到终态 p 2 =0.08MPa ， t 2 =20，求：过程中热力学能、焓及熵的变化量. （空气作为理想气体， 其比热容可取定值， 气体常数=287J/(kg.K)；=1005 J/(kg.K)）
45、2、机在 1600K 和 400K 两热源之间工作，若每个循环中热机吸热5000kJ，求此热机每循环所作的净功；高温热源、低温热源和工质熵的变化；由两热源和工质组成的孤立系统的熵变化量。3、活塞式内燃机定容加热理想循环，压缩比 =10，气体在压缩冲程的起点状态是p 1 =100kPa 、t 1 =35 。加热过程中气体吸热650kJ/kg 。假定比热容为定值 , 且=1.005kJ/ （kgK）， =1.4 ，求：（1）画出循环的 p-v 图 T-s 图；（2）循环的最高温度和最高压力；（ 3）循环吸热量、循环净功和循环热效率二、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、三、 、熵增原理的实质：
46、1 ） 实际过程具有方向性，即只有系统和与之相关的周围环境的熵的总和增大的过程才能发生。2 ） 系统熵的减小必然伴随着其余系统熵的增加。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆3）指出热过程进行的限度，过程停止进行时即为系统和与之相关的周围环境的熵为0。2、卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，其热效率计算公式：，通过卡诺循环得到的结论：（ 1 ）卡诺循环的热效率之决定于高温热源和低温热源的温度 （ 2 ）卡诺循环的热效率只能小于 1 ，决不能等于 1 （ 3 ）第二类永动机是不可能存在的
47、、状态量：表现的某种宏观物理特性，其值只与状态有关，与如何达到此状态所经历的途径无关。过程量：是过程中表现出来的量，其变化量不仅与初、终状态有关，而且与过、程经过的路径有关。常用的状态参数有温度、压力、比体积、热力学能、焓、熵；过程量有功和热量。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆闭口系；开口系四题1 、kg J/(kg.K) kJ kJ J 2 、1 ）kJ 2）kJ /K 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页，共 46
48、页学而不思则惘，思而不学则殆3)因为过程可逆，所以由两热源和工质组成的孤立系统熵变为0 或者3、1）2 ）kJ/ （kgk）m 3 /kg m 3 /kg 绝热压缩kPa K 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 30 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆点 3 ：K kPa 3 ）m 3 /kg 点 4 ：kPa K kJ/kg kJ/kg 循环热效率：或试卷七二、判断（本大题 10 分，每小题 2 分）、朗肯循环采用再热后，其热效率必定升高 ( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
49、- - -第 31 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆、平衡状态一定是均匀状态。 ( ) 、在热力循环中，工质从热源吸热对冷源放热，从而实现热能向机械能的转换。其中热源和冷源为恒温热源。 ( ) 、热力系统的边界可以是实际存在的，也可以是假想的。 ( ) 、压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环也可以采用这种方法。 ( ) 三、简答（本大题 25 分，每小题 5 分）、试述膨胀功、技术功和流动功的意义，并将可逆过程的膨胀功和技术功表示在P-V 图上。、在压气机中采用多级压缩和级间冷却有什么好处。、对于简单可压缩系统，系统与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如何计算。
50、、画出压缩蒸汽制冷循环的 T-s 图，并写出循环的制冷量、制冷系数的表达式。、活塞式内燃机定容加热理想循环热效率 随压缩比 下降，增大还是减小？为什么？四、计算题（本大题 50 分，第 1 、 2 题各 10 分；第 3 、 4 题各 15 分）、一 逆向循环，用于热泵向温室供暖，每秒向温室提供 250kJ 热量。若热泵的供暖系数为 5，试计算：循环的耗功量及从室外空气中吸收的热量。、某一蒸汽轮机，进口蒸汽参数 p 1 =9.0MPa,t 1 =500 ,h 1 =3386.8 k J/kg,c f1 =50m/s, 出口蒸汽参数 p 2 =4.0KPa, h 2 =2226.9 k J/kg
51、,c f2 =140m/s，进出口高度差 14m ，蒸汽经汽轮机散热损失为 15 k J/kg，试求： 1 ）单位质量蒸汽流经汽轮机对外输出的功 2 ）进出口动能变化对输出功的影响 3 ）若蒸汽流量为 220t/h ，汽轮机功率有多大？、在燃气轮机定压加热理想循环中，压气机入口空气状态为 100kPa，20，空气以流率 4kg/s 经压气机被压缩到500kPa。燃气轮机入口燃气温度为900。试计算压气机耗功量、燃气轮机的作功量及循环热效率。假定空气=1.03 k J/(kgK) 且为常量，=1.4。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3
52、2 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆、空气初态为 P 1 =0.1MPa 、t 1 =20 ，经过三级活塞式压气机后，压力提高到 12.5MPa ，假定各级压缩过程的多变指数n =1.3。试求：（ 1）以耗功最小为前提的各级压比；（ 2）生产 1kg 压缩空气理论上消耗的功；（3）各级气缸的出口温度；（ 4）若采用单级压缩，压气机消耗的功及出口温度。（R g =287J/kg.k）二、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、三、 1 、膨胀功：由于系统体积膨胀变化所作的功。技术功：技术上可以利用的功称为技术功，它是稳定流动系统动能、 位能的增量与轴功三项之和。 流动功：工质在流动时，
53、进出质量的推动功之差。2、压气机耗功以等温压缩最有利，应设法使压气机内气体压缩过程的指数降低，因此采用冷却的方法，同时为避免单级压缩因增压比太高而影响容积效率采用多级压缩。3、交换的功为体积变化功。可逆时、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 33 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆5 通过此式可知热效率随着的增大而提高。压缩比增大使循环的平均吸热文增高，平均放热温度降低，循环热效率相应提高。四、 1 、kJ kJ 2 、=1.136 10 3 k J/kg kW 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
54、 - - - - - -第 34 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆3 、由题可知：K P 1 =100 KPa ， P 2 =500Kpa ，K K 空气在压气机内消耗的功为：k J/kg kW KPa KPa k J/kg Kw 4 、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 35 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆K 若采用单级压缩K 试卷八二、判断（本大题 10 分，每小题 2 分）、气体膨胀必然对外做功。 ( ) 、热力系从 1 状态经历不可逆过程到达状态 2 ，则热力学能的变化。 ( ) 、在实际的活塞式压气机中存
55、在余隙容积，使得吸气量减少。导致生产同样多的高压气体耗功量减少。（）、开口系不可能是绝热系。（）5、 理想气体热力学能仅仅是温度的函数（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 36 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆三、简答（本大题 25 分，每小题 5 分）、工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，试问其多变指数的范围是什么？并在 p-v 图和 T-s 图上将该过程表示出来。、试推导出压缩空气制冷循环的制冷系数与循环的压比的函数关系式，并分析和的关系？、为什么在热力系中要引用准平衡过程这一概念？、以 1 工质为例， 写出闭
56、口系能量方程， 并将可逆过程的膨胀功在 p v 图上表示出来。、试画出压气机两级压缩中间冷却的 p-V 图, 并表示出与单级压缩相比少消耗的功量。四、计算题（本大题 50 分，第 1 、 2 题各 10 分；第 3 、 4 题各 15 分）、利用逆向卡诺机作为热泵向房间供热，设室外温度为 -10 ，室内温度保持20。要求每小时向室内供热kJ。试问： 1）每小时从室外吸收多少热量？2）此循环的供暖系数多大？3）热泵由电动机驱动，如电动机效率为95% ，电动机的功率多大？、人体热量的消耗率通常为 356kJ/h ，在作激烈运动时则达628kJ/h 。在热天皮肤经由汗的蒸发来散热，若汗的蒸发在定压且
57、与皮肤相同温度(27) 下进行，问运动时多余热量需每小时蒸发多少汗才能排出？( 已知： t =26： h =108.95 kJ/kg 、h =2548.6 kJ/kg ； t =28： h =117.31 kJ/kg、 h =2552.3 kJ/kg) 、气体在气缸中被压缩，气体的热力学能和熵的变化分别为 45 kJ/kg和-0.289 kJ/ （kgK）, 外界对气体做功 170 kJ/kg ，过程中气体只与环境交换热量，环境温度为300K。问该过程能否实现？、汽油机定容加热理想循环的空气进气压力=0.098MPa 、温度=30，压缩比=8。若循环的最高温度为 1920K ，1)画出循环的T
58、-s 图；2）求循环各点的温度和压力及循环热效率。空气的比热容=0.718 kJ/(kgK)、=1.005 kJ/(kgK)。二、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、三、 1 、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 37 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆2 、根据课本图 12-1 ，令带入上式， 得，由此式可知，越小，越大；反之，越大，越小。、为在热力学中，只有平衡状态才能用状态参数进行定量描述，而实现热和功的转换，必须借助工质状态的变化，这就形成了“静”与“动”的矛盾。准平衡过程就是为解决这对矛盾提出的，使得变化的状态可用
59、状态参数的变化来描述。、口系精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 38 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆5 、四、1 、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 39 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆kJ KW 2 、 t=27 时kJ/kg kJ/kg kg 3、汽缸内气体与环境共同组成一个孤立系kJ/kg ，工质放热，环境吸热精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 40 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则
60、殆kJ/kg 所以该过程可以实现，是不可逆过程。4、kJ/(kg K) m 3 /kg m 3 /kg 绝热压缩kPa K 点 3 ：K （已知）kPa m 3 /kg 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 41 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆点 4 ：kPa K 循环热效率：试卷九二、判断（本大题 10 分，每小题 2 分）、朗肯循环采用再热后，其热效率升高（）、分析开口系统时引入焓这个参数，所以说焓存在于开口系统在闭口系统中并不存在 ( ) 、任意一个热力过程都可称之为多变过程。 ( ) 、水蒸气的定压汽化过程也是一个等温
61、过程，因此热力学能变化量为 0 。（ ）5、 热力系对外放出热量，系统温度不一定降低。（）三、简答（本大题 25 分，每小题 5 分）、 在 p-v 图及 T-s 图上画出空气的 n=1.2 的膨胀过程 1-2 和 n=1.6 的压缩过程 1-3，并确定过程 1-2 和 1-3 中功和热量的正负号。、试证明理想气体定熵过程的过程方程式。 其中，均为常数。、试说明热能和功有何区别和联系？、试写出稳定流动能量方程式应用于涡轮机（压气机）和绝热节流过程时的简化形式 。、常用的状态参数哪些是可以直接测定的？哪些是不可直接测定的？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
62、 - - - -第 42 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆四、计算题（本大题 50 分，第 1 、 2 题各 10 分；第 3 、 4 题各 15 分）、有 5kg 的空气，初态时 T 1 =477K,P 1 =0.32Mpa ，经可逆定容加热，终温T 2 =600K.设空气为理想气体，求过程功及过程热量（ R g =287J/( kgK)，=1.005 k J/( kgK)）?、容器被分隔成 A、B 两室，如附图所示。已知当地大气压力=0.1013MPa ，气压表 2 读数为=0.1MPa，气压表 1 读数为=0.294MPa 。求气压表 3 的读数。、空气初态为=0.1MPa、=
63、300，经过三级活塞式压气机后，压力提高到6.4MPa ，假定各级压缩过程的多变指数n=1.3。试求：（1）以耗功最小为前提的各级压比；（ 2）生产 1kg 压缩空气理论上消耗的功；（3）各级气缸的出口温度；（4）若采用单级压缩，压气机消耗的功及出口温度。R g =287J/( kgK) 、压缩空气制冷循环的运行温度为=290K 、=300K ，如果循环增压比分别为 3 和 6 ，试分别计算它们的制冷系数和每千克工质的制冷量。假定空气为理想气体=1.005 k J/( kgK)，k=1.4。二、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、三、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归
64、纳总结 - - - - - - -第 43 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆、1-2 过程：功为正，吸热 1-3 过程： 功为正，放热2 、定熵过程为绝热过程，根据能量守恒所以所以3 、热和功都是能量，都是过程量。功：有规则宏观运动能量的传递，往往伴随能量转换。热：无序运动，无能量形式转换4 、压气机：节流：、常用的状态参数中， p 、 v 、 T 可以直接测定，而 u ， h ， s 不可直接测定四、 1 、kJ kJ 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 44 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆kJ/K 过程功为 0 ，过程热量Kj 2 、Mpa 3 、K 若采用单级压缩K 4 、 由图可知精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 45 页，共 46 页学而不思则惘，思而不学则殆1) K K kJ/kg 2) K K kJ/kg 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 46 页，共 46 页
