2006年工程热力学试题(A卷) 、填空题(共45分) 1.(每空1分,共2分)系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化, 那么系统处于 状态。确定简单可压缩系统平衡状态需要且只需要 独立状态参数。 3.(每空1分,共2分)准静态过程是 的过程;可逆 过程是没有 _效应的准静态过程 4.(每空1分,共3分)一个容器中储有一定量的气体,其绝对压力为250kPa,若大气压 力为0.MPa,则压力表的读值为 kPa,若容器发生泄漏,压力表的读数降低为 100kPa,则容器中气体绝对压力为 _kPa,此时其压力(填“高于”或“低于”) 大气压力。 5.(每空2分,共4分)有一充满气体的容器,容积V=4m,压力表的读数为p=200kPa 温度为t=60℃,若大气压力为100kPa,则容器中气体的质量为kg:若在标准状态 ,则气体的容积为 6(共2分)如已知空气的在0-200℃间的平均定压质量比热为c|30=0933/gK, 0-500间的均定压质量比热为cp80=09734/gK,则200500间的平均定压质 量比热为 p200 k/kg. K 7.(每空2分,共4分)一刚性绝热容器,有隔板将它分成A,B两部分,开始时A中盛 有T4=300K,P4=0.MP,V=0.5m的空气:B中盛有 TB=350K,pB=0.5 MAv=0.2m3的空气,则打开隔板后两容器达到平衡时温度为_ K,压力为 MPa。 8.(每空1分,共6分)活塞式压气机由于存在余隙容积,压气机的耗功 填“增大”“不变”或“减 输气 量 ,随着压力比的增大,容积效率 压气机采用多级压缩中间冷却的重要优点是:(1) 和(2) 如果采用3级压缩,初始压力为P1=100kPa,最 终压力p4=27MPa那么最佳级间压力为 9.(每空2分,共4分)有一汽轮机工作于400℃及环境温度30℃之间,则该热机可能达到 的最高热效率为:若热机的热效率为40%,则该热机是 (填可逆或 不可逆)热机 10.(每空1分,共5分)水蒸气的定压发生过程由 三个阶段组成。当水在一定压力下由饱和液体变为干饱和水蒸气是所吸收的 热量被称 在此阶段水吸收热量,但其 保持不变 11.(每空1分,共6分)湿空气中的水蒸气常处于 状态。 湿空气的加热过程中,温度升高,含湿量 相对湿度 湿空气的冷却过
2006 年工程热力学试题（Ａ卷） 一、填空题 （共 45 分） 1．(每空 1 分，共 2 分) 系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化， 那么系统处于 状态。确定简单可压缩系统平衡状态需要且只需要 个 独立状态参数。 3．（每空 1 分，共 2 分）准静态过程是 的过程；可逆 过程是没有 效应的准静态过程。 4．（每空 1 分，共３分）一个容器中储有一定量的气体，其绝对压力为 250kPa，若大气压 力为 0.1MPa，则压力表的读值为 kPa, 若容器发生泄漏，压力表的读数降低为 -100kPa，则容器中气体绝对压力为 kPa，此时其压力 （填“高于”或“低于”） 大气压力。 5．（每空 2 分，共４分）有一充满气体的容器，容积 3 V m = 4 ，压力表的读数为 p kPa = 200 ， 温度为 t = 60 ℃，若大气压力为 100kPa ，则容器中气体的质量为 kg；若在标准状态 下，则气体的容积为 3 m 。 6．（共 2 分） 如已知空气的在 0~200℃间的平均定压质量比热为 0.933 200 c p 0 = kJ kg K / ， 0~500℃间的平均定压质量比热为 0.973 500 c p 0 = kJ kg K / ，则 200~500℃间的平均定压质 量比热为 = 500 p 200 c kJ kg K / 。 7．（每空 2 分，共 4 分）一刚性绝热容器，有隔板将它分成 A，B 两部分，开始时 A 中盛 有 3 TA = 300K, pA = 0.2MPa,VA = 0.5m 的空气； B 中盛有 3 TB = 350K, pB = 0.5MPa,VB = 0.2m 的空气，则打开隔板后两容器达到平衡时温度为 K，压力为 MPa。 8．（每空 1 分，共６分）活塞式压气机由于存在余隙容积，压气机的耗功 ，输气 量 ，随着压力比的增大，容积效率 （填“增大”、“不变”或“减小”）。 压气机采用多级压缩中间冷却的重要优点是：（1） 和（2） ；如果采用３级压缩，初始压力为 1 p kPa =100 ，最 终压力 p4 = 2.7MPa 那么最佳级间压力为 kPa。 9．（每空 2 分，共４分）有一汽轮机工作于 400℃及环境温度 30℃之间，则该热机可能达到 的最高热效率为 ；若热机的热效率为 40%，则该热机是 （填可逆或 不可逆）热机。 10．（每空 1 分，共５分）水蒸气的定压发生过程由 ， 和 三个阶段组成。当水在一定压力下由饱和液体变为干饱和水蒸气是所吸收的 热量被称作 ，在此阶段水吸收热量，但其 保持不变。 11．（每空 1 分，共６分）湿空气中的水蒸气常处于 和 状态。 湿空气的加热过程中，温度升高，含湿量 ，相对湿度 。湿空气的冷却过
程中,只要冷源的温度高于湿空气的 温度,则冷却过程中不会产生凝结水,含湿 量_ 2.(每空0.5分,共2分)绝热节流是一个典型的 过程,节流后工质的压 力 但是不变。 13.(每空1分,共4分)蒸气压缩式制冷循环随冷凝压力的降低,其理论耗功 单位质量制冷剂的制冷量 因此制冷系数 随蒸发压力降低,制冷系数 (填“增大”“不变”或“减小”) 二、判断正误题(每题1分,共10分) (1)理想气体比热容是温度的函数,但Cp-C,=R却不随温度变化。 (2)对气体加热其温度一定升高。() (3)熵增大的过程必为不可逆过程。() (4)把热量全部变为功是不可能的。() (5)系统工质经历一个可逆定温过程,由于温度没有变化,故该系统工质不能与外界交换 热量。() (6)若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态,则不可逆途径的△S必大于可 逆途径的△S。() (⑦)能量方程a=cpdT+ph适用于理想气体、闭口系统的可逆过程。() (8)柴油机可以采用较高的压缩比,所以其热效率比汽油机高。() (9)未饱和湿空气的露点温度低于湿球温度,湿球温度低于干球温度。() (10)工质经历一个循环回复到原始状态后,整个循环中从外界得到的净热量大于对外作的 净功。() 三、简答题(27分) 1.(6分)画出蒸汽动力朗肯循环系统的设备流程图,并在Ts图上画出朗肯循环的热力过 程,写出热效率的表达式,并分析可以采取哪些措施提高其热效率 2.(3分)什么是定熵绝热滞止?对于理想气体,滞止温度与滞止压力间的关系如何? 3.(5分)写出稳态稳定流动系统的能量方程式,并说说每一项的含义。如果是理想气体的 稳态稳定流动的可逆过程,则方程可进一步表示成什么形式 4.(8分)在pv图和Ts图上画出空气n=1.5放热过程1-2和n=1.3的压缩过程,并确定过 程1-2和1-3中功和热量的正负号 5.(5分)将下面Ts图中给出的蒸气压缩式制冷循环对应地表示到lgp-h图上,并写出
程中，只要冷源的温度高于湿空气的 温度，则冷却过程中不会产生凝结水，含湿 量 。 12．（每空 0.5 分，共 2 分）绝热节流是一个典型的 过程，节流后工质的压 力 ，熵 ，但是 不变。 13．（每空 1 分，共４分）蒸气压缩式制冷循环随冷凝压力的降低，其理论耗功 量 ，单位质量制冷剂的制冷量 ，因此制冷系数 ； 随蒸发压力降低，制冷系数 （填“增大”、“不变”或“减小”）。 二、判断正误题（每题 1 分，共 10 分） （1）理想气体比热容是温度的函数，但 c p − cv = R 却不随温度变化。（ ） (2) 对气体加热其温度一定升高。（ ） （3）熵增大的过程必为不可逆过程。（ ） （4）把热量全部变为功是不可能的。（ ） （5）系统工质经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故该系统工质不能与外界交换 热量。（ ） （6）若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的△S 必大于可 逆途径的△S。（ ） (7) 能量方程 q c dT pdv = V + 适用于理想气体、闭口系统的可逆过程。（ ） (8) 柴油机可以采用较高的压缩比，所以其热效率比汽油机高。（ ） (9) 未饱和湿空气的露点温度低于湿球温度，湿球温度低于干球温度。（ ） （10）工质经历一个循环回复到原始状态后，整个循环中从外界得到的净热量大于对外作的 净功。（ ） 三、简答题（27 分） 1．（6 分）画出蒸汽动力朗肯循环系统的设备流程图，并在 T-s 图上画出朗肯循环的热力过 程，写出热效率的表达式，并分析可以采取哪些措施提高其热效率。 2．（3 分）什么是定熵绝热滞止？对于理想气体，滞止温度与滞止压力间的关系如何？ 3．（5 分）写出稳态稳定流动系统的能量方程式，并说说每一项的含义。如果是理想气体的 稳态稳定流动的可逆过程，则方程可进一步表示成什么形式？ 4．（8 分）在 p-v 图和 T-s 图上画出空气 n=1.5 放热过程 1-2 和 n=1.3 的压缩过程，并确定过 程 1-2 和 1-3 中 功 和 热 量 的 正 负 号 。 5．（5 分）将下面 T-s 图中给出的蒸气压缩式制冷循环对应地表示到 lg p − h 图上，并写出
制冷系数的表达式 四、计算题(共18分) 1.(共9分)汽轮机入口水蒸气压力p1=2MPa,1=350℃,水蒸气在汽轮机中可逆绝热 膨胀到压力p2=5kPa后排入冷凝器,问膨胀终了的蒸汽处于什么状态?终状态时蒸汽的 h,s等参数值,并求1kg蒸汽在汽轮机中作出的功量为多少kJ? (附:p=2MPa时,t1=212.37℃ p=2MPa h/kJ/kg s/W//(kg*K) t=300℃ 3024.0 6.7679 t=400℃ 3248.1 7.1285 P2=5Pa时h=13777kJ/kg,h”=2561.2kJ/kg s'=0.4763kJ/kg.K,s"=8.3952kJ/kg·K) 2.(共9分)一空气喷管,其进口压力为20MPa,温度为350℃,要求流量为5kg/s,背压 为0.6MPa,问应选择仕么形状的喷管?求喷管出口截面空气的流速及出口截面积。若为渐 缩渐扩喷管,则还须求出喉部截面的尺寸和流速
制冷系数的表达式。 四、计算题 （共 18 分） 1. （共 9 分) 汽轮机入口水蒸气压力 p1 = 2MPa,t 1 = 350 ℃，水蒸气在汽轮机中可逆绝热 膨胀到压力 p2 = 5kPa 后排入冷凝器，问膨胀终了的蒸汽处于什么状态？终状态时蒸汽的 h, s 等参数值，并求 1 kg 蒸汽在汽轮机中作出的功量为多少 kJ？ (附： p = 2MPa时，t s = 212.37℃ p = 2MPa h / kJ / kg s/ kJ /(kg *K) t = 300 ℃ 3024.0 6.7679 t = 400 ℃ 3248.1 7.1285 p2 = 5kPa 时 h = 137.77k J / k g, h = 2561.2k J / k g s = 0.4763k J / k g K, s = 8.3952k J / k g K ） 2．（共 9 分）一空气喷管，其进口压力为 2.0MPa, 温度为 350℃，要求流量为 5kg/s，背压 为 0.6MPa，问应选择什么形状的喷管？求喷管出口截面空气的流速及出口截面积。若为渐 缩渐扩喷管，则还须求出喉部截面的尺寸和流速