建环2005级工程热力学试题(A卷) 、填空题(共60分) 1.(1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 状态。 2.(每空1分)准静态过程是 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V=4m3,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 下,则气体的容积为m3。 6.(共2分)如已知空气的在0-200间的平均定压质量比热为cn30=0.933/1kgk, 0-500℃间的平均定压质量比热为c{0=0.973k/kgK,则200500℃间的平均定压质 量比热为c k//kg. K 8热源A、B温度分别为500K和300K,若热源A向热源B传输的热量是570kJ,则热源A B的熵变分别是AS kJ/kg·K,△SB= kJ/kg·K,过程的熵产 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 随着压力比的增大,容积效率 (填“增大”“不变”或“减小”)。 如果采用3级压气机,初始压力为P1=100kPa,最终压力P5=27MPa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800℃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,共分)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。 ll.(每空1分,共6分)汽轮机入口水蒸气压力P1=2MPa,1=350℃,则水蒸气处于 状态,焓值为h1= kg/kJ;蒸汽在汽轮机中可逆绝热膨胀到压力P2=5从Pa后排入冷 凝器,则膨胀终了的蒸汽处于 状态,终状态时蒸汽的s2= kg/(kJ*K),焓
建环 2005 级工程热力学试题（Ａ卷） 一、填空题 （共 60 分） 1．(1 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。 2．（每空 1 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 / 。 8.热源 A、B 温度分别为 500K 和 300K，若热源 A 向热源 B 传输的热量是 570kJ,，则热源 A、 B 的熵变分别是 SA = kJ kg K / ， SB = kJ kg K / ，过程的熵产 Sg = kJ kg K / 。 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”）。 如果采用３级压气机，初始压力为 1 p kPa =100 ，最终压力 p5 = 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 800℃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，共分）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) 汽轮机入口水蒸气压力 p1 = 2MPa,t 1 = 350 ℃，则水蒸气处于 状态，焓值为 h1 = kg/kJ;蒸汽在汽轮机中可逆绝热膨胀到压力 p2 = 5kPa 后排入冷 凝器，则膨胀终了的蒸汽处于 状态，终状态时蒸汽的 2 s = kg/(kJ*K),焓
值h2=kJ/kg,蒸汽在汽轮机中作出的功量为 (附:p=2MPa时,1=℃ p=2MPa /kJ/kg 300℃ t=400℃ p2=5kPaH h'=k/kg, h"=k//kg 2.(每空2分,共6分)压力为0.MPa,温度为45℃的湿空气,相对湿度为70%,则露 点温度为 ℃:若该湿空气等压冷却到35℃,则终态空气的相对湿度为 水蒸气的分压力为 kPa,已知湿空气压力为0MPa时: 干球温度t℃ 水蒸气饱和压力P,(kPa)56229406.274662469917.3759.58212.35 13.(每空2分,共6分)一空气喷管,其进口压力为20MPa,温度为300℃,背压为06MPa, 则应选择 形状的喷管,喷管出口截面的空气温度为 ℃,流速为 14.(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 15.(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(10分) (1)理想气体比热容是温度的函数,但Cn-C,=R却不随温度变化。() (2)对气体加热其温度一定升高。() (2)熵增大的过程必为不可逆过程。() (3)把热量全部变为功是不可能的。() (4)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。() (5)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。() (6)柴油机比汽油机的热效率高,其原因时柴油的热值高,点火容易。() 三、简答题(30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)空气在气缸内经历不可逆过程,内能减少15kJ,对外作功10k,试分析空气的
值 2 h = kJ/ kg，蒸汽在汽轮机中作出的功量为 kJ。 (附： p = 2MPa时，t s = ℃ p = 2MPa h / kJ / kg s/ kJ /(kg *K) t = 300 ℃ t = 400 ℃ p2 = 5kPa 时 h = kJ / kg, h = kJ / kg s = kJ / kg,s = kJ / kg ） 12．（每空 2 分，共６分）压力为 0.1MPa，温度为 45℃的湿空气，相对湿度为 70%，则露 点温度为 ℃；若该湿空气等压冷却到 35℃，则终态空气的相对湿度为 %， 水蒸气的分压力为 kPa, 已知湿空气压力为 0.1MPa 时： 干球温度 t ℃ 35 36 37 38 39 40 45 50 水蒸气饱和压力 p (kPa) s 5.622 5.940 6.274 6.624 6.991 7.375 9.582 12.335 13．（每空 2 分，共 6 分）一空气喷管，其进口压力为 2.0MPa, 温度为 300℃，背压为 0.6MPa， 则应选择 形状的喷管，喷管出口截面的空气温度为 ℃，流速为 m/s。 14．（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。 15．（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（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。（ ） （2）熵增大的过程必为不可逆过程。（ ） （3）把热量全部变为功是不可能的。（ ） （4）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。（ ） （5）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。（ ） (6) 柴油机比汽油机的热效率高，其原因时柴油的热值高，点火容易。（ ） 三、简答题（30 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）空气在气缸内经历不可逆过程，内能减少 15kJ，对外作功 10 kJ，试分析空气的
熵变有哪几种可能性?为什么? 4.(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? 5.(5分)一以空气为工质闭口系统经历了多变指数为1.3的压缩过程,在pv图和Ts图 上表示改过程,并分析过程中热量、功量的正负以及温度的变化情况。 6.(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gp-h图上,并写出 制冷系数的表达式 三、湿空气的温度为35℃,压力为100kPa,测得湿球温度为25℃,利用100kPa条件下湿 空气的h-d图求取其相对湿度、含湿量及水蒸气分压力。 比体积095m 0.9 6 200468102141618202246283034363840 含湿量d/g/kg(千空气
熵变有哪几种可能性？为什么？ 4．（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？ 5．（5 分）一以空气为工质闭口系统经历了多变指数为 1.3 的压缩过程，在 p-v 图和 T-s 图 上表示改过程，并分析过程中热量、功量的正负以及温度的变化情况。 6．（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。 三、湿空气的温度为 35℃，压力为 100kPa，测得湿球温度为 25℃，利用 100kPa 条件下湿 空气的 h − d 图求取其相对湿度、含湿量及水蒸气分压力