工程热力学B卷

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一、判断题(20分,每小题2分)

1.工质吸热温度必升高,工质对外做功温度必降低。(X)

2.沸腾的水总是烫手的。(X)

3.喷管为面积减小,速度增加的管道。(X)

4.循环有用功越大,则循环效率越高。(X)

5.空气进行任何变化过程比热均为正值。(√)

6.不同种类气体的摩尔气体常数不同。(X)

7.绝热过程即为等熵过程。(X)

8.孤立系统的熵只能减少,不能增大。(X)

9.理想气体只有取定比热容时,才能满足迈耶公式Cp-Cv=Rg。(X)

10.压缩因子可能大于1、小于1或等于1。(√)

二、选择、填空题(27分)

1.工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程,则多变指数n:(A)

A.01n B.1nk C.nk D.0n或1或k

2.vqcdTpdv适用于:(C)

A.闭口系统,可逆过程

B.仅稳定流动系统,理想气体

C.闭口系统,理想气体,可逆过程

D.开口系统或稳定流动系统,理想气体,可逆过程

3.理想气体绝热流过阀门,前后参数变化为:(B)A. 0,0TsB.0,0Ts C.0,0Ts D.0,0Ts

4.超音速气体通过扩压管道参数如何变化:(B)

A.压力升高,截面扩张 B.压力升高,截面收缩

C.压力减小,截面扩张 D.压力减小,截面收缩

5.可逆压缩时,压缩机的耗功为(C)

A.pdv B.21()dpv C.21vdp D.21pdv 6.工程热力学是研究(热能)能与(机械能)能相互转换规律的一门科学。

7.理想气体的热力学能、焓、比定压热容、比定容热容仅仅是(温度)的单值函数。

8.初、终态相同的可逆过程与不可逆过程的熵变必然(相等)(填“相等”或“不相等”)

9.理想气体的熵是(热量)和(温度)的函数

10.理想气体的Cp及Cv值与气体种类(有)关,与温度(有)关。它们的差值与气体种类(有)关,与温度(无)关。它们的比值与气体种类(有)关,与温度(有)关。(填“有”或“无”)

三、计算题(53分)

1.某理想气体动力循环,以空气为介质。空气的初始参数barP01.11,温度151t℃,31014.0mV。经过绝热压缩到320028.0mV,在定容加热到barP5.183,然后定熵膨胀到barP01.14,最后定压放热回到初始状态,完成一个循环。空气的气体常数0.287kJ(kg?K)gR绝热指数k=1.4比热为定值。(18分)

(1)画出循环的P-V图和T-S图。

(2)求循环的热效率。

(3)求同温度范围的卡诺循环效率

(1)

(2)1122kkpvpv

1121121122kkTvvTTTvv

(1.41)20.014(27315)()548.250.0028TK

21121122kkpvvpppvv 哈尔滨工程大学成人教育学院试卷

( 年 学期)

课程名称: 工程热力学 B卷 2 / 2 1.420.0141.01()9.610.0028pbar

11.411.444331.011055.4459.818.5kkpTTkp

61110.101100.0140.017287(27315)gpVmkgRT

吸热:132321()()1vgQUWUmcTTmRTTk

10.0170.2871055.4548.256.2251.41kJ

放热:24141()()1tpgkQHWHmcTTmRTTk

1.40.0170.287459.82882.931.41kJ

126.2252.93110.5296.225QQ=52.9%

(3)13288110.721055.4TT=72%

2.一刚性容器,原为真空。现将此容器与输气管道连接的阀门打开输气管道中的空气进入容器。设输气管道中的气体状态参数保持不变,P=4bar、温度t=30℃、焓值h=303(.)kJkgk。当容器的压力达到4bar时阀门关闭,求气体达到平衡时的温度(设容器的体积V=13m,空气的气体常数0.287/()gRkJkgK,空气的内能与温度的关系式为0.72uT)

开口系统能量方程式:

221122cvfoutfinioutinQdEhcgzmhcgzmw

系统绝热0Q;忽略动能和势能2102fc、0gz;系统不对外做功0iw

则有: 0cvinindEhm

cvinindEhm

将上式积分得:inindmuhm 2121inmumuhmm

容器在充气前为真空:

22inmuhm

2inuh

由题意得:

2303/inuhkJkg

2303420.830.72TK

3.欲设计一热机,使之能从温度为973k的高温热源吸热2000kJ,并向温度为303k冷源放热800kJ问:

(1)此循环能否实现,是否可逆?

(2)若把此热机当制冷机用,从冷源吸热2000kJ,能否向热源放热2000kJ?欲使之能从冷源吸热2000kJ,至少需耗多少功?

答:(1)20008000.585/0973303HLhLQQQkJKTTT

此循环能够实现,不可逆循环

(2)200020004.545/0973303HLhLQQQkJKTTT

不能实现。

需要最少的功为在0QT时

122min2min1212200020000973303QQQQWQWTTTTT

min200097320004442.24kJ303W