工程热力学期末复习题1答案

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一、判断题:

1. 平衡状态一定稳定状态。

2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律; 3.公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。

4.容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5.在T —S 图上,任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6.膨胀功与流动功都是过程的函数。

7.当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时,以可逆定温压缩过程最为省功。

8.可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行,并能恢复到初始状态的过程。

9. 根据比热容的定义式

T q

d d c

,可知理想气体的p c 为一过程量;

10. 自发过程为不可逆过程,非自发过程必为可逆过程; 11.在管道作定熵流动时,各点的滞止参数都相同。 12.孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13.闭口绝热系的熵不可能减少。

14.闭口系统进行了一个过程,如果熵增加了,则一定是从外界吸收了热量。 15.理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16.实际气体绝热节流后温度一定下降。

17.任何不可逆过程工质的熵总是增加的,而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率; 19.混合气体中质量成分较大的组分,其摩尔成分也一定大。 20.热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。

21.当热源和冷源温度一定,热机工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。

22.从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态,因为气化过程温度未变,所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。

23.定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体,不能用于实际气体。 24.在p -v 图上,通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。

25. 压缩过程耗功是体积膨胀功,压气机耗功是技术功;

26.供热量一定,用电炉取暖与用热泵式空气取暖耗电量一样多。

27.渐缩喷管出口截面参数不变,背压提高,则喷管流量下降。

28.工质在变截面管道流动,管道的最小截面即为临界截面。

29.对于渐放型喷管,当进口流速为亚音速时,可是气流压力升高。

30.对于未饱和空气,干球温度≥湿球温度≥露点温度。

31.湿空气的相对湿度愈大,则其水蒸气分压力愈大。

32. 相对湿度越大则空气的含湿量越高;

33.已知湿蒸汽的压力与温度就可以确定湿蒸汽的状态。

34.滞止参数是工质经定熵滞止后得到的状态参数。

35.露点温度等于空气中水蒸气分压力对应的饱和温度。

二、图示题:

图上定性的表示出n=1.2的理想气体的压缩过程,并在图上用面积1.试在T s

w。

表示所耗过程功w或技术功t

2.试将满足以下要求的多变过程表示在p-V图和T-s图上(先标出四个典型过程):(1)工质膨胀、放热;(2)工质压缩、放热且升温

3.将满足下列要求的理想气体的多变过程表示在p—v图、T—s图上。

1)工质升温、升压、放热;

2)工质膨胀、降温、放热。

4.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及初终态热力学能的大小。

1-2过程功为正,热量为负,初态热力学能大于终态热力学能 1-3过程功伟负,热量为正,初态热力学能小于终态热力学能

5.在T-s 图上画出下面两各热力过程: 1)k=1.4的空气,多变压缩过程n=1.325; 2)n= 0.92的吸热过程。

6.画出单级活塞式压缩机将空气由相同初态,分别经定温压缩、定熵压缩和多变压缩过程达到相同的终态压力的p-v ,T-s 图,并说明其耗功量的大小关系。

T n s w w w >>

7.定性画出燃机三种理想循环的v p -、s T -图。 混合加热:

定容加热:

定压加热:

8.在T-s 图上画出采用再热的郎肯循环循环图,并定性说明再热循环对循环热效率的影响。

p T

v

s

v

s

.答:如果附加部分的效率高,则再热循环效率会提高,中间压力p 提高,会使t 提高,但此时对干度2x 的改善较小。

9.画出蒸汽压缩制冷系统的T-s 图,并说明各个过程是在哪个设备中完成的。 答:1-2 过程,压气机中完成;2-3 过程,冷凝器中完成;3-4 过程,节流阀中完成;4-1 过程,蒸发器中完成。

三、简答题:

1.绝热刚性容器用隔板分成A 、B 相同的两部分,A 侧充满空气,B 侧为真空,分析突然抽掉隔板后气体的状态参数(热力学能、焓、熵)如何变化?

2.平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 3.绝热过程是定熵过程吗?多变过程是任意过程吗?

1

2

4.如图所示的电加热装置,容器中盛有空气,并设有电阻丝,试问取什么为系统,系统与外界交换的是热量;取什么为系统,系统与外界交换的是电功;取什么为系统,系统与外界没有任何能量交换。

c

5.热量与功有什么相同的特征,两者的区别是什么?

5.答:热量和功都是能量传递的度量,它们都是过程量。只有在能量传递过程中才有所谓的功和热量,没有能量的传递过程也就没有功和热量。

区别:功是有规则的宏观运动能量的传递,在做功过程中往往伴随着能量形态的变化,热量则是大量微观粒子杂乱热运动的能量的传递,传热过程中不出现能量形态的转化。功转化成热量是无条件的,而热转变成功是有条件的。 6.为什么T-s 图上过同一点的气体的定容线要比定压线陡一些? 6.答:在定容线上

V dT T ds C =,而在定压线上P

dT T

ds C = 7.工质在压力p1下被吸入气缸,可逆压缩至p2(p1<p2),然后排出气缸,试在p -v 图上表示出此工作过程的膨胀功和技术功,并说明技术功和膨胀功之间的关系。

7答:其1-2-3-4-1为技术功w t 1-2-5-6-1为膨胀功w Δ(pv )=δ w-δw t

8.对于闭口系统,引起系统熵变的因素有哪些?开口系统呢?

8答:闭口系统,由于没有物质的流动,引起熵变的主要因素为传热引起的熵流,以及不可逆过程而产生的熵产。对于开口系,除了熵产和熵流之外还有因为物质流动所引起的熵的变化