0713041答案工程热力学b
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xxx 学院本科课程考试试卷一、单项选择题(每小题2分,共12分)1. 工质被压缩、向外放热并温度升高,该过程的多变指数的取值范围是( ) A :(-∞,0) B :(0,1) C :(1,k ) D :(k ,+∞)2. 系统从相同的初态出发,分别经过不可逆过程A 和可逆过程B 达到相同的终态,则( ) A :B A S S ∆=∆ B :B A S S ∆>∆错误!未找到引用源。
C :B A S S ∆<∆ D :无法比较3. 理想气体流过缩放喷管,下列说法中正确的是( )A :喉部截面不一定达到音速B :出口截面流速一定为超音速C :出口压力一定比喉部截面压力低D :背压越低流量越大4. 湿空气压力一定时,其中水蒸气的分压力取决于( )A :含湿量B :相对湿度C :湿球温度D :干球温度5. 下列系统中与外界不发生能量交换的系统是( )A :闭口系统B :开口系统C :绝热系统D :孤立系统6. 在相同进口状态、相同出口压力情况下,压气机的可逆绝热压缩过程耗功与不可逆绝热过程的耗功大小关系为( )A :可逆绝热压缩过程耗功大于不可逆绝热过程的耗功B :可逆绝热压缩过程耗功等于不可逆绝热过程的耗功C :可逆绝热压缩过程耗功小于不可逆绝热过程的耗功D :无法确定二、判断题(每小题1分,共10分,对的画“√”,错的画“×”)1. 朗肯循环中水蒸气在汽轮机中的过程可以看作定熵膨胀过程。
( )2. 工质吸热一定温度升高。
( )3. 喷管出口流速的大小与背压无关。
( )4. 水在定压汽化过程中温度不变。
( )5. 只有处于平衡状态的系统才可用状态参数 p 、v 、T 来描述。
( )6. 对于饱和湿空气,其干球温度、湿球温度、露点温度都相等。
( )7. 闭口绝热系统的熵不可能减少。
( )8. 多级压缩不管是否采用中间冷却,都可省功。
( )9. 当冷库温度及环境温度一定时,在其间工作的逆向卡诺循环具有最大的制冷系数。
课后思考题及习题答案思考题1-2: 否,闭口是说没有物质交换绝热是说没有热量交换没有排除做功的可能,所以不是孤立系统。
思考题1-7:否,稳定但不平衡,平衡的概念是内外同时建立热和力的平衡,显然铁棒上各点的温度并不相同,即存在热的不平衡习题1-3:212111111262111ln ln 0.50.5100.172ln138.374kJ 0.1v vv pp v p v v p p v w pdv dv v ==⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-4:sin B P gl ρα=+6310sin 0.1100.89.80720010sin30?=99215.44 Pa P B gl ρα-=-=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯3习题1-5:21w pdv =⎰1) p=定值:210.0560.020.71021kJ v v p w dv dv ⨯===⎰⎰;2) pV=定值:216211121110.05ln 0.7100.02ln 12.8kJ 0.02v vvp v v p v w pdv dv v =⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-7:需由热泵向室内提供的热量为:31700001024010019264.43600Q ⨯=-⨯-= w120Q w ε=10219264.4==3.8535Q w ε=kw 习题1-9:1) 512010==3.9773600Q w ε=⨯2) 5210=107360074800Q Q w =--⨯= kJ/h 3) 127.783600Q w == kw思考题2-5:甲与乙的看法都是错误的。
首先依题意可知,如果瓶内氧气压力要减少一半,相应的质量也会减少一半。
对于甲的看法:虽然每次抽出的氧气体积不变,但是由于每抽气一次均会导致气瓶中的压力会有所有下降,每次抽出来的氧气质量也是不同的,甲的错误就在于认为每次抽出的来氧气质量会相同。
而对于乙的看法:乙则认为气瓶内氧气体积增大一倍,压力就会减半,但是在抽气过程中,瓶内氧气的质量是在改变的,因此其结论也是错误的。
工程热力学课后习题答案工程热力学课后习题答案热力学是工程学中的重要分支,它研究能量转化和传递的规律。
在学习热力学的过程中,课后习题是检验学习成果和巩固知识的重要途径。
下面将为大家提供一些工程热力学课后习题的详细解答,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 一个理想气体在等压条件下,从体积为1m³压缩到0.5m³,压力保持不变。
求气体对外界做功的大小。
解答:根据理想气体的等压过程,气体对外界做功的大小等于压力乘以体积的变化量。
即W = PΔV = P(V2 - V1) = P(0.5m³ - 1m³) = -0.5Pm³。
2. 一个系统的内能增加了1000J,同时对外界做了500J的功。
求系统所吸收的热量。
解答:根据能量守恒定律,系统吸收的热量等于内能增加量与对外界所做功的和。
即Q = ΔU + W = 1000J + 500J = 1500J。
3. 一个容器内有1kg的水,初始温度为20℃。
将容器放在恒温室内,经过一段时间后,水的温度升至30℃。
求水所吸收的热量。
解答:根据热容公式Q = mcΔT,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示物体的比热容,ΔT 表示温度的变化量。
将题目中的数据代入公式,即 Q= 1kg × 4186J/kg℃ × (30℃ - 20℃) = 41860J。
4. 一个活塞与一个理想气体接触,气体的初始体积为1m³,初始压力为2MPa。
经过一定过程后,气体的体积减小到0.5m³,压力增加到4MPa。
求气体对外界做的功。
解答:根据理想气体的等压过程,气体对外界做的功等于压力乘以体积的变化量。
即W = PΔV = P(V2 - V1) = 4MPa × (0.5m³ - 1m³) = -2MJ。
5. 一个系统的内能增加了2000J,同时对外界做了1000J的功。
绪论1.工程热力学的研究方法:一种是宏观方法,即经典热力学方法;另一种是微观方法,即统计热力学方法。
答案:对第一章1.孤立系统内工质的状态不能发生变化。
()答案:错2.平衡态是指当不存在外部影响,()。
答案:系统内部状态不发生改变3.理想气体任意两个状态参数确定后,气体的状态就一定确定了。
()答案:错4.若密闭容器中气体的压力稳定不变,则安装在容器上的压力表的读数也不可能有变化。
()答案:错5.可逆过程一定是()。
答案:准静态过程6.气体的绝热自由膨胀过程不对外做功。
()答案:对7.工质不可逆稳态稳流经某控制容积,则控制容积内()答案:储能不变,熵不变8.任意一个正向循环其()答案:压缩功小于膨胀功9.30℃的水蒸气缓慢流入一绝热容器与30℃的液态水相混合的过程是可逆过程。
()答案:对10.通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程是可逆过程。
()答案:错第二章1.理想气体经不可逆绝热过程熵增大,而水蒸气不一定。
()答案:对2.气体常数与气体的种类有关,通用气体常数与气体的种类无关。
()答案:错3.气体的摩尔体积与气体的种类有关。
()答案:错4.已知CO和N的压力及温度均相同,分别为0.2MPa和400K,则CO的比体积大于N。
()答案:错5.多变过程中理想气体的比热容可以为负值。
()答案:错6.范德瓦尔常数与分子大小及分子间作用力有关,随物质不同而异。
()答案:对7.实际气体的压缩因子z可能大于或小于1。
()答案:对8.1、理想气体的值与气体的温度有关,则它们的差值也与温度有关。
答案:错9.固体和液体的热膨胀性很小,可认为。
答案:对10.下列关系式中理想气体和实际气体都适用的关系式有()。
答案:;;第三章1.热力学能的变化只与初终态有关,而与过程路径无关。
()答案:对2.下列哪一种说法不表示热力学第一定律:()答案:热机热效率不能大于13.对气体加热其温度一定升高。
()答案:错4.理想气体经绝热自由膨胀后其温度必然降低。
工程热力学课后答案工程热力学是学习热力学基础和热力学应用的重要课程。
虽然每节课上老师会解释和演示相关内容和实例,但是在课后掌握和巩固知识点就需要有答案作为参考。
因此,在本篇文章中,我将为大家提供一些工程热力学课后练习题的答案,希望能够对大家学习和复习工程热力学有所帮助。
1. 热力学第一定律表明什么?热力学第一定律是能量守恒定律,表明能量既不能被创造,也不能被毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 热力学第二定律表明什么?热力学第二定律是关于热力学过程可能发生的方向的规定。
它表明,热量不会自己从低温物体向高温物体流动,也不会使机械功完全转化为热量。
即,热量不能自发地从低温物体流向高温物体,而是需要一定的外力作用。
这个过程在自然中总是不可逆的。
3. 什么是熵?它的单位是什么?熵是热力学状态函数,通常用符号S表示,表示物体的无序程度。
在一个封闭系统中,熵的增加意味着该系统内部的无序程度增加。
熵的单位是焦耳/开尔文(J/K)。
4. 什么是焓?它的单位是什么?焓是热力学状态函数,通常用符号H表示,表示在恒定压力下,系统的总能量。
焓是一种状态函数,它只与系统的初始状态和结束状态有关,而与系统的历史路径无关。
焓的单位是焦耳(J)。
5. 什么是热容?它的单位是什么?热容是指物体在接受热量时所发生的温度变化。
它的单位是焦耳/开尔文(J/K)。
6. 什么是定常流动?定常流动是一种稳定状态,其中流体的流量、速度、温度和压力在空间和时间上都是恒定的,不随时间而变化。
7. 什么是等熵流动?等熵流动是一种不发生能量转化的流动过程,也称为绝热流动。
在这种流动中,热流量和机械功是恒定的,并且没有热交换。
在等熵流动中,熵保持不变。
8. 什么是朗肯循环?朗肯循环是一种理想的热力学循环,常用于内燃机以及蒸汽动力机的操作中。
朗肯循环包括四个过程:恒容热量加热、等熵膨胀、恒容冷却和等熵压缩。
9. 什么是布雷顿-珀西循环?布雷顿-珀西循环是一种用于产生电力的循环,常见于燃煤或天然气发电厂中。
工程热力学(第五版)习题答案工程热力学(第五版)廉乐明 谭羽非等编 中国建筑工业出版社第二章 气体的热力性质2-2.已知2N 的M =28,求(1)2N 的气体常数;(2)标准状态下2N 的比容和密度;(3)MPa p 1.0=,500=t ℃时的摩尔容积Mv 。
解:(1)2N 的气体常数2883140==M R R =296.9)/(K kg J •(2)标准状态下2N 的比容和密度1013252739.296⨯==p RT v =0.8kg m/3v 1=ρ=1.253/m kg(3)MPa p 1.0=,500=t ℃时的摩尔容积MvMv =pTR 0=64.27kmol m/32-3.把CO2压送到容积3m3的储气罐里,起始表压力301=g p kPa ,终了表压力3.02=g p Mpa ,温度由t1=45℃增加到t2=70℃。
试求被压入的CO2的质量。
当地大气压B =101.325 kPa 。
解:热力系:储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中CO2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO2的质量2222RT v p m =根据题意容积体积不变;R =188.9Bp p g +=11 (1) Bp p g +=22 (2) 27311+=t T (3) 27322+=t T(4)压入的CO2的质量)1122(21T p T p R v m m m -=-=(5)将(1)、(2)、(3)、(4)代入(5)式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时,一鼓风机每小时可送300 m3的空气,如外界的温度增高到27℃,大气压降低到99.3kPa ,而鼓风机每小时的送风量仍为300 m3,问鼓风机送风量的质量改变多少? 解:同上题1000)273325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=-=T p T p R v m m m =41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa 的空气3 m3,充入容积8.5 m3的储气罐内。
2007一、名词解释:1、孤立系统:当一个热力系统和外界既无能量交换又无物质交换时,则该系统称为孤立系统。
2、流动功:系统为维持工质流动所需的功称为流动功。
(也称推动功)3、相对湿度:一定温度下,未饱和空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的比值,表示湿空气中水蒸气含量的饱和程度,称为相对湿度。
4、准平衡过程:过程进行的相对缓慢,工质在平衡被破环后自动恢复平衡所需的时间很短,工质有足够的时间来恢复平衡,随时都不致显著偏离平衡状态,那么这样的过程就称为准平衡过程。
它是无限接近于平衡状态的过程。
5、孤立系统熵增原理:孤立系统熵可以增大,或保持不变,但不可能减少。
二、填空题;1、45度;2、h=u+pv;3、C n ln T2T14、可以;5、定焓;减小;增大;增大;6、蒸发温度;冷凝温度;三、选择题1、D;2、C;3、D;4、B;5、A;6、B;7、D;8、A;9、B;10、A;四、简答1、(1)取整个绝热容器为系统,由闭口系统能量方程得:Q=∆U+W,由题意知,Q=0,W=0,故∆U=0, ∆H=0也即热力学能保持不变,温度也保持不变。
(2)取整个绝热容器为系统,当容器为绝对导热时:Q=∆U+W,由题意知,Q<0,W=0,故∆U<0, ∆H<0 也即热力学能减少,温度降低。
2、证明: q1;2;3=∆u1;2;3+w1;2;3,q1;4;3=∆u1;4;3+w1;4;3,∆u1;2;3= u3-u1;∆u1;4;3= u3-u1;故∆u1;2;3=∆u1;4;3w1;2;3即为1−2−3与v轴所围图形面积,w1;4;3即为1−4−3与v轴所围图形面积,显然,前者面积大于后者面积。
故q1;2;3>q1;4;33、两个结论都不正确。
由卡诺定理:(1)定理一:在相同温度的恒温高温热源T1和相同的温度的恒温低温热源T2之间工作的一切可逆循;环,其热效率都相等。
ηt= 1−T2T1当处于不同温度的恒温高温热源T1′(T1′≠T1),和不同温度的恒温低温热源T2′(T2′≠T2) 之间工;ηt′有可能不等于ηt。
☆ ☆
密
封 线 内 不
要
答
题 ☆ ☆ 姓 名
学 号 班 级
平顶山工学院2005—2006学年第二学期期终考试(查)
《工程热力学》试题(B 卷)
本套试卷共 三 页
一、 填空题(每题2分,共20分):
⒈ 描述工质的基本状态参数有 压力 、 比容 、 温度 。
⒉ 水蒸汽的定压发生过程在p-v 、T-s 图上的两线指的是 饱和水线 和饱和蒸汽线_。
⒊ 多变指数0.1=n 的压缩过程,其q 小于 0,w 小于 0,
u ∆ 等于0。
⒋ 稳态稳流的能量方程式为 。
⒌ 未饱和湿空气由 水蒸气 和 干空气 组成.
⒍ 动力循环可分为 蒸汽动力循环 和 燃气动力循环 两大类。
⒎ 提高朗肯循环的基本途径 提高蒸汽温度和压力 和 降低冷凝温度 。
⒏ 对于不可逆循环
⎰ds 等于 0。
⒐ 压气机以其产生压缩气体压力的高低大致可分为 通风机 、 鼓风机 和 压气机 三类。
10.通用气体常数的数值是 8314 J/(kmol.K). 二、名词解释(每题5分,共20分)
1、 孤立系统
与外界既没有物质的交换又没有能量的交换的系统叫孤立系统。
2、 动力循环 热能转化为机械能的循环叫动力循环。
3、 湿空气的体积
1千克干空气所具有的湿空气的体积
4、流动功
当工质在流进和流出控制体界面时,后面的流体摧开前面的流体而前进,这样后面的流体对前面的流体所做的功叫流动功。
三、简答题(每题5分,共20分)
1.说明下列能量方程的适用条件。
⑴w u q +∆= ⑵w T C q v +∆= ⑶v Pd u q ⎰
+∆=2
1
(1)适用于任何条件
(2)使用于理想气体的任何条件,实际气体的定容过程。
(3)使用于可逆过程
2.“物体的温度愈高,则所具有的热量越多”,这句话对否?为什么?
答:不对,因为热量是过程量,热量被物体吸收后,变为物体的能量,所以物体所具有的是热能,而不是热量。
3.推导定容过程在T-S 图上的斜率。
由T
q
ds δ=
定压过程 dT q C
v
=
δ
所以
c
v
T
ds
dT =
4、已知某热力循环如下:1-2定熵压缩过程,2-3定容加热,3-4定压加热,4-5绝热
膨胀,5-1定容放热。
试画出这一循环的T-S 图
4 T 3 2
5 1
s
四、画图说明题(10分)
请画出蒸汽压缩制冷循环的压焓图及温熵图,并说明其工作原理。
五、计算题(共30分)
1.有一绝热刚性容器,有隔板将它分成A 、B 两部分。
开始时,A 中盛有T A =300K ,P A =0.1MPa ,
V A =0.5m 3的空气;B 中盛有T B =350K ,P B =0.5MPa ,V B =0.2m 3的空气,求打开隔板后两容器达到平
衡时的温度和压力。
(设空气比热为定比热)
W
U Q +∆=
因为Q=0 W=0 所以 0=∆U
0)()(=-+-=
∆T C m T C m B V B A V A T T U
T
V
P m
A
A
A
A
R =
T
V P m
B
B
B
B
R =
所以
K
T 332300
2.05.03505.01.02.05.05.01.0350
300=⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=P
V V a
B
A
mRT
P 214
.02
.05.02
.05.05.01.0=+⨯+⨯=
+=
2.气体状态从初态 0.1MPa 、0.3m 3压缩至终点0.4MPa ,压缩过程中有以下关系:
b V P +-=5.1(P 的单位为MPa ,V 的单位为m 3)。
试求过程中所做的压缩功。
(1) 由p
p
a
M
1.01
= m
V
3
1
3.0=求得=0.55
(2) 由
p
p
a
M
4.02
=求得
m V
3
2
1.0=
(3)==pdV W -50KJ
3.1Kg 理想气体由初状态按可逆多变过程从400℃降为100℃,压力降为P 2=1/6 P 1已知该过程的膨胀功为200KJ ,吸热量为40KJ ,设比热为定值,求c p 。
(1)
2
221
11T v p T v p =
()
()
3.0100273
400
273
6
12
1122
1=++⨯
=
=
T p T p v v
4.13.0ln 183.0ln
==n ()
21T T w -
()
267.0300
4.020012
1
=⨯=
--⨯=T n w R T
KJ/kg.k
w u +∆=
k
kg kJ w q u ./16020040-=-=-=k
kg kJ T
u C v ./533.0300
160==
∆∆=
k
kg kJ R C C v p ./8.0267.0533.0=+=+=。