工程热力学试卷
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广州大学 2007~2008 学年第 2 学期考试卷
课程 工程热力学 考试形式（开/闭卷，考试/查）
学院 土木 系 建备 专业 2006 班级 班 学号 姓名
题次 一 二 三 四 五 总分 评卷人
分数 8 12 30 8 42 100
评分
一．填空题(每空1分,共8分)
1、 系统与外界之间没有__ __传递和__ __交换的系统，称为孤立系统。
2、 若已知工质的表压力为0.07MPa，当地大气压力为0.1MPa。则工质的绝对压力为 MPa。
3、 某工质在某过程中内能增加15KJ，对外作功15KJ，则此过程中工质与外界交换热量Q＝
KJ。
4、 露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的 温度。
5、 当湿蒸汽的干度x＝1时， 工质全部为 。
6、 压缩因子z反映 气体与 气体的偏差程度。
二．单项选择题(6小题,每小题2分,共12分)
1、理想气体的焓是 的单值函数.
（A）压力； （B）比体积；
（C）温度； （D）热力学能。
2、闭口系统从热源取热5000kJ，系统的熵增加为20 kJ/K，如系统在吸热过程中温度保持为300K，则这一过程是 。
（A）可逆的； （B）不可逆的；
（C）不能实现的； （D）不能确定的。
3、湿空气加热过程的特征是湿空气的
不变。
（A）焓； （B）含湿量；
（C）相对湿度； （D）温度。
4、用干、湿球温度计和露点仪对湿空气进行测量，得到3个温度：16℃，18℃，29℃，则干球温度t＝_____，湿球温度tw＝____________。
（A）16℃，18℃； （B）29℃，16℃；
（C）29℃，18℃； （D）16℃，29℃。
5、多变过程是指
。
（A）一切热力过程； （B）一切可逆过程；
（C）一切不可逆过程； （D）一切符合的过程。
6、当空气以M<1的亚音速进入喷管而以M>1的超音速流出喷管时，流体速度
，该喷管为
喷管。
（A）增大，缩放； （B）减小，渐扩；
（C）减小，渐缩； （D）增大，渐缩。
三．简答题(5小题,每小题6分，共30分)
1、理想气体能否进行吸热而降温的过程？试用热力学第一定律解释之。
答：
2、水在某温度条件下的饱和液体的焓为h’、熵为s’，饱和蒸汽的焓为h”、熵为s”，则此温度下，当湿蒸汽的干度为x时，请写出湿蒸汽的焓hx和熵sx的表达式。
3、空气流经喷管，进口流速c1=0，进口压力为p1＝1MPa，出口压力为p2=0.5 MPa，请问应采用什么类型的喷管？（已知压力比β＝0.528）
4、“对刚性容器中的水加热，使其在恒温下蒸发”。请判断该过程是否可逆，说明理由。
5、试先在p-v图和T-s图上画出以自点1出发的四种基本热力过程的过程曲线的位置，然后在图上画出自点1出发的多变系数n＝1.6的压缩过程，并判断q，w，Δu的正负（工质为空气）。
四． 证明题(8分)
试证明服从范德瓦尔方程的气体绝热自由膨胀时，。 （提示：）
证明：
五． 计算题(共42分)
1、气体经历某一过程，在此过程中从外界吸热300kJ，同时气体的热力学能增加120 kJ，问：（1）此过程与外界交换的功量是多少？（2）经历此过程后，气体的比体积是增大还是减小了？（6分）
解：
2、某热机循环，工质温度为TH=2000K的热源吸热QH，并向温度为TL=300K的热源放热QL。在下列条件下，试根据孤立系统熵增原理确定该机循环可能实现吗？是否是可逆循环？（1）QH＝1500 J，QL＝800 J；（2）QH＝2000 J，W0＝1800J（6分）
解：
3、空气经历一个如图所示的动力循环。已知1-2为定熵过程，2-3为定温过程，3-1为定压过程，且：T1=1500K，T2=300K，p2＝1bar，将比热容当作定值比热容且绝热指数k＝1.4。求（1）p1；（2）循环的热效率η；（3）在T-s图上表示出该循环。（10分）
解：
4、空调系统将温度为5℃，相对湿度为40％的室外空气加热至25℃；然后，向空气流中喷入压力为400kPa的水蒸气，从而将最终的相对湿度又提高至40％。已知：B＝101325Pa。问：（1）如果室外空气进入空调系统时的体积流量为60m3/min，求加热空气所需的热流量；（2）计算喷入水蒸气的流量。（h-d图见附表）（8分）
解：
5、某蒸汽压缩式制冷机，用氨作致冷剂。致冷量为105kJ/h。冷凝器出口氨饱和液的温度为300K，压力为1.06MPa；节流后温度为260K，压力为0.255 MPa。经查表得：h1＝1570kJ/kg，h2＝1770 kJ/kg，h3=450 kJ/kg。试求：
（1）每千克氨的吸热量q2；（2）氨的质量流量；（3）压气机消耗的功率P；（4）冷却水带走的热量Q1；（5）致冷系数ε。（6）相同温度范围内逆向卡诺循环的致冷系数εc。（12分）
学院领导
审批并签名
A / B卷
广州大学
2007~2008 学年第 2 学期考试卷
课程 工程热力学
考试形式（开/闭卷，考试/查）
学院
土木 系 建备 专业 2006 班级 班 学号 姓名参考答案
题次 一 二 三 四 五 总分 评卷人
分数 8 12 30 8 42
100
评分
一．填空题(每空1分,共8分)
1、按照系统与外界之间物质和能量的交换情况，系统可分为开口系统、 系统、绝热系统、_ __系统。
2、露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的 温度。
3、工质在热机中经历一个不可逆循环回到初态，其熵的变化量总是_。
4、单位质量的理想气体被定容加热时，由于温度升高，则压强_ __。
5、湿空气加热过程的特征是湿空气的 不变。
6、对逆卡诺致冷循环，冷热源的温差越大，则致冷系数 。
7.在最高温度与最低温度相同的所有循环中，以 循环的热效率为最高。
二．最佳选择题(6小题,每小题2分,共12分)
1、理想气体在一个带活塞的气缸中膨胀，容器绝热，可以忽略热传递，则气体的温度
。
（A）减少； （B）保持不变；
（C）增加； （D）无法确定。
2、对于水蒸气定压发生过程可分为三个阶段，下列选项中错误的是：___。
（A）未饱和水的定压预热过程； （B）未饱和水的定压汽化过程；
（C）饱和水的定压汽化过程。 （D）水蒸气的定压过热过程。
3、在暖房温度和环境温度一定的条件下，冬天用热泵取暖和用电炉取暖相比，从热力学观点看 。
（A）热泵取暖合理； （B）电炉取暖合理；
（C）二者效果一样； （D）无法确定。
4、以空气为工质所进行的某过程中，加热量的一半转变为功，则该过程的多变指数n为
（A）1.8； （B）1.6；
（C）1.3； （D）0.6。
5、湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，如果湿球温度越低，则其含湿量 。
（A）愈大 （B）愈小 （C）不变 （D）不确定
6、气体流经渐缩喷管而射向真空，则流速 ，流量 。
（A）增大，减小； （B）减小，增大；
（C）减小，不变； （D）增大，不变。
三．简答题(5小题,每小题6分,共30分)
1、“对刚性容器中的水搅拌，使其在恒温下蒸发”。请判断该过程是否可逆，说明理由。
2、 将p-v图表示的循环，如图所示，表示在T－s图上。图中：2-3，5-1，为定容过程；1-2，4-5为定熵过程；3-4为定压过程。
3、门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面，感到凉爽。于是有人就想通过敞开冰箱大门降低室内温度的目的，你认为这种想法可行吗？请以门窗紧闭的房间为系统，利用热力学第一定律进行分析。
4、 在寒冷的阴天，虽然气温尚未达到0℃，但晾在室外的湿衣服会结冰，这是什么原因？
5、右图为蒸气压缩制冷循环的T-s图，试指出进行各热力过程相应设备的名称，并写出制冷量q2和制冷系数ε的计算式。
四．证明题(8分)
试证明服从范得瓦尔方程的气体绝热自由膨胀时，。 （提示：）
证明：
五．计算题(5小题,共42分)
1、系统经一热力过程，放热8kJ，对外做功26kJ.为使其返回原状态，对系统加热6kJ，问需对系统做功多少？（8分）
解：
2、卡诺循环工作于600℃及40℃两个热源之间，设卡诺循环每秒钟从高温热源取热100 kJ。求（1）卡诺循环的热效率；（2）卡诺循环产生的功率；（3）每秒钟排向冷源的热量。（8分）
3、某一刚性绝热容器，有一隔板将容器分为容积相等的两部分，每一部分容积为0.1m3。如容器一边是温度为40℃，压力为0.4MPa的空气，另一边是温度为20℃，压力为0.2MPa的空气。当抽出隔板后，两部分空气均匀混合而达到热力平衡。求混合过程引起的空气熵的变化。（10分）
4、有两股空气，压力均为大气压力B=101325Pa，温度分别为40℃和0℃相对湿度均为40%，它们之间的干空气流量百分比依次为60%和40% 。求混合后的温度和相对湿度。设混合后的压力仍为大气压力。（h-d图见附表）（8分）
5、空气进入一渐缩喷管，进口空气的压力，温度℃，流速m/s，喷管背压，若喷管出口截面积f2=100mm2。求（1）喷管出口的气流速度；（2）喷管出口的质量流量。（8分）
学院领导
审批并签名
A / B卷
广州大学 2006~2007 学年第 2 学期考试卷
课程
工程热力学 考试形式（开/闭卷，考试/查）
学院 土木
系 建备 专业 2005 班级 班 学号 姓名
题次 一 二 三 四 五 总分 评卷人
分数 8 12 10 30 40 100
评分
一． 填空题(每空1分,共8分)
1、 相互接触的物体，若它们处于热平衡，则它们的 必相等。
2、 某工质在某过程种内能增加15KJ，对外作功15KJ，则此过程中工质与外界交换热量Q＝ KJ。
