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东北大学《工程热力学》试题A2009年7月8日星期三1．气体常数R g 由气体的种类所决定，其大小与相对分子质量有关，由此我们可以计算诸如氮气、氧气等的气体常数。
通常情况下水不能作为理想气体处理，因为水分子往往借助非常强的氢键结合成为分子链，使得它在常温常压下呈液态而与周围群众格格不入（图一）。
现在的问题是：水的气体常数该如何确定？一种想法是，与其他气体一样，由其单个分子的相对分子质量确定。
另一种想法是，水的气体常数与它所缔合成的分子链大小有关，从而不能称其为常数，如果非要确定一个值的话，可以借助试验等手段给出一个平均值。
请谈谈你的看法，你的理由。
（10分）2．想用一个套管热交换器（Heat exchanger ）将140℃的石油制品冷却到40℃。
已知石油制品的比热容约为2.1kJ/(kg ⋅K)，套管换热器内管流通截面积是外通道流通截面积的一半。
冷却水进口温度25℃，比热容约为4.2kJ/(kg ⋅K)。
介质流速需控制在8 m/s 以下以避免阻力过大。
假定换热器足够长，两种介质的密度均为1000 kg/m 3，请合理安排两种介质的流程以达到效果最好。
(15分)3．标准状态下，1kmol 的气体压力是多少？温度是多少？体积是多少（取三位有效数字）？高炉热风炉将空气从20℃加热到1100℃，已知20℃到1100℃之间空气的平均体积比热为1.4215kJ/(m 3⋅K)（1.4215千焦耳每标准立方米每开），问100标准立方米的空气完成加热后体积是多少？加热过程吸热量是多少？（15分）4．20世纪末蒸汽参数最高的大功率汽轮机是日本三菱公司和日立公司生产的1000MW-24.5MPa/600℃/600℃超临界一次中间再热汽轮机。
假定再热压力为4.0MPa ，排汽参数为0.005MPa ，试求该机组的理论热效率。
（20分）图一图二5．T–s图上两条定容线可以相交吗？两条定压线呢？为什么？（5分）6．p–v图上两条绝热过程线相交会导致什么结果？请说清楚。
第 1 页 共 4 页昆明理工大学2009年硕士研究生招生入学考试试题(A 卷)考试科目代码：825考试科目名称 ：工程热力学试题适用招生专业 ：动力机械及工程考生答题须知1．所有题目（包括填空、选择、图表等类型题目）答题答案必须做在考点发给的答题纸上，做在本试题册上无效。
请考生务必在答题纸上写清题号。
2．评卷时不评阅本试题册，答题如有做在本试题册上而影响成绩的，后果由考生自己负责。
3．答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答（画图可用铅笔），用其它笔答题不给分。
4．答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。
一、 填空（30分，每空1分）1. 当系统和外界间传递容积变化功时，推动作功的势是（1） ，状态坐标是（2） ；当系统和外界传递热量时，系统的（3） 是推动热量传递的势，而作为传递热量的状态坐标称为（4） 。
2. 对于闭口系统来说，热力过程中与外界交换的能量只限于通过边界传递的（1）与（2） 。
3.（1） 是工质内部储存能量的唯一形式，而（2） 是随工质流动跨越边界而转移的能量。
4. 逆向循环的总效果是（1） 。
5. 蒸气压缩制冷循环的工作过程包括（1） 、（2） 、（3） 和（4） 。
6. 热力学系统的最基本状态参数分别为（1） 、（2） 、（3） 。
7. 比焓增加的对于理想气体运用于（1） 热力过程；对实际气体适用于（2） t c h p ∆⋅=∆热力过程。
8. 在没有外界影响的条件下，热力系的宏观性质不随时间变化的状态，就是（1） 。
9. 为了得到最高循环热效率，点燃式内燃机的理想循环应按（1） 工作；为了避免燃烧终了压力过高，一般压燃式内燃机的理想循环按（2） 工作；高增压柴油机以及需要良好平顺性的汽车用高速柴油机应按（3） 工作。
10. 热力学能是（1） ，气体的热力学能就是分子和原子的（2） 和（3） 。
11. 热力学第二定律的数学表达式为（1） 、（2） 。
12. 开口系统总能量的增加来源于两部分：（1） 与（2） 。
工程热力学》试卷及标准答案评分标准《工程热力学》试卷及标准答案第一部分选择题（共15分）一、单项选择题（本大题共15小题，每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共15分）1、压力为10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar的环境中，现将喷管尾部截去一段，其流速、流量变化为。
【】A.流速减小，流量不变B.流速不变，流量增加C.流速不变，流量不变D.流速减小，流量增大2、某制冷机在热源T1=300K，及冷源T2=250K之间工作，其制冷量为1000J,消耗功为250KJ，此制冷机是【】A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D.可逆或不可逆的3、系统的总储存能为【】A.UB.U?pV2C.U?mc2f/2?mgzD.U?pV?mcf/2?mgz4、熵变计算式？s?cpIn（T2/T1）?RgIn（p2/p1）只适用于【】A.一切工质的可逆过程B.一切工质的不可逆过程C.理想气体的可逆过程D.理想气体的一切过程5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个【】过程。
【】A.可逆绝热压缩B.不可逆绝热压缩C.边压缩边吸热D.边压缩边放热《工程热力学》试题第1页（共8页）6、混合气体的通用气体常数，【】。
【】A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则【】A.Q>0,AU>0,W>0B.Q=0,AU>0,W>0C.Q>0,AU>0,W=0D.Q=O,△U=0，W=08、未饱和空气具有下列关系【】A.t>tw>tdB.t>td>tw.C.t=td=twD.t=tw>td9、绝热节流过程是【】过程。
【】A.定压B.定温C.定熵D.节流前后焓相等10、抽汽式热电循环的结果是【】A.提高循环热效率，提高热能利用率B.提高循环热效率，降低热能利用率C.降低循环热效率,提高热能利用率D.降低循环热效率，降低热能利用率11、一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀,气球内的压力正比于气球的容积,则气球内的气球进行的是【】A.定压过程B.多变过程C.定温过程D.定容过程12、气体的容积比热是指【】A.容积保持不变的比热。
一、简答题（每题5分，共50分）1. 平衡态是经典热力学的基础，简单可压缩系实现平衡态的条件是什么？2. 在p 、v 、h 、s 、w 、w t 、q 、c p 中哪些是状态量？哪些是过程量？3. 一可逆过程中参数的变化关系为p=4/（v-0.015）kPa ，比体积单位为m 3/kg 。
当压力由0.2kPa 变化到0.5kPa 时，过程的技术功为多少？4. 试写出闭口系统能量方程式，并写出将其应用于理想气体等温过程时的简化形式；写出稳定流动系统的能量方程，并写出将其应用于锅炉时该能量方程简化形式。
5. 冬天给密封不严的房间加热，空气温度从10℃升到22℃，整个房间内空气的热力学能变化为多少？[空气的R g =0.287kJ/(kg ·K)，c p = 1.004kJ/(kg ·K)]第6题图 第7题图6. 容器被分隔成A 、B 两室，如右图所示。
当地大气压p=0.1013MPa 。
实验测量得压力表1的读数p e,1=0.294MPa ，B 室压力表2的读数p e,2=0.04MPa ，压力表3的读数p e,3=0.38MPa,分析判断这组测量数据是否正确，并说明理由。
7. 在湿空气的焓湿图（h-d ）上，画出湿空气冷却除湿过程（画在答题纸上）。
8. 压力0.5MPa ，温度400K 的空气进入渐缩喷管，射向背压0.3MPa 的环境。
此时能否得到超声速气流？出口流速有多大？[空气的R g =0.287kJ/(kg ·K)，c p = 1.004kJ/(kg ·K)] 9. 1kg 水定压下放热，温度从95℃降到30℃，放出热量中的可用能有多少？[水的c p =4.187kJ/(kg ·K)，环境温度为300K]10. 画出燃气轮机定压加热理想循环（布雷诺循环）的T-s 图，并说明提高循环热效率的方法或措施。
二、证明与作图题（每题10分，共30分）1 理想气体分别作两个循环，如右图中循环1-2-3-1和循环4-5-6-4所示。
课程名称：工程热力学学生姓名：班级：学号：一、判断题（对划“√”、错划“×”）（每小题1分，共10分）1、压力计测量的是工质的真实压力（或称绝对压力）。
（×）2、实现准平衡过程的条件是驱动过程进行的势差无限小。
（√）3、理想气体的焓是温度的单值函数，理想气体的熵也只单值地取决于温度。
（×）4、已知湿蒸汽的温度和压力，则可确定湿蒸汽的状态。
（×）5、闭口系统工质对外做功，热力学能一定减少。
（√）6、工质进行不可逆循环后其熵必定增加。
（×）7、有摩擦耗散的过程总会有熵产，造成做功能力损失，其做功能力损失与熵产成正比。
（环境温度一定）（√）8、气流由亚声速连续加速到超声速时应使用缩放喷管。
（√）9、空气的相对湿度越小，人感觉到空气就越潮湿。
（×）10、卡诺循环的热效率仅取决于冷源温度和热源温度，与工质性质无关。
（√）二、选择题（单选，每小题2分，共10分）1、已知理想气体可逆过程中膨胀功等于技术功，则此过程的特性为( B )A. 定压B. 定温C. 定容D. 绝热2、某卡诺动力循环工作在温度为1000℃的高温热源和温度为500℃的低温热源之间，则其热效率为( A )A. 0.393B. 0.5C. 0.593D. 0.613、空气初始压力为0.1MPa，采用带有中间冷却器的两级活塞式压气机压缩到5MPa，各级最佳增压比应为( B )A. 5B. 7.07C. 2.5D. 3.684、空气流经渐缩喷管，进口滞止压力p 0=0.511 MPa ，喷管背压p b =0.1MPa ，这时喷管出口截面的压力p 2为 ( C ) A. 0.1 MPa B. 0.528 MPa C. 0.27 MPa D. 0.14 MPa5、绝热节流前后工质状态参数的变化为 ( D )A. 焓不变、压力不变、熵增大B. 焓增大、压力下降、熵增大C. 焓不变、压力下降、熵不变D. 焓不变、压力下降、熵增大三、简答题（共30分）1. （7分）闭口系进行一个过程后，如果熵增加了，是否能肯定它从外界吸收了热量？如果熵减少了，是否能肯定它向外界放出了热量？为什么？答：如熵增加，不能肯定吸热。
工程热力学考试和答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式为：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q + WC. ΔG = Q + WD. ΔS = Q/T + W/T答案：A2. 理想气体的内能仅与下列哪个因素有关？A. 体积B. 压力C. 温度D. 质量答案：C3. 在绝热过程中，下列哪项是恒定的？A. 焓B. 熵C. 内能D. 温度答案：B4. 卡诺循环的效率与下列哪个因素有关？A. 工作介质B. 循环类型C. 热源温度D. 热汇温度答案：C5. 理想气体的比热容在下列哪种情况下是恒定的？A. 等压过程B. 等容过程C. 绝热过程D. 等熵过程答案：D6. 根据热力学第二定律，下列哪项是正确的？A. 热量不能自发地从低温物体传向高温物体B. 熵总是减少的C. 热机的效率可以超过100%D. 任何过程都是可逆的答案：A7. 理想气体的绝热指数γ与下列哪个比值有关？A. Cp/CvC. R/CvD. R/Cp答案：A8. 理想气体的节流过程是：A. 等温过程B. 等压过程C. 等熵过程D. 等容过程答案：C9. 理想气体的混合过程中，下列哪项是守恒的？A. 内能B. 焓C. 熵答案：D10. 根据热力学第三定律，下列哪项是正确的？A. 绝对零度是可以达到的B. 绝对零度时，所有完美晶体的熵为零C. 绝对零度时，所有物质的内能为零D. 绝对零度时，所有物质的熵为零答案：B二、填空题（每题2分，共20分）11. 理想气体的比热容Cp和Cv之间的关系为：Cp = Cv + _______。
答案：R12. 理想气体的绝热指数γ定义为：γ = _______ / Cv。
答案：Cp13. 卡诺循环的效率η_Carnot = 1 - T_Cold / _______。
答案：T_Hot14. 理想气体的熵变ΔS可以通过公式ΔS = _______ / T计算。
答案：Q_Rev15. 理想气体的节流过程是 _______ 过程。
湖南大学2009年秋季工程热力学期末复习题一、判断题（正确的画+， 错误的画—）(1) 实际蒸汽动力装置与燃气轮装置，采用回热后平均加热温度与热效率均提高。
（ ）(2) 封闭系统中发生吸热过程系统熵必增加。
（ ）(3) 通用气体常数与气体种类无关。
（ ）(4) 热力系统没有通过外界交换能量，系统的热力状态也可能发生变化。
（ ）(5) 当已知封闭系统发生某个过程前后熵差的数值，就可以求出在过程中系统与外界交换热量。
（ ）(6) 热力学第二定律可以表述为：机械能可以完全转化为热能，热能不能全部转化为机械能.( )(7) 在 p-v 图上定温线的斜率比定熵线的斜率大。
（ ）(8) 热力学恒等式 du=Tds —pdv 与过程可逆与否无关。
（ ）(9) 理想气体的定摩尔比热与压力无关。
（ ）(10) 气体从相同的初态压缩到相同的终压力，等温压缩过程功大于绝热压缩过程功，因此，压气机应注意保温，减少冷却，以减少压气机消耗的功.( )(11) 对于确定的理想气体，在任意指定温度下，其（C p —C v ）总等于同一定值。
（ ）(12) 循环净功愈大，则循环的热效率愈高。
（ ）(13) 汽轮机对外输出的功在过程为可逆时等于流过汽轮机的气体的膨胀功。
（ ）(14) 绝热节流后，流体的温度不是升高，就是降低。
（ ）(15) 在热泵循环中，室外低温环境中的热能被送至室内高温环境中， 因此，可用能增加了。
（ ）(16) 实际气体绝热自由膨胀后，其热力学内能不变。
（ ）(17) 公式dh=p c dT 的任何可逆过程。
（ ）(18) 稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。
（ ）(19) 当多变过程的指数 n 满足 1< n < k 比热容为负值。
（ ）(20) 热源和冷源的温差愈大，热效率愈高，制冷系数也愈大。
（ ）(21) 绝热过程一定是定熵过程。
（ ）(22) 水在大气中喷淋冷却时温度能降低到低于空气的温度。
工程热力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔS = Q/TD. ΔG = H - TS2. 理想气体的内能仅与下列哪一项有关？A. 温度B. 压力C. 体积D. 质量3. 根据热力学第二定律，下列哪一项是正确的？A. 热量可以自发地从低温物体传向高温物体B. 热量不能自发地从高温物体传向低温物体C. 热量可以自发地从高温物体传向低温物体，但必须引起其他变化D. 热量可以在不引起其他变化的情况下从低温物体传向高温物体4. 卡诺循环的效率与下列哪一项无关？A. 工作介质B. 高温热源温度C. 低温热源温度D. 循环的路径5. 什么是熵？A. 热力学系统的一个状态参数B. 热力学系统的一个过程量C. 表示热力学系统混乱程度的物理量D. 表示热力学系统能量转换效率的物理量6. 以下哪种情况下，气体的熵会增加？A. 气体在绝热条件下膨胀B. 气体在等温条件下压缩C. 气体在等压条件下膨胀D. 气体在等容条件下加热7. 热力学第三定律的实质是什么？A. 绝对零度不可能达到B. 绝对零度时所有物质的熵为零C. 绝对零度时所有物质的熵为常数D. 绝对零度时所有物质的熵为负无穷8. 什么是临界点？A. 液体和气体的界面消失的点B. 液体和固体的界面消失的点C. 气体和固体的界面消失的点D. 液体和气体的界面出现波动的点9. 什么是热机效率？A. 热机输出功与输入热量的比值B. 热机输入热量与输出功的比值C. 热机输出功率与输入功率的比值D. 热机输入热量与输出功率的比值10. 什么是湿蒸汽的干度？A. 湿蒸汽中液态水分的质量分数B. 湿蒸汽中气态水分的质量分数C. 湿蒸汽中液态水分的体积分数D. 湿蒸汽中气态水分的体积分数二、简答题（每题5分，共20分）1. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。
2. 解释什么是理想气体，并简述其状态方程。
