2009热学期中练习卷
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浙江大学城市学院 2011—2012学年第一学期练习试卷 《热学基础》 一. 填空题 (填入文字、数字或符号)(本大题共20空,每空1分,共20分) 1.若水蒸气温度为95℃,则热力学绝对温度是_ __K ,气体常数g R 是_ _J/kg.K 。
2.导热基本定律傅立叶定律的表达式是_ ;其中的 表征了 _ __。
3.纯水的三相点温度是 ,三相点压力是 。
4.普朗特数Pr 反映了流体流动换热中 厚度和 厚度的比值。
5.某核电站二回路工质最高温度为283℃,最低温度为39℃。
在此范围内工作的卡诺循环热效率为 %;该核电站二回路循环的热效率必定 此范围内工作的卡诺循环热效率。
6.热量传递的驱动势为_ ,传热的三种基本模式分别为 、_ 和_ 。
7.描述系统平衡态的状态参数有 ,其中可以直接测量的参数有 ,是强度量的参数有 。
8.热力学第二定律的一种表达式即克劳修斯积分不等式为 ,其中等号“=”用于 情况,该表达式可以用来判断 。
第1页 共6页 二. 判断题 (每题1分,共15分。
) 1.气体的气体常数随压力降低、温度升高,而下降。
( ) 2.简单可压缩系统有2个独立状态参数,所以用温度和压力就可确定冷凝器中乏
年级:____
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专业:__
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_ 学号:___
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姓名:___________
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……
……
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……
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……
……
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……………
……
…
…
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…
…
…
…
…
…
…
……
…
汽的状态。
( )
3.闭口系统吸热后熵必定增加,放热后熵必定减少。
( )
4.在高温热源T 1和低温热源T 2之间有两个可逆循环A 和B ,循环A 利用水蒸气作为工质,循环B 采用空气作为工质,因水蒸气的吸热量大,所以循环A 热效率比循环B 大。
( )
5.不可逆过程会造成做功能力损失,所以应该努力减少热量中的废热。
( )
6.临界点状态时温度最高的饱和状态,所以压力和温度高于临界压力和临界温度的液态水原则上不存在。
( )
7.强化传热时,尽量增强传热过程中热阻较小的一侧的换热系数最有效。
( )
8.黑体的温度越高,其最大辐射力的波长越短。
( )
9.井水出现冬暖夏凉的现象,主要是由于土壤的热扩散率小,温度变化的传递慢。
( )
10.有效辐射是指物体表面的自身辐射力。
( )
11.热量传递不可能通过真空进行。
( )
12.自发过程的微观本质是向着微观粒子无序性增大的方向进行。
( )
13.绝热系统意味着与外界没有热量交换,也没有功量交换。
( )
14.冷却水系统主要依靠导热来维持发动机的正常工作温度水平。
( )
15.描述导热物体内部温度扯平能力的物性量是物体的导热系数。
( )
三. 选择题(本大题共 15空,每题1 分,共 15 分。
) 1.工质经历一个不可逆封闭循环,则 (A1)0Q T δ<⎰ (B1)0Q T δ>⎰ (C1)0Q T δ=⎰
而其熵变化为 ,
(A2)0dS <⎰ (B2)0dS >⎰ (C2)0dS =⎰
对整个循环而言有 , (A3)
Q dS T δ<⎰⎰ (B3)Q dS T δ>⎰⎰ (C3)Q dS T δ=⎰⎰ 2.如果热源温度不变,增大卡诺循环的输出功,则卡诺循环的热效率将 。
(A )增大 (B )不变 (C )减小 (D )不确定
3.功不是状态参数,热力学能和推动功之和
(A )不是状态参数 (B )不是广延量 (C )是状态参数 (D )没有意义
第2页 共6页
4.湿空气压力和温度不变,相对湿度增大,则下列哪些物理量增大 。
(A )含湿量 (B )水蒸气分压力 (C )露点 5.能够直接确定湿空气是否饱和的物理量是 。
_______ …………
(A)绝对湿度(B)含湿量(C)相对湿度(D)空气温度
6.下列哪种气体会发生节流致热效应。
(A)氢气(B)理想气体(C)空气(D)氧气
7.在一个没有外界作用的孤立系统中,进行的过程如果为可逆过程,则熵;若为不可逆过程,则熵。
(A)增大(B)不变(C)减小(D)不确定
8.努歇尔数
hL
Nu
λ
=中,λ是,L是。
(A)流体的导热系数(B)固体导热系数(C)管子内径(D)特征长度
9.在常物性一维稳态导热中,其它条件相同,半径越大的圆筒壁,热流密度;厚度越小的平板,热流密度。
(A)越小(B)不变(C)越大(D)不确定
10.许多换热器中都采用肋片,下列哪个不是其应用目的。
(A)增加传热面积(B)扰流(C)减小接触热阻(D)强化传热
四.计算题 (本大题共4题,第1、2题各8分,第3、4题各13分,共50分。
)
1.两卡诺热机A、B串联工作。
热机A在627℃下得到热量并对温度为T的热源放热;热机B从温度为T的热源吸收热机A排出的热量,并向27℃的冷源放热。
在下述情况下计算T。
(1)两热机输出功相等;(2)两热机效率相等。
第3页共6页2.某容器被隔板分隔为相等的两半,一边盛有空气,另一边为真空,现将隔板抽去并使气体在定温下自由膨胀,最后充满整个容器。
若空气可视为理想气体,求每千克气体在自由膨胀中的熵产及有效能损失[环境温度20℃,空气的R g=0.28kJ/(kg.K)]。
3.气动手枪,在准备射击前枪管内有1MPa 、27℃的压缩空气1cm 3,被扳机锁住,质量为15g 的子弹起活塞作用,封住空气。
扣动扳机后压缩空气膨胀推动子弹,若膨胀过程可假定为可逆等温过程,子弹离开枪管后枪管内压力为0.1MPa 。
求:(1)射击前枪管内空气质量;(2)空气做的膨胀功;(3)子弹离开枪管瞬间的速度是多少? 第4页 共6页 4.用一个外径(直径)为25mm 、壁厚为2mm 的钢管作换热表面。
已知管外烟气侧的换热系数为110 W/(m 2.K ),管内水侧换热系数为4300 W/(m 2.K ),烟气平均温度450℃,水的平均温度50℃。
钢管的导热系数为40 W/(m.K )。
忽略钢管的曲率影响,按平壁公式进行计算,试求:
(1)传热系数 (2)当运行一段时间后,管子内壁上结了厚为1mm 、导热系数为1.2W/(m.K )的水垢;外壁面结了厚1mm 、导热系数为0.5W/(m.K )的灰垢时,求每米管长的热流量和管子的外壁温度,并与两侧均未结垢前作比较。
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_ …
…
…
……
……
…
……
…
第5页共6页
ελρ和5.画出四冲程发动机混合加热循环的示功图,推导该循环热效率的表达式(结果用,,
绝热指数κ表示)。
第6页共6页。