工程热力学考试试卷A答案

湘潭大学2008 年下 学期2007 级

《工程热力学》课程参考答案

（B卷） 适用年级专业 07建筑环境与设备工程

考试方式 闭卷 考试时间 120 分钟

学院 专业 班级

学号 姓名

题

号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 阅卷

教师

得

分

………………………………………………………………………………………………………………

一、 填空题，15分：（每空1 分，共计15分）

1、理想气体绝热节流前后截面1和2的状态参数之间的关系为：1p ﹥ 2p，1h = 2h，1T = 2T，1s ﹤ 2s，1v ﹤

2v。(填“﹥”、“﹤”或“=”)

2、闭口热力系吸收一定热量后，其熵 一定 增大。(填“一定”、“不一定”或“一定不”)。

3、处于常温常压下的—混合气体，是由摩尔分数分别为55％，30％和15％的氮气、氧气和二氧化碳组成的。该混合气体的折合摩尔质量M=

31.6g/mol

折合气体常数= 263.1KJ/(Kg.K) 。

4、判断一个热力过程是否为可逆过程的条件是 准平衡过程且无耗散效应 。

5、理想气体的pc及vc值与气体种类 有 关，与温度 有

关。 得

分

制卷人签名： 制卷日期： 审核人签名：： 审核日期：

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………装…………………… 订……………………线………………………………………………………………… 6、对逆卡诺制冷循环，冷热源的温度越大，则制冷系数 越小 。在系统最高运行温度和最低温度系数相同的条件下，蒸汽压缩制冷循环的制冷系数比逆卡诺循环的制冷系数 小 。比空气压缩制冷循环的制冷系数

大 。

8、当湿蒸汽的干度0x时，工质合部为 饱和液体 。

二、单项选择题，20分：（选出最适合题意的选项，填入题后括号内，每小题2 分，10小题，共计20分）

1、卡诺热机效率比实际热机效率 （ D ）

A、小 B、二者相等

C、大 D、都有可能

2、渐缩喷管出口气体的流速是 （ A ）

A、M≤1 B、M>1

C、M=1 D、M≥1

3、可逆过程与准平衡过程的主要区别是 ( C )

A、可逆过程比准平衡过程进行得快得多

B、准平衡过程是进行得无限慢的过程

C、可逆过程不但是内部平衡，而且与外界平衡

D、可逆过程中工质可以恢复为初态

4、不可逆循环的熵产必然是 （ B ）

A、等于零 B、大于零 C、小于零

5、供热系数ζ可以是 （ A ）

A、大于1 B、等于1

C、小于1 D、不可能大于1

6、在T-S图上，任意一个逆向循环其 ( D )

A、吸热大于放热 B、吸热等于放热

C、吸热小于放热 D、吸热和放热关系不定

7、工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数n满足

( A )

A、 0＜n＜1 B、 1＜n＜k 得

分 C、 n＞k D、 n=1

8、由理想气体混合物分压力和分容积定义可以得到 ( D )

A、RTmpVii B、RTnVpii

C、TRvpgiii D、iipVVp

9、确定湿蒸气状态的条件是 ( C )

A、压力与温度 B、压力或温度

C、压力与比容 D、温度或比容

10、湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，湿球温度愈低．其含湿量(比湿度) ( B )

A、愈大 B、愈小 C、不变。

三、名词解释，15分 ：（每小题3 分，5小题，共15分）

1、可逆过程：当系统进行正反两个后，系统与外界均能完全回复到初始状态，该热力过程称为可逆过程，其实现条件有：1.过程没有势差；2.没有耗散效应。

2、平衡移动原理：

3、孤立熵增原理：绝热闭口系统或孤立系统的熵只能增加(不可逆过程)或保持不变(可逆过程)，而绝不会减少。

4、赫斯定律：反应热效应与反应的途径无关，不管化学反应过程是通过一具阶段完成，还是经过几个阶段完成，只要反应前系统的状态与反应后系统的状态相同，那么它们的反应热效应必然相等。

5、绝热理论燃烧温度：

四、简答题，20分：（每小题5 分，4小题，共20分）

1、状态量(参数)与过程量有什么不同?常用的状态参数哪些是可以直接测定的?哪些又是不可直接测定的？

答：状态参数是状态量，过程中状态参数的变化只取决于初、终状态，而与过程经过的路径无关，即任意一状态参数Y，其变化量2112YYdYY，且0dY。(+2分)

过程量是过程中表现出来的量，其变化量不仅与初、终状态有关，而且与过程经过的路径有关。(+2分)

常用的状态参数中压力p、温度T和比体积v可以直接测定，而热力学能u、焓h和熵s不可直接测定。(+1分) 得

分

得

分 2、为什么说湿空气中的水蒸气常常处于过热状态或未饱和状态？

答：从温度关系上看：通常湿空气中的水蒸气很少，即水蒸气的分压力Pv很低，这个分压力Pv所对的饱和温度ts(Pv)也很低，而实际水蒸气(也是湿空气)所处的温度较高，总有t> ts(Pv)，所以湿空气中的水蒸汽往往处于过热状态。(+2分)

从压力关系上看：由于湿空气中水蒸气很少，水蒸气的分压力Pv很低，而水蒸气实际所处温度t所对的水蒸气饱和压力Psv(t)较高。一般总有Pv

3、试由21pdvw，21vdpwt导出理想气体进行可逆绝热时过程功和技术功的计算式。

答：由绝热过程方程式，可知kkvppv11

可得kkvvpp11

代入技术功计算式，可得，

另，绝热可逆过程有:

kkppTT11212)(,kkvvTT121)(12

代入上式，可得：])(1[1])(1[111211121kkkkgvvkRgTppkTRw

可逆过程的技术功

4、画出压缩蒸汽制冷循环的T-S图，并用各点的状态参数写出：制冷循环的制冷量、压缩机耗功及制冷系数。

答：制冷量：411hhq(+1分)

压缩机耗功：12hhwT(+1分)

制冷系数：12311241hhhhhhhhwq(+1分) (+2分)

五、计算题，30分(两小题，共30分)

1、利用逆向卡诺机作为热泵向房间供暖，设室外温度为－5℃，室内温度保持20℃，要求每小时向室内供热2.5×104

KJ，试求：

（1） 每小时从室外吸热量？

（2） 循环的供暖系数为多少？

（3） 热泵由电机驱动，设电机效率为95%，求电机的为多少？

（4） 如果直接用电炉取暖，每小时的耗电量为几度（KWh）? (10分)

解：已知 T1＝（20＋273）K＝293K；

T2＝（－5＋273）K＝268K

41105.2qKJ/h

（1） 逆向卡诺循环，有：

44112210287.2105.2293268qTTqKJ/h

(2)循环的供暖系数

(3)每小时耗电能

442110213.010)287.25.2(qqw KJ/h

又电机效率为95%，故电机功率为：

(4)若直接用电炉取暖，则热能完全由电能供给，耗电力

2. 已知柴油机混合加热理想循环p1=0.17 MPa、t1=60℃，压缩比ε=14.5，气缸中气体最大压力10.3 MPa，循环加热量q1 = 900 kJ/kg。设工质为空气，比热容为定值并取Cp = 1004 J/(kg·K)，Cv = 718 J/(kg·K)，4.1k；环境温度t0= 20℃，压力p0=0.1 MPa。试求各点的状态并求循环热效率。 (20分)

得

分