工程热力学与传热学试卷(A)

《工程热力学与传热学》A试卷 第1页（共3页） 大学 2007 — 2008 学年第 2 学期

《工程热力学与传热学》试卷(A卷)

总得分 阅卷人 复查人 考试方式 本试卷考试分数占学生总评成绩比例

闭卷 70 ％

一、选择题（本题共10分，每题2分)

1．在某一个过程中吸入了100kJ的热量，同时内能增加了150kJ，过程是（ ）

(A）膨胀过程 （B）压缩过程 （C)定容过程

2．一绝热刚性容器用隔板分成两部分。左边是盛有高压理想气体,右边为中空.抽去隔板后，容器内的气体温度将（ )

(A)升高 （B）降低 （C）不变

3．湿空气的含湿量相同时，温度越高，则其吸湿能力( ）

(A）越强 （B）越弱 （C）相等

4．有内热源的常物性无限大平壁,稳态导热时的温度分布为（ ）

（A) (B) （C）

5．物体1为无限长的圆柱表面，物体2为无限大平面，则表面1对表面2的角系数为( )

（A）X1，2=0.2 （B）X1,2=0.5 （C）X1，2=1

二、填空题（本题共10分，每小题2分）

6．卡诺机A工作在927℃和T的两个热源间，卡诺机B工作在T和27℃的两个热源间。当此两个热机的热效率相等时，T热源的温度为 K.

7．冬季取暖，若不采取任何其它措施，室内温度将 ，室内相对湿度将 。（填增大，减小或不变）。

8．物体能全部吸收外来射线，这种物体称为 ，物体的单色黑度不随波长而变化的物体称为 .

9．在换热器中，冷热流体沿热表面不断地吸收和放出热量，故温度沿整个热表面是不断变化的,常采用 表示其平均温度，它的表达式为 .

10．热量传递的推动力是 ,质量传递的推动力是 .

三、判断题（是画√,非画×,本题共12分，每小题1分) 11. 如果工质的所有状态参数都不随时间变化,则工质就处于平衡状态。( ）

12。 由同一初始状态出发,经过两个不同的过程,它们的终了状态可能相同。（ ）

13。 自然界中发生的一切过程都必须遵守能量守衡,反之，遵守能量守衡的一切过程都能自发地进行。（ ）

14. 卡诺循环是理想循环,一切循环的热效率都比卡诺循环的热效率低。（ )

15。 封闭热力系统发生放热过程，系统的熵不一定减少。（ )

16。 在增压比相同的条件下，压气机采用等温压缩要比采用绝热压缩省功。( ）

17。 有回热的空气压缩制冷循环的制冷系数与无回热时相同。（ ）

18. 炉墙平壁用两层保温材料保温，两种材料的导热系数为，若将的材料放在炉墙内侧,则保温效果要好一些。（ )

19。管内强制对流换热时,主流速度增加,对流换热系数便会增加.（ )

20.在相同的流动和换热壁面条件下,导热系数较大的流体,对流换热系数就较小。（ )

21.黑体绝对温度增加1倍，总辐射力增加16倍，特定波长的单色辐射力也增加16倍。（ ）

22.有一固体（灰体),其发射率，则其吸收率。( ）

四、简答题（本题共24分，每小题6分）

23．可逆过程的膨胀功和技术功的计算式表示出来,分别阐述各自的意义，并在图上表示出来。

24．试将满足以下要求的理想气体多变过程在图上表示出来：

（1）工质又膨胀、又降温； （2）工质又膨胀、又升压;

（3）工质又膨胀、又升温,又降压。

25．下图为一组电子元件的散热，试分析：（1）为增强散热，这些元件是集中还是分散放置？（2)如果某一元件对温度要求较高或不能承受较高温度，则应放在什么位置,为什么？

26．下图为冷热水顺流、逆流两种换热情况,要求:(1）定性描述（作图）冷热水温度的变化;（2）根据能量守恒原理，建立冷热水进出口温度之间的关系. 分数 10

得分

分数 10

得分 分数 12

得分

分数 24

得分

专业班级: 姓名： 学号：

…………………………密………………………………封………………………………线…………………………

专业班级： 姓名: 学号：

…………………………密………………………………封………………………………线………………………… 《工程热力学与传热学》A试卷 第2页（共3页）

五、分析计算题(本题共44分)

27．闭口热力系统中工质沿acb途径有状态a变到状态b时吸收热量80kJ,并对外作功30kJ，如图所示。问：（1)如果沿途径adb变化时，对外做功10kJ,则进入热力系的热量是多少？（2）当工质沿直线途径从b返回a时外界对热力系作功20kJ，此时热力系是吸热还是放热？是多少？(3)若Ua = 0,Ud = 40kJ时,过程ad和db中与外界交换多少热量？（14分）

28．右图为多层平板在空气中的散热过程.平板两侧的空气温度分别为，平板与空气之间的对流换热系数分别为。各层平板的厚度与导热系数分别为.证明通过平板的传热量可表示为：。

（14分）

29．一可逆热机在质量相同的热物体和冷物体之间工作.热物体的初温为，冷物体的初温为,两物体始终保持压力不变，且无相变,试求：（1）此系统最终达到平衡时的温度；（2）该热机总共输出的功量；（3）如两物体直接接触进行热交换至温度相等,求平衡温度及两物体总熵的变化。（16分）

河南理工大学 2007-2008 学年第 2 学期

《工程热力学与传热学》（A卷）标准答案与评分标准

总得分 阅卷人 复查人 考试方式 本试卷考试分数占学生总评成绩比例

闭卷 70%

分数 10分

得分

1．B 2。C 3。A 4.B 5。B

6．600 7。 增大,减小 8。 黑体,灰体 9. 对数平均温度， 10。 温度差，浓度差

11．× 12.√ 13。 × 14。 × 15。 √ 16。 √ 17。 √ 18。 ×

19。 √ 20。 × 21。 × 22。 ×

23．

膨胀功：， 技术功:.

膨胀功是由体积变化所引起的，往往是闭口系所对应的功,技术功是技术上可以利用的功,往往是开口系所对应的功。

24．

`

25。 （1）分散放置要好，能有效削弱边界层.

（2）应将对温度要求较高的电子元件放在前端，此时在电子元件表面形成的边界层较薄.

26. 热水的温度不断降低，冷水不断得到加热.温度变化如下图

冷热水进出口温度之间的关系由能量守恒原理得：

27．由闭口系热力学第一定律 可知: (1分）

(1)当工质沿acb变化时, 分数 44

得分

o p

n = 1 n = 0

v （3）

o p

n = 1 n = 0

v （2）

o p

n = 1 n = 0

v （1） HOT

COLD HOT

COLD

t1

h1 t2

h2

专业班级： 姓名： 学号：

…………………………密………………………………封………………………………线…………………………

： 学号：

封………………………………线…………………………

一、 （标分标准：每小题2分）

分数 10

得分 二、 （标分标准：每小题2分） 三、 （标分标准：每小题1分）

四、 （标分标准：每小题6分） 分数 24

得分 分数 12

得分

分数 44

得分 五、 （标分标准：每小题12分，具体步骤分如下所示） 《工程热力学与传热学》A试卷 第3页（共3页） ,， (2分）

当沿adb变化时， （2分）

即进入热力系的热量为。

(2）当工质沿直线从b返回a时,，，

(2分)

此时热力系是放热,放出热量为。（2分)

（3)，（1分）

,，（1分)

故, （1分)

所以 （1分）

。（1分）

28．首先,设固体壁面的温度依次为、、、.

其次,根据系统的能量守恒原则，建立如下关系:….. (2分)

； …。。 (2分）

； …。。 （2分)

; ….. （2分）

; …。。 （2分）

….. （2分）

最后,对上式进行整理运算即可得 ….。 （2分)

29．（1)取热物体、冷物体及热机为孤立系，设系统平衡是的温度为，则 (1分)

因，故

（2分)

即 ，

所以系统平衡时的温度 。（3分）

（2)热物体为有限热源,过程中放出热量，冷物体为有限冷源,过程中吸收热量

, （1分）

热机为可逆热机时，作功量最大, （1分）

（2分)

（3)平衡温度由能量平衡方程式求得，即 （1分）

故 （2分）

两物体组成系统的熵的变化量为

（3分)

……………线…………………………