工程热力学试题附答案
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判断命题是否正确
错误的加以改正
1、 孤立系统的热力状态不能发生变化。
2、 答:X ,只要 孤立系统发生热力过程,其热力状态就会发生变化。
2、工质从同一初态出发,经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态, S g 不可逆
S g 可逆、 S f 不可逆
S f 可逆、 S 不可逆 S 可逆。
3、 热力过程中,系统向外界放热,其温度必然降低。
4、 答:X,热力过程中,系统向外界放热,其温度不一定降低。
w +
net 。
q 1
二、选择题
1、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,
2、q C p T W t 适用于 _C_
A 、任意气体、闭口系统、可逆过程;
B 实际气体、开口系统、可逆过程;
C 理想气体、开口系统、稳流过程;
答:X, S f 不可逆
S f 可逆 则两种过程中
5、 一切不可逆循环的热效率 答:X , 一切循环的热效率 W net
---
。
6、 系统吸热,其熵一定增加, 系统放热,其熵一定减小。
7、 答: X ,系统吸热,其熵一定增加, 系统放热,其熵不一定减小。
6、 工质经过不可逆循环后,有 Q
T r 0 ,根据dS Q
,则有dS 0。 T r 答: X ,工质经过不可逆循环后,有
Q
0,但 dS 0。 T r 部分为高压气体,一部分保持真空,抽去隔板前后
D任意气体、开口系统、可逆过程。
56% (2)
3、经过不等温传热后,B A 、热量的可用能和废热均减少;
B 热量的可用能减少,废热增加;
C 热量的可用能不变,废热增加;
D 热量的可用能不变,废热减少。 4、当孤立系统中进行了 一不可逆过程后, 则孤立系统的总能、 总熵、 总 用的变化为C A
E 0, S 0, E X 0 ; B 、 E 0, S 0, E 0 X C E 0, SO , E X X
0 ; D 、 E 0, S 0, E X 0 在紧闭门窗的房间内,启动一台打开的冰箱,经过一段时间的运行,则室温将
B 5、
A 、降低;
B 、升高;
C 不变;
D 、不定。 6、工质不可逆稳态稳流经过某控制容积,则此控制容积内: B A 、储存能不变,熵增加; B 、储存能不变,熵不变; C 、储存能增加,熵增加; D 、储存能增加,熵不变。 、简答题
1什么是可逆过程?实现可逆过程的基本条件是什么?可逆过程与准静态过程的区别与联系是什么? 答:可逆过程是当系统完成某一过程后, 如果令过程沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及到的一切 统和外界)都回复到原来的状态,而不留下任何的痕迹的过程 实现可逆过程的基本条件是过程无限缓慢,即所有的不平衡势差无限小;没有耗散效应。 可逆过程与准静态过程的共同点:他们都是无限缓慢的、由连续的、无限接近平衡的状态所组成的过 程,都可以在坐标图上用连续的实线来表示。 可逆过程与准静态过程的区别是准静态过程着眼与平衡,耗散效应对它无影响,而可逆过程不但强调 (系
平衡,而且强调能量传递效
果。
2、理想气体从同一初态膨胀到同一终态比体积, 定温膨胀与绝热膨胀相比, 哪个过程做功多?若为压缩 过程,结果又如何? 答:对于膨胀过程而言,定温膨胀做功多,若为压缩过程,则定熵压缩耗功多。可以用示功图来表示。
3、朗肯循环由哪几个过程组成?这些热力过程分别在哪些热力设备中完成? 答:朗肯循环由定压加热(2分)、定熵膨胀、定压冷却和定熵压缩四个过程组成,这些热力过程分别在 锅炉和过热器、气轮机、冷凝器以及给水泵中完成
的。
四、证明题 试证明:理想气体在 T-S 图上的任意两条定容线之间的水平距离相等,即证明
V 3 V 4,V 2 V 1
四、计算题
1000KJ 热量,求:
(1)热机中的工质按照卡诺循环工作时,对外输出的净功和循环的热效率各为多少?
(2)若工质在T 1 800K 时定温吸热,在T 2 350K 时定温放热,在绝热膨胀和绝热压缩过程中工质
的熵各自增加0.30kJ/K ,则对外输出的净功、实际循环的热效率,吸热和放热过程引起的熵产以及由 不可逆性所造成的总做功能力的损失各为多少?
理70% 1000
1 350 800
摩擦熵产: S g S g1 S g2 0.3 0.3 0.6kJ/ K
14 23
证明: 根据理想气体熵变的计算公式有:
因为 T 3 T 2, T 4 T i
所以 v 3 S 32 R g ln _
, V 2 v 4
R g In 丄 V 1 即14 23。 1、试确定图中的循环是热机循环还是制冷循环?是可逆
是不可逆的? ( 15分)
解:若为热机循环,则 Q 1
1000 4000 5000kJ 根据克劳修斯积分不等式
则有5000
30 700 400 2.86 0
= 1000^7 故该循环为不可逆的热机循环;
若为制冷循环,则
(5000) 4000 2.86 0, 700 400 则不可能实现。 答略。 3、某热机工作于 T 1
1000K 的高温热源和T 2 300K 的环境热源之间,若热机从高温热源吸取的
解:(1)
摩擦用损:E l T0 S g 300 0.6 180kJ
摩擦功损:W l T2 S g350 0.6 210kJ 循环功:W1000 056 210 350KJ
循环热效率:35035%
1000
放热量:Q21000 350 650kJ
温差吸热用损:
1 1
E i 300 1000 ( ) 75kJ
800 1000
温差吸热熵产:
1 1
S g31000 ( ) 0.25kJ/K g 800 1000
温差放热用损:
1 1
E i 300 650 ( ) 93kJ
300 350
温差吸热熵产:
1 1
S g3650 ( ) 0.31kJ/K g3300 350
总熵产:S g S g1 S g2 S g3 S g4 1.16^"做功能力的损失:E l T0S g 300 1.16 348kJ o
56%
(2)