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《工程热力学》课程考试模拟试卷1

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工程热力学》课程考试模拟试卷 考试时间：120 分钟

姓名 专业班级 学号 得分 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 分数 评阅人

一、 判断题（正确的打√，错误的打×，每题 1 分，共 10分） 1. 容器中气体压力不变，则安装在其上面的压力表读数也不会变化。 2. 系统由某一初态可逆变化到某一终态，在这确定的两个状态之间 所有过程的膨胀功都相等。 3. 理想气体绝热自由膨胀过程是等内能过程。

4. 理想气体向真空膨胀体积由v1变化到v2，熵的变化为s = Rlnv2 。 v1

5. 工质完成一个不可逆循环，其熵的变化量必大于零。 6. 如果从同一初态出发到同一终态有两个过程，一个是可逆过程， 一个是不可逆过程，那么不可逆过程的Δs必大于可逆过程的Δs。 7. 知道了温度和压力就可以确定水蒸气的状态。 8. 含湿量相同的两种空气，温度高者吸湿能力强。 9. 由饱和蒸汽压不同的两个组分形成的理想溶液达到相平衡时，易 挥发组分在汽相中的相对含量大于它在液相中的相对含量。 10. 温度为绝对零度时，任何物质的熵都是零。

二、选择题（每题 2 分，共 20分） 1. 若工质经历一可逆过程和一不可逆过程，且初态和终态相同，则 两过程中工质与外界交换的热量 A：相同 B：不同 C：无法确定 2. 下面叙述正确的是： A：自由膨胀为可逆过程 B：混合过程是不可逆过程 C：准静态过程是不可逆过程 3. 气体在某一过程中吸入了100kJ 的热量，同时内能增加了150kJ， 该过程是 A：膨胀过程 B：压缩过程 C：定容过程 4. 一绝热刚体容器用隔板分成两部分。一部分盛有高压理想气体， 另一部分为真空，抽去隔板后容器内的气体温度将： A：升高 B：不变 C：降低 5. 可逆定压稳定流动过程中，系统 A：焓不变 B：与外界交换的热量为零 C：技术功为零 6. 一热机按某种循环工作，从温度为 T1=2000K 的高温热源吸收热量 1000KJ，向温度为T2=300K的冷源放热 1000KJ，则该热机是 A：可逆热机 B：不可逆热机 C：不可能热机 7. 某理想气体由状态 1 经过不可逆绝热过程变化到状态 2，该过程 中工质熵的变化为：

A：s=0 B：s =2q C：s =2c dT +2Rdv 8. 压力升高，水的汽化潜热 A：升高 B：降低 C：不变 9. 湿空气的压力一定时，其中水蒸汽的分压力取决于 A：含湿量 B：相对湿度 C：干球温度 10. 在 298K、101325Pa 下有下列反应，Q1，Q2，Q3 在这几个热效应中 是标准生成焓的为：

A：CO+ 1O =CO +Q

B：2H+O= H O(g) + Q C：H2 + O2= H2O(g) +Q3

三、 简答、辩析与证明题(每题5 分，共 20分) 1 指出下列各式的适用条件：

a) q = du +w

b) q = du + pdv

c) q = h - vdp d) ws = -h e) w = cv (T1 -T2) 2 如果单级活塞式压气机采用了某种冷却方法可以实现等温压 缩，是否还有必要采用多级压缩？为什么？

3 简述稀溶液的四个依数性。 4 试用赫斯定律证明任意温度下的反应热效应 Qp =Qp0 +T (niCpmi-niCPmi)dT 298 P R

其中Q0p 为标准热效应。

四、 画图说明题(每题 5 分，共 10分) 1．在焓—湿图上表示出一非饱和湿空气状态的干球温度、湿球温度 和露点温度，并作必要的说明。

2． 在 T—s图与 lgP—h图上对应画出蒸汽压缩式制冷循环，画图分 析压缩机的不可逆因素对循环制冷系数的影响。

五、 1kg 空气，初态 P1=1.0MPa, t1=500℃， 在气缸中可逆定容放热到 P2= 0.5MPa，然后可逆绝热压缩到t2=500℃， 再经可逆定温过程回 到初态。求循环功和吸收的热量。(15 分)六、欲设计一热机，使之能从温度为 973K 的高温热源吸收 2000kJ，并 向温度为 303K 的冷源放热 800kJ。（ 1）问此循环能否实现？（2） 若把此热机当制冷机用，从冷源吸热 800kJ，是否可能向热源放热 2000kJ？欲使之从冷源吸热 800kJ ，至少要耗多少功？（10 分）

七、具有一级回热的水蒸汽动力循环如下图所示。已知 h1=3296kJ/kg， h2=2152kJ/kg，h3=151.5kJ/kg，h4=825.5kJ/kg，h5=3032kJ/kg，忽

略泵功，试求：（1）回热循环的抽汽系数和热效率。（ 2）如不采用 回热，计算循环热效率。（15 分） 工程热力学》模拟试卷一 一． 问答题：（每题4分,共40分） 1．δq=CpdT+δwt 适用于什么工质（理想气体，实际气体）？适用于什么过 程（可 逆过程，不可逆过程）？并说明理由。

2．某封闭热力系经历一熵减少的可逆过程，则该热力系能否经一绝热过程回 复到原态？为什么？

3 ．压气机绝热压缩某种理想气体, 初始状态为 1，由于不可逆终态为 2', 试在 T--s 图上用面积表示出压缩所消耗的技术功。

4．水蒸汽由给定的初态 p1、t1 通过一喷管等熵膨胀到湿蒸汽区，其背压 p2 为已知，若手头没有焓熵图，只有水蒸汽热力性质表，如何计算确定状态 2 的各 项热力参数 x2，t2，h2。

5．在环境温度为 300K 的条件下，150K 的热源有否作功能力？若能量 Q 由 400K 的恒温热源直接传入 150K 的恒温热源，引起的作功能力损失是多少？

6．当高温空气以高速流过管道中某一障碍物，气流在此障碍物前方附近的速 度几乎为零。试问该处气流温度是升高、不变还是下降？为什么？7．渐缩喷管中气流速度能否超过音速?渐放喷管中气流速度能否小于音速? 为什么? 8 ．压气机采用什么压缩过程最为经济？为了达到这一目的应该采取什么措 施？ 9．一动力循环 1－2－3－1 的 T－s 图如右图所示，其中过程 1－2、3－1 皆 为可逆过程，2－3 为一有摩擦的绝热过程。T1、T3 都等于环境温度 T0。试用一 块面积或几块面积的代数和表示出该循环中的吸热量 Q1，放热量 Q2，净功量 W 和 由于摩擦而引起的作功能力损失。

10．当相对湿度一定时，湿空气的温度愈高，则含湿量愈大。若含湿量一定时， 湿空气的温度愈高，则相对湿度也愈大。这种说法是否正确？为什么？

二． 计算题(每题15分，共60分) 1. 一个承受一定重量的活塞下有 20℃的空气 0.4kg，占据容积为 0.2m2,试问加 入 20kJ 的热量后其温度上升到多少？并做了多少功？若活塞达到最后位置后予以 固定，此后再继续加入 20kJ 的热量，则其压力上升至多少？ (Cp=1.004 kJ/kg.K，R=0.287kJ/kg.K) 2. 有两股压力相同的空气流，一股气流温度为t1=400℃，流量m1=120kg/h；另一 股气流为 t2=150℃，流量 m2=210kg/h。令两股气流先绝热等压混合。试计 算： (1) 绝热混合后的气流温度。 (2) 空气流经绝热混合过程的熵变化。 (3) 该绝热混合过程的可用能损失。 ( 已知 Cp=1.004 kJ/kg.K ， R=0.287kJ/kg.K ， T 环境 =300K) 3. 压力为 5×105Pa，温度为环境温度 20℃的空气通过绝热渐缩喷管射向 1×105Pa 的大空间中。测得出口截面上的气流温度为-10℃，若忽略进口流速，试 计算: (1)实际出口流速； (2)可逆情况下的理论出口流速及气温。 ( Cp=1004J/kg.K ，νcr=0.528)

4. 氨蒸汽制冷装置，蒸发器中温度为－10℃。冷凝器中的温度为 30℃。氨压缩 机从蒸发器中吸入压力为 p1=0.2363 Mpa的饱和氨蒸汽并绝热压缩到 t2=75℃，离 开冷凝器时是饱和液氨。设压缩机出口氨蒸汽比焓h2=1887 kJ/kg 求： (1)循环制冷系数； （2）节流过程的不可逆损失多少？并在 T-s 图中用面积表示出来。环境温度 t0=25℃。 氨的饱和热力性质表： 《工程热力学》 模拟试卷三 一、问答题（每题 4 分，共40分） 1. 等压过程中工质初终两态的焓差等于该过程中所吸收或放出的热量，即Q＝ΔH, 这一结论是否只用于理想气体？为什么？

2. 用稳流能量方程分析锅炉,汽轮机,压气机的能量转换特点，得出对其适用的简化能 量方程。

3．闭口系经过一不可逆绝热过程后，是否可通过一个过程使该系统回到原来的状 态？为什么？

4．某绝热气缸内装有完全不可压缩的流体，若流体内部及活塞与气缸之间均无摩擦。 试问：⑴气缸中的活塞能否对流体作功？⑵假定用某种方法把流体压力从2bar提高 到40bar，流体的内能和焓有没有变化？

5 ．热力学第二定律是否可表达为“功可以完全变为热，但热不能完全变为功”？ 这种说法有何不妥？

6. 简述缩放喷管随背压Pb 升高(但仍小于临界压力 Pcr)时喷管内气流速度、流量 的变化。

7. 在压缩比 ε 及吸热量 q 相同的情况下，活塞式内燃机的定容加热、定压加热、 混合加热循环的热效率何者最大？何者最小？为什么？

8．试在 T-s 图上表示出水蒸气理想朗肯循环，并以热力学状态参数焓 h表达该循环 的净功∮δw，吸热量 Q1，放热量 Q2 以及热效率ηt。

9. 压气机采用什么压缩过程最为经济？为了达到这一目的应该采取什么措施？ 10.湿空气中的水蒸气处于状态A。试在p-v 图

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工程热力学试卷1答案

工程热力学试卷1答案

考试科目： 工程热力学 考试时间：120分钟 试卷总分100分一、填空题〔每题2分，共计20分〕 1、P=Pg+Pb2、压差3、Tqds δ=4、可逆定温；定熵5、热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。

二、判断题〔每题2分，共计20分〕2. x3. √5. √6. x三、简单答复以下问题〔每题5分，共计25分〕 1、 使系统实现可逆过程的条件：1〕是准平衡过程；2〕满足热的和力的平衡条件；3〕在过程中不应有任何耗散效应。

2、 对于1kg 工质，热力学能、焓、自由能及自由焓的全微分表达式：vdpsdT dg ;pdv sdT df vdp Tds dh ;pdv Tds du +-=--=+=-=3、 ，推导：对于理想气体，T R pv g =......(1) 由焓的定义并把(1)带入：T R u pv u h g +=+= (2)把〔2〕式对T 求导：g R dTdu dT dh +=……(3) 因为，对于理想气体：dTdu C ;dT dh C v p ==。

所以，g v p R C C =-。

4、 答：过程1-2在压缩机中进行；过程2-3在冷凝器中进行；过程3-4在节流中进行；过程4-1在蒸发器中进行。

制冷量：3141h h h h q L -=-=；制冷系数：12311241h h h h h h h h --=--=ε 5、 蒸汽朗肯循环热效率的影响因素有：1〕初温t1：在相同的初压及背压下，提高t1可使热效率增大； 2〕初压p1：在相同的初温及背压下，提高p1可使热效率增大；3) 背压p2：在相同的初压及初温下，降低p2可使热效率增大。

四、分析或说明以下问题〔共计55分〕 1、 解：〔此题13分〕1〕取整个气缸为闭口系，装订线班级：学号：：因为气缸绝热，所以Q=0；又因为活塞导热而无摩擦，W=0，且平衡时A 、B 两侧温度相等，即T A2=T B2=T 2。

有闭口系能量方程得：1212=-+-=+=)T T (c m )T T (c m U U U B V B A V A B A 即：∆∆∆因为，T A1=T B1=T 1=300K ，于是终态平衡时，两侧的温度均为： T 1=T 2=300K 2) 取整个气缸为闭口系，当终态平衡时，两侧压力相等，设为p 2，则：MPa.)V V (T T )V p V p (V V T R )T R V p T R V p (V T R )m m (p B A B B A A B A g g B B g A A g B A 15011121111112111111222=++=++=+=3〕K /J .p pln T V p p p lnR m S A A A A A g A A 91812111112==-=∆ K /J .p pln T V p p p lnR m S B B B B B g B B 35212111112-==-=∆ 整个气缸绝热系的熵变：K /J .S S S B A 5660=+=∆∆∆2、 解：〔此题15分〕1〕烟气放热为：KJ )t t (mC Q p 4116121=-= 2〕假设使Q 2最小，热机为可逆机，由卡诺定理得：121211T TQ Q t -=-=δδη 即：TdT mC T TQ T Q p 0102==δδkJ .T T ln mC T T dTmC T Q p T T p223891200221-===⎰ 3〕输出的最大功为：8172621.Q Q W =-=3、解：〔此题12分〕(1)如左图所示 〔2〕927.01.4656.26931.4652532'"'33333=--=--=h h h h x ；919.01.4656.26931.4652512'"'333'33=--=--=h h h h xΔ4、 解：〔此题13分〕1〕2〕K .)(T )p p (T ..k )k (75702127381414031344=⨯==-K .).(.)T T (T T T '2978875702127385012734334=--=--=ηK .).(.)T T (C w 'p T 65486297881273004143=-=-=K .)(T )p p (T ..k)k (85392988414011122=⨯==-K ...T T T T s,C '462075029885392981212=-+=-+=ηkg /kJ .).(.)T T (C w 'p C 693232984620004112=-=-=3〕%.).(...)T T (C w w q w 'p C T net t 872429788127300416932365486231=--=--==η简答题(40分，每题4分)1. 非饱和湿空气的干球温度、露点温度与湿球温度的大小关系如何？对于饱和湿空气三个温度又是什么关系？2. 在燃气轮机动力循环中，一般采取什么措施提高效率？3. 对刚性密闭容器中的汽水混合物加热，是否最终将全部变为蒸汽？4. 绝热真空刚性容器充入理想气体后，容器内的气体温度比充气前气体温度是高了、低了还是相等？5. 请写出4个Maxwell 关系式。

《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10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 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T 1= 300K ，及冷源T 2= 250K 之间工作，其制冷量为1000 KJ ，消耗功为250 KJ ，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. U B. U pV +C. 2/2f U mc mgz ++D. 2/2f U pV mc mgz +++4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ∆=-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 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，△U ＞0，W ＞0B.Q=0，△U ＞0，W ＞0C.Q ＞0，△U ＞0，W=0D.Q=0，△U=0，W=08、未饱和空气具有下列关系 【 】A.t ＞t w ＞t dB.t ＞t d ＞t w .C.t = t d = t wD.t = t w ＞t d9、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。

工程热力学考试试卷(含答案)

工程热力学考试试卷(含答案)

工程热力学考试试卷一、名词解释1. 熵增原理；2. 可逆过程；3. 理想气体；4. 相对湿度；5. 定熵滞止。

二、判断题（下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打“√”，错的打“×”，每题2分，共20分）1. 压力表读值发生变化，说明工质的热力状态也发生了变化。

……………（ ）2. 湿空气的含湿量表示单位质量湿空气中含水蒸气质量的程度。

……………（ ）3. 气体常数与气体的种类及所处的状态均无关。

……………………………（ ）4. 理想气体从绝热容器中做自由膨胀，则理想气体的温度与压力变化的关系式为:k k P P T T 11212-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=………………………………………………………………（ ）5. 在T -S 图上可逆等压线的斜率比可逆等容线的斜率小。

…………………（ ）6. 活塞式压气机容积效率的大小与余隙容积和升压比都有关。

……………（ ）7. 活塞式压气机应采用冷却措施，使压缩过程接近等温过程。

………………（ ）8. 水的相图表明，水的冰点随压力升高而降低，沸点随压力升高而升高。

……（ ）9. 干饱和蒸汽进行可逆绝热膨胀后，必变为湿饱和蒸汽。

……………………（ ）10. 由于通常情况下水的凝固温度为0℃，故不可能存在0℃以下的水蒸气。

（ ）三、选择题（每小题2分，共20分）1. 饱和湿空气中干球温度t 、湿球温度t w 以及露点温度t d 具有下列关系（ ）A d w t t t >>；B w d t t t >>；C d w t t t ==；D d w t t t =>2. 渐缩喷管出口外界压力为绝对真空时（绝对真空的比容为∞），则质量流量（）：A等于0；B等于临界流量；C大于临界流量；D介于零和临界流量之间3. 理想气体的( )是两个相互独立的状态参数。

A.温度与热力学能B.温度与焓C.温度与熵 D.热力学能与焓4. 一股 4MPa，20℃质量为1kg的压缩空气流与另一股9MPa，20℃质量为 1kg 的压缩空气流混合，混合后的压缩空气流最大压力为（）。

上海理工大学工程热力学五套试卷及答案

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4、某闭口系经历一过程后，其熵变为30KJ/K，在此过程中系统从300K的热源吸取热 量 8000KJ，问此过程是否可逆?为什么？ Q 8000 答：因为经历一过程，ΔSf= = = 26.67 kJ / k ， ∆S = ∆S f + ∆S g = 30kJ / K ， T 300 则 ∆S g = 30 − 26.67 = 3.33kJ / k > 0 ，所以属不可逆过程。
2
5
kg
，
则有：= A2
mυ2 0.43474 = = 5.45 ×10-4 m 2 =5.45cm 2 797 Cf 2
3.某绝热容器被不占有容积的绝热隔板分成充有空气的A、B两部分，已知VA=5m3， VB=2m3，tA=70℃，tB=50℃，PA=7×105Pa，PB=10×105Pa。先抽出隔板使A、B
ρ ρ1
k −1 k
实际耗功率： Wc实 =2 × 1.0 × 293 - 255kw = （ 04 420 ） 压缩机热效率： ηcs =
2. 水蒸汽进入一缩放喷管作等熵流动,其进口参数p1=20×10 Pa，t1=260℃，出口截面 水蒸汽压力p2= 4×105Pa，流经喷管的质量流量m=1kg/s。若忽略进口流速，试确定喷 管的出口流速和出口截面积。 由水蒸汽表可查得h1=2927.9kJ/kg，s1=6.5941kJ/kg。亦可查得压力为 4×105Pa时饱和水和饱和蒸汽参数ts=143.62℃，v'=0.001084m3/kg，v"=0.46242m3/kg， h'=604.7kJ/kg，h"=2738.5kJ/kg，s'=1.7764kJ/kg.K，s"=6.8966kJ/kg.K。 解: c f 2 = 2(h1 − h2 ) ×103 = 2 × (2927.9 − 2610.5) ×103 =797 m ， s 6.5941 − 1.7764 h2 由 (1 − x)h '+ xh " 得， 其中 x = 0.94 ， = 6.8966 − 1.7764 即： h2 =− (1 0.94) × 604.7 + 0.94 × 2738.5 = 2610.5 kJ ， kg 3 υ = (1 − x)υ '+ xυ " = 0.06 × 0.001084 + 0.94 + 0.46242 = 0.43474 m