工程热力学期末复习题1答案

  • 格式:doc
  • 大小:1.05 MB
  • 文档页数:23

第篇工程热力学 页脚内容 一、判断题:平衡状态一定稳定状态。 热力学第一定律的实质是能量守恒定律; .公式适用理想气体的任何过程。 .容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 .在—图上,任意二条可逆绝热过程线不能相交。 .膨胀功与流动功都是过程的函数。 .当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时,以可逆定温压缩过程最为省功。 .可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行,并能恢复到初始状态的过程。

根据比热容的定义式T

qd

d

c

,可知理想气体的pc为一过程量;

自发过程为不可逆过程,非自发过程必为可逆过程; .在管道内作定熵流动时,各点的滞止参数都相同。 .孤立系统的熵与能量都是守恒的。 .闭口绝热系的熵不可能减少。 .闭口系统进行了一个过程,如果熵增加了,则一定是从外界吸收了热量。 .理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 .实际气体绝热节流后温度一定下降。 .任何不可逆过程工质的熵总是增加的,而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率; .混合气体中质量成分较大的组分,其摩尔成分也一定大。 .热力学恒等式与过程可逆与否无关。 .当热源和冷源温度一定,热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可第篇工程热力学 页脚内容 逆热机对外输出的功。 .从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态,因为气化过程温度未变,所以焓的变化量。

.定压过程的换热量仅适用于理想气体,不能用于实际气体。 .在-图上,通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。 压缩过程耗功是体积膨胀功,压气机耗功是技术功; .供热量一定,用电炉取暖与用热泵式空气取暖耗电量一样多。 .渐缩喷管出口截面参数不变,背压提高,则喷管流量下降。 .工质在变截面管道内流动,管道的最小截面即为临界截面。 .对于渐放型喷管,当进口流速为亚音速时,可是气流压力升高。 对于未饱和空气,干球温度≥湿球温度≥露点温度。 .湿空气的相对湿度愈大,则其水蒸气分压力愈大。 相对湿度越大则空气的含湿量越高; .已知湿蒸汽的压力与温度就可以确定湿蒸汽的状态。 .滞止参数是工质经定熵滞止后得到的状态参数。 .露点温度等于空气中水蒸气分压力对应的饱和温度。 二、图示题:

试在Ts图上定性的表示出的理想气体的压缩过程,并在图上

用面积表示所耗过程功或技术功tw。 第篇工程热力学

页脚内容 .试将满足以下要求的多变过程表示在图和图上(先标出四个典型过程):()工质膨胀、放热;()工质压缩、放热且升温

将满足下列要求的理想气体的多变过程表示在—图、—图上。 )工质升温、升压、放热; )工质膨胀、降温、放热。 第篇工程热力学

页脚内容 .在图及图上画出空气的的膨胀过程和的压缩过程,并确定过程和中功和热量的正负号

及初终态热力学能的大小。

: 过程功为正,热量为负,初态热力学能大于终态热力学能 过程功伟负,热量为正,初态热力学能小于终态热力学能

.在图上画出下面两各热力过程: 的空气,多变压缩过程; 第篇工程热力学 页脚内容 的吸热过程。

画出单级活塞式压缩机将空气由相同初态,分别经定温压缩、定熵压缩和多变压缩过程达到相同的终态压力的,图,并说明其耗功量的大小关系。 Tnswww

.定性画出内燃机三种理想循环的vp、sT图。 混合加热:

           

  第篇工程热力学

页脚内容 定容加热:

定压加热: 在图上画出采用再热的郎肯循环循环图,并定性说明再热循环对循环热效率的影响。 答:如果附加部分的效率高,则再热循环效率会提高,中间压力提高,会使

t提高,但此时对干度2x的改善较小。

           

     

 

   第篇工程热力学

页脚内容 画出蒸汽压缩制冷系统的图,并说明各个过程是在哪个设备中完成的。 答:过程,压气机中完成;过程,冷凝器中完成;过程,节流阀中完成;过程,蒸发器中完成。

三、简答题: .绝热刚性容器用隔板分成、相同的两部分,侧充满空气,侧为真空,分析突然抽掉隔板后气体的状态参数(热力学能、焓、熵)如何变化? .平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系 .绝热过程是定熵过程吗?多变过程是任意过程吗?

 第篇工程热力学 页脚内容 .如图所示的电加热装置,容器中盛有空气,并设有电阻丝,试问取什么为系统,系统与外界交换的是热量;取什么为系统系统与外界交换的是电功;取什么为系统,系统与外界没有任何能量交换。

 .热量与功有什么相同的特征,两者的区别是什么? 答:热量和功都是能量传递的度量,它们都是过程量。只有在能量传递过程中才有所谓的功和热量,没有能量的传递过程也就没有功和热量。 区别:功是有规则的宏观运动能量的传递,在做功过程中往往伴随着能量形态的变化,热量则是大量微观粒子杂乱热运动的能量的传递,传热过程中不出现能量形态的转化。功转化成热量是无条件的,而热转变成功是有条件的。 .为什么图上过同一点的气体的定容线要比定压线陡一些?

答:在定容线上VdTTdsC,而在定压线上P

dTT

dsC

.工质在压力下被吸入气缸,可逆压缩至<,然后排出气缸,试在-图上表示出此工作过程的膨胀功和技术功,并说明技术功和膨胀功之间的关系。 答:其为技术功 为膨胀功 Δ()δδ

.对于闭口系统,引起系统熵变的因素有哪些?开口系统呢? 答:闭口系统,由于没有物质的流动,引起熵变的主要因素为传热引起的熵流,第篇工程热力学 页脚内容 以及不可逆过程而产生的熵产。对于开口系,除了熵产和熵流之外还有因为物质流动所引起的熵的变化 .是否一切熵增过程都是自发过程?可逆过程的熵增必须为零? 答:不是一切熵增过程都是自发过程,例如气体的不可逆绝热压缩过程,过程中气体的熵增大,但是这个过程不是自发过程。可逆过称的熵增不一定为零,可逆过程的熵产为零,但熵流不一定就业为零。例如可逆定温吸热过程的熵增就大于零。 .气体在喷管中流动,欲使超音速气流加速,应采用什么形式的喷管?为什么? 答:愈使超音速气流加速,应选用渐扩管,因为超音速气流在减缩喷管中有压缩的效应,只有在渐扩喷管中才能膨胀加速 .简述制冷循环和热泵循环的异同点。 答:相同点:原理为逆卡诺循环,将热量从低温带到高温 不同点:热泵为产热,热为有效,制冷循环要的是冷量 .在内燃机混合加热理想循环、定容加热理想循环及定压加热理想循环中,提高压缩比都可使循环热效率提高,试从第二定律分析其原因。

答:根据热力学第二定律,循环热效率为121TTt,其中为循环平均吸热温度,为循环平均放热温度。在这三个循环中提高压缩比,均可以提高

循环平均吸热温度,而平均放热温度要么不变,要么减小,所以均可使循环热效率提高。 .蒸汽动力装置采用再热的根本目的是提高循环的热效率吗? .答:不是,采用再热循环的目的是为了在提高初态压力时,不引起乏气的干度的降低,即通过提高初态压力提高热效率,而再热循环较基本循环的热效率并不一定提高。 画图分析新蒸汽参数对基本朗肯循环的热效率有和影响? 第篇工程热力学 页脚内容 答:初温1T对热效率的影响:初温由1T提高到aT1的—图。初压1p和背

压2p不变,由图看到,提高初温可提高循环的平均吸热温度由1T提高到aT1,

从而提高循环的热效率。 蒸汽初压的影响:图为保持背压2p、初温1T不变而升高初压1p的循环-图。显然,提高1p可以提高平均吸热温度1T,从而提高循环的热效率。

压缩蒸汽制冷循环采用节流阀代替膨胀机,压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法?为什么? 答:不可以。因为空气的比热容较小,且增压比增大循环制冷系数讲减小,故每千克空气的吸热量不多,为了提高制冷能力,空气的流量就就要很大,而节流阀不能满足大流量的要求。 .如果选取燃气轮机装置理想循环的最佳增压比,是否意味着可获得最高的循环热效率,为什么? .答:不是,最佳增压比是针对循环净功而言,即循环净功最大。而循环热

效率111tkk,即随增压比的增高而递增的。 .简述干球温度、湿球温度、露点之间的区别。 答:干球温度:为温度计测湿空气的实际温度 湿球温度:是湿空气流过湿球时与湿球建立了热平衡后的温度 露点温度:为湿空气沿等压线降温至有液态水析出的温度