工程热力学试卷及标准答案评分标准.doc

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T1= 300K，及冷源T2= 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. B. C. D. 4、熵变计算式只适用于 【 】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.Q0，U0，W0 B.Q=0，U0，W0C.Q0，U0，W=0 D.Q=0，U=0，W=08、未饱和空气具有下列关系 【 】A.ttwtd B.ttdtw.C.t = td = tw D.t = twtd9、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。B.物量单位为一立方米时气体的比热。C.物量单位为一摩尔容积气体的比热。D.物量单位为一标准立方米时气体的比热。13、抽气回热循环改善了朗肯循环，其根本原因在于 【 】A.每公斤水蒸汽的作功量增加了B.排气的热能得到了充分利用C.水蒸汽的平均吸热温度提高了D.水蒸汽的放热温度降低了14、孤立系统是指系统与外界 【 】A.没有物质交换 B.没有热量交换C.没有任何能量交换 D.没有任何能量传递与质交换15、热机从热源取热1000 KJ，对外作功1000 KJ，其结果是 【 】A.违反第一定律 B.违反第二定律C.违反第一及第二定律 D.不违反第一及第二定律第二部分 非选择题（共85分）二、判断题(本大题共10小题，每题1分,共 10 分,答A表示说法正确.答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改)16、孤立系统的熵与能量都是守恒的。 （ ）17、实际气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体。 （ ）18、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 （ ）19、在TS图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 （ ）20、再热循环的主要目的是提高汽轮机尾部排汽干度。 （ ） 21、任一热力循环的热效率都可用= 1q2/q1 = 1T2/T1 计之。（ ）22、孤立系统达到平衡时总熵达极大值。 （ ） 23、一桶具有环境温度的河水与一杯沸水，前者的可用能大于后者。（ ）24、凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。 （ ）25、卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度，而与工质的性质无关。 （ ）三、填空题(本大题共5小题，每空1分,共12分。)26、混合气体由N2和CO2组成，已知N2的质量成分为0.72，则混合气体的平均气体常数Rg,eq= ，平均摩尔质量Meeq= 。(N2的摩尔质量为0.028kg/mol，CO2为0.044 kg/mol)27、冬季取暖，若不采取任何其他措施，室内温度 ，室内相对湿度 。（填增大，减少或不变）。28、湿蒸汽的干度定义为 。已知湿蒸汽的干度为0.2，其中干饱和蒸汽的质量为6 kg，则饱和液体的质量为kg。29、氧气的平均比定压热容，则 ， 。30、范德瓦尔方程式的表达式为： ，其中常数a是对 的修正。常数b是对 的修正。四、名词解释(本大题共4小题，每题 4分,共16分。)31、干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽和过热蒸汽32、热容的定义和单位33、湿空气的露点34、控制质量五、简答题(本大题共3小题，每题 4分,共12分。) 35、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？36、简述蒸汽参数对朗肯循环效率的影响。37、准平衡过程与可逆过程有何共同处?有何区别?有何联系?六、计算题（本大题共4小题，共35分。)38、某蒸汽动力厂按一级抽汽回热（混合式）理想循环工作，如图所示，已知新蒸汽参数p1=4.0MPa，t1=4200C，汽轮机排汽压力p2=0.007MPa，抽汽压力pA=0.4MPa，忽略泵功。试求：（1）定性画出循环的T-s图；（2）抽汽系数；（3）循环吸热量q1，放热量q2及输出净功net；（4）循环热效率；（15分）p(MPa)t(0C)h(kJ/kg)skJ/(kg.K)Ps(MPa)h(kJ/kg)h(kJ/kg) skJ/(kg.K)skJ/(kg.K)44203261.46.83990.4604.72737.61.77646.89430.42716.36.83990.007163.42572.60.55978.276739、一闭口系从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热量为47.5kJ，而系统对外作功为30kJ，如图所示。（1）若沿1-4-3途径变化时，系统对外作功15kJ，求过程中系统与外界传递的热量。（2）若系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1，外界对系统作功6kJ，求该过程中系统与外界传递的热量。（3）若U2=175kJ,U3=87.5kJ，求过程2-3传递的热量及状态1的热力学能。（7分）40、m=2.26kg理想气体的气体常数Rg=430J/(kg.k)，比热比=1.35。初温T1=477K，经可逆定容过程后终温T2=591K。求Q、U、W、S。（7分）41、空气可逆绝热流过一喷管，入口压力p1=0.7MPa，温度t1=800，出口压力p2=0.15MPa，此喷管是什么外型的喷管?入口空气流速忽略不计，比热容和比热比取定值，分别为cp=1.004kJ/(kgK)，=1.4，Rg=287J/(kg.k)。求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。（7分）第一部分 选择题（共15 分）一、单项选择题（每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共 15 分）1、C 2、B 3、C 4、C 5、C 6、D 7、C 8、A 9、D 10、A11、B 12、D 13、C 14、D 15、B第二部分 非选择题（共85分）二、判断题(本大题共10小题，每题1分,共 10 分,答A表示说法正确.答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改)16、B 17、A 18、B 19、A 20、A21、B 22、A 23、B 24、B 25、A三、填空题(本大题共5小题，每空1分,共11分。)26、0.267kJ/(kg.K) 31.110-3kg/mol27、增大 减少28、饱和蒸汽的质量占整个湿蒸汽质量的比值 24 29、0.946kJ/(kg.K) 0.686kJ/(kg.K)30、 对气体分子间的引力 对气体分子体积四、名词解释(本大题共4小题，每题 4分,共16分。)31、干度为1的湿蒸汽为干饱和蒸汽；（1分）蒸汽和水的混合物称为湿饱和蒸汽；（1分）温度高于蒸汽压力下所对应的饱和温度的蒸汽，称为过热蒸汽。（2分）32、物体温度升高1K（或1oC）所需热量称为热容，以C表示。（2分）单位有J/(kg.K)、 J/(mol.K)和 J/(m3.K)。（2分）33、在保持湿空气中水蒸气分压力pv不变的条件下，降低湿空气温度而使其达到饱和状态时所对应的温度，称为露点。（4分）34、一个热力系统如果和外界只有能量交换而无物质交换，则该系统称为闭口系统。闭口系统内的质量保持恒定不变，闭口系统又叫做控制质量。（4分）五、简答题(本大题共3小题，每题 4分,共12分。)35、定压n=0，定容n=，定温n=1，定熵n=（4分）36、（1）提高初温，可提高热力循环效率和增大膨胀终点的干度，但受金属材料耐热性能的限制。（2分） （2）在相同的初温和背压下，提高初压也可使热效率增大。会使乏汽干度降低，设备强度的问题。（1分） （3）降低背压可以显著提高循环热效率。受环境温度的限制。（1分）37、它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平衡状态的状态组成的过程。（2分） 它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损耗。（1分） 一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。（1分）六、计算题（本大题共4小题，共36分。)38、（1）图略。（可参照教材p329图10-14） （2分）（2）抽汽系数 （2分）（3）（2分）（2分）（2分）（2分）（2分） （4）（2分）39、对途径1-2-3，由闭口系能量方程得（1分）（1）对途径1-4-3，由闭口系能量方程得 （系统对外放热）（2分） （2）对途径3-1，可得到（1分）（3）对途径2-3，有（1分）则（1分）（1分）40、（1分） （1分） （2分） （1分）（2分）41、为缩放型喷管。（1分） （2分） （2分） （2分）