工程热力学期末试题

选择题 可改判断填空 1 气体常量 Rg A 与气体种类有关 与状态无关 B 与状态有关 与气体种类无关 C 与气体种类和状态均有关 D 与气体种类和状态均无关 解 A 气体常数只与气体的种类有关 而与状态无关 2 已知理想气体可逆过程中膨胀功等于技术功 则此过程的特性为 A 定压 B 定温 C 定容 D 绝热 解 B 在无摩擦的情况下 理想气体定温过程的膨胀功 技术功分别计算如下 2 2 2 1 2 1 ln v v RgTdv v RgT pdvW 2 2 2 1 2 1 lnt p p RgTdp p RgT vdpW 由于定温过程中 因此有 W Wt 也就是说理想气体在定温过程中的 p p v 2 1 2 1v 技术功和膨胀功相等 3 工质经过一个不可逆循环 又回到初态 其熵 A 增加 B 减少 C 不变 D 变化不定 解 C 熵是状态参数 与过程无关 循环前后状态不变 所以熵不变 4 在刚性容器中 一定质量的空气被 3000C 的热源从 1000C 加热到 300 0C 此 过程是 A 可逆的 B 不可逆的 C 定容可逆的 D 等压不可逆的 解 B 能自发进行的过程均不可逆 题中过程为自发过程 所以是不可逆过程 由 PV RgT 可知 该过程不为等压过程 故 D 错 5 对理想气体 下列 过程的温度是增加的 A 绝热压缩 B 绝热膨胀 C 定容放热 D 定压放热 解 A 从 P V 图到 T S 图的转换中可以自行读出答案 6 制冷压缩机及其系统的最理想循环是 A 卡诺循环 B 逆卡诺循环 C 回热循环 D 多热源卡诺循环 解 B 最理想循环为卡诺循环 又因为制冷 所以逆向 对于 C 应该叫概括性卡诺 循环 木有回热循环一说 7 水在定压汽化过程中 下列四个状态里 除 外 另外三个状态的温度是 相同的 A 饱和水 B 湿饱和蒸汽 C 干饱和蒸汽 D 过热蒸汽 解 D 8 扩压管是用来将流体的动能转化为 A 功 B 热量 C 内能 D 压力能 解 D 9 当扩压管流道截面积从大变小又从小变大时 气体的流速 A 增大 B 减小 C 不变 D 不一定 解 B 10 下列哪种情况气体的内能减少 A 绝热压缩 B 绝热膨胀 C 定温膨胀 D 定温 解 B 填空题 1 热力学第一定律的实质是 答案 能量转换和守恒定律 2 91 在理想气体的放热过程中 若工质温度上升 则其膨胀功一定 零 大于 小于或等于 答案 小于 3 111 工质状态变化 因其比容变化而做的功称为 答案 容积功 4 卡诺循环的热效率仅与 有关 答案 高温热源温度和低温热源温度 5 理想气体在高温热源温度 TH 和低温热源温度 TL 之间的逆向卡诺循环 的制冷系数为 答案 TL TH TL 6 卡诺循环包括 四个热力过程 答案 可逆定温加热 可逆定温放热 可逆绝热膨胀 可逆绝热压缩 7 理想气体过程方程为 pvn 常数 当 n 0 时 其热力过程是 当 n k 时 其热力过程是 答案 等压过程 绝热过程 8 理想气体比定压热容与定容比热之比为 1 大于 小于或等于 答案 大于 9 某气体 cvm 0 8 kJ kg 在膨胀过程中 从外界吸热 16 kJ kg 对 外界做功 80kJ kg 此过程中 该气体温度将下降 答案 80 10 某理想气体 cvm 0 8kJ kg 被压缩过程中 接受外界功 90kJ kg 温度上升 80 此过程中 该气体将对外界放热 kJ kg 答案 26 简答题 1 闭口系与外界无物质交换 系统内质量将保持恒定 那么 系统内质 量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗 答 否 当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时 如稳态稳流 系统 系统内的质量将保持恒定不变 2 热力学第一定律解析式有时写成下列两种形式 wuq 2 1 Pdvuq 分别讨论上述两式的适用范围 答 第一个公式为热力学第一定律的最普遍表达 原则上适用于不作宏观 运动的一切系统的所有过程 第二个表达式中由于将过程功表达成 2 1 dvP 这只是对简单可压缩物质的可逆过程才正确 因此该公式仅适用于简单可压缩 物质的可逆过程 3 将理想气体工质又升压 又升温及又放热的多变过程表示在 p V 图和 T S 图上 4 当气流速度分别为亚声速和超声速时 下列形状的管道宜于作喷管还是 宜于作扩压管 1 2 3 4 答 亚声速时 1 喷管 2 扩压管 3 喷管 4 都不适合 超声速时 1 扩压管 2 喷管 3 扩压管 4 都不合适 5 利用人工打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部 会发现打气时轻 松了一点 工程上压气机气缸常以水冷却或气缸上有肋片 为什么 答 湿布使打气筒散热增强 气缸水冷或加装肋片也是为了增强散热 从 而使压缩过程离开绝热靠近定温 压缩耗功减少 计算题 1 3 kg 空气从 p 1 1MPa T1 900 K 可逆绝热膨胀到 p 2 0 1 MPa 设 比热容为定值 绝热指数 k 1 4 求 1 终态参数 T2和 v2 2 过程功和技术功 2 有人设计了一台热机 工质分别从温度为 T1 1 800 K T2 2 500 K 的两个高温热源吸热 Q 1 1 500 kJ 和 Q2 2500 kJ 以 T 0 300 K 的环境为冷 源 放热 Q3 问 1 要求热机作