《工程热力学》课程考试模拟试卷1

工程热力学课程考试模拟试卷考试时间：120分钟姓名专业班学生人数分数标题号一个二三四五六七总分分数评论者一、对错题(正确打勾、打错，每题1分，共10分)1.如果容器中气体的压力保持不变，安装在容器上的压力表读数不会改变。2.系统从某一初始状态可逆地变化到某一最终状态，所有过程的展开功在两个确定状态之间是相等的。3.理想气体的绝热自由膨胀过程是一个等内能过程。4.理想气体对真空的膨胀体积从v1变化到v2，熵的变化是。5.当工作介质完成不可逆循环时，其熵变化必须大于零。6.如果从同一初始状态到同一最终状态有两个过程，一个是可逆的，另一个是不可逆的，那么不可逆过程的s必须大于可逆过程的s。7.知道温度和压力可以决定水蒸气的状态。8.对于两种相同含水量的空气，高温空气有很强的吸湿能力。9.当饱和蒸汽压不同的两种组分形成的理想溶液达到相平衡时，气相挥发性组分的相对含量大于液相。10.当温度绝对为零时，任何物质的熵都为零。二、选择题(每题2分，共20分)1.如果工作介质经历可逆过程和不可逆过程，并且初始状态和最终状态相同，则在这两个过程中，工作介质和外界之间进行热交换相同的b:不同的c:不确定2.以下陈述是正确的：答：自由膨胀是可逆的混合过程是不可逆的准静态过程是不可逆的3.气体在特定过程中吸收100千焦耳的热量，而内部能量增加150千焦耳。过程如下a:膨胀过程b:压缩过程c:定容过程4.隔热的刚性容器被隔板分成两部分。一部分是高压理想气体，另一部分是真空。移除隔板后，容器中气体的温度将为：a:增加b:不变c:减少5.在可逆恒压和稳定流动过程中，系统a:恒焓b:与外界的零热交换c:零技术工作6.热机按照一定的循环工作，从T1=2000K的高温热源吸收1000KJ的热量，向T2=300K的冷源释放1000KJ的热量可逆热机不可逆热机不可能的热机7.理想气体通过不可逆绝热过程从状态1变为状态2。这个过程中质量熵的变化如下：甲：乙：丙：8.随着压力的升高，水蒸发的潜热a:增加b:减少c:没有变化9.当湿空气的压力恒定时，水蒸气的分压取决于a:含水量b:相对湿度c:干球温度10.以下反应发生在298K和101325帕。Q1、Q2和Q3是这些热效应中的标准生成焓：答：b:c:三、简短回答、分析和证明问题(每个问题扣5分，共20分)1.指出以下适用条件：a)b)c)d)e)如果单级活塞式压缩机采用一定的冷却方式就能实现等温压缩，是否有必要采用多级压缩？为什么？3.简述稀溶液的四个性质。用赫斯定律证明任意温度下的反应热效应其中包括标准热效应。四、绘图说明(每题5分，共10分)1.焓湿图中显示了不饱和湿空气状态下的干球温度、湿球温度和露点温度，并进行了必要的解释。2.在T-S图和LGP-H图上画出蒸汽压缩制冷循环，分析压缩机不可逆因素对循环制冷系数的影响。五、1kg空气，初始状态t1=500兆帕，t1=500，可逆恒量热在气缸中释放至P2=0.5兆帕，然后可逆绝热压缩至t2=500，然后通过可逆恒温过程返回初始状态。找到循环功和吸收的热量。(15分)第六，设计一个热机，用一个tem可以从一个高温热源吸收2000千焦七.带有一次再热的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，忽略泵功率，试图找到：(1)再生循环的提取系数和热效率。(2)如果不使用再生热，计算循环热效率。(15分)h5h4氘氕h3工程热力学模拟试卷一一、作文题： (每题4分，共40分)1.Q=CPDTWT适用于什么工作介质(理想气体、实际气体)？什么过程是适用的(可逆过程，不可逆过程)？并解释原因。2.如果一个封闭的热力学系统经历一个可逆的熵减少过程，这个热力学系统能通过一个绝热过程回到它的初始状态吗？为什么？3.压缩机绝热压缩一种理想气体，初始状态为1，由于不可逆的最终状态为2，试着用T-S图上的面积来表示压缩过程中消耗的技术功。4.蒸汽通过喷嘴从给定的初始状态p1和t1向湿蒸汽区等熵膨胀，并且其背压p2是已知的。如果手头没有焓熵图，只有蒸汽热力学性质表，如何计算和确定状态2的热力学参数x2、t2和h2？5.在环境温度为30万的情况下，15万的热源起作用吗？如果能量Q直接从400K的恒温热源转移到150K的恒温热源，会造成什么样的操作力损失？6.当高温空气高速流过管道中的障碍物时，障碍物前部附近的气流速度几乎为零。请问那里的气流温度会上升、保持不变还是下降？为什么？7.锥形喷嘴中气流的速度能超过音速吗？逐渐排放喷嘴中的气流速度能小于声速吗？为什么？8.对于压缩机来说，哪种压缩过程最经济？应该采取什么措施来实现这个目标？9.右图为动力循环1-2-3-1的T-S图，其中过程1-2和3-1是可逆过程，2-3是摩擦绝热过程。T1和T3都等于环境温度T0。一个区域或几个区域的代数和用于表示吸热量Q1、放热量Q2、净功量W和在该循环中由摩擦引起的工作力损失。10.当相对湿度不变时，潮湿空气的温度越高，含水量越大。如果含水量不变，潮湿空气的温度越高，相对湿度就越大。这个陈述正确吗？为什么？二。计算题(每题15分，共60分)1.在承受一定重量的活塞下，20时有0.4公斤的空气，体积为0.2平方米。加入20kJ的热量后，温度上升多少？你做了多少工作？如果活塞在到达最终位置后被固定，然后连续增加20kJ的热量，它会上升到多少压力？(Cp=1.004 kJ/kg。k，R=0.287kJ千焦/千克。k)2.有两股压力相同的气流，一股气流温度t1=400，流量M1=120公斤/小时；另一股气流为t2=150，m2=210 kg/h。两股气流首先在绝热和等压下混合。试算：(1)绝热混合后的气流温度。(2)空气在绝热混合过程中的熵变化。(3)绝热混合过程中可用能量的损失。(已知Cp=1.004 kJ/kg。k，R=0.287kJ千焦/千克。k，t环境=30万)3.压力为5105帕、环境温度为20的空气通过绝热锥形喷嘴注入1105帕的大空间。出口段测得的气流温度为-10，如果忽略入口流量，试着计算：(1)实际出口流量；(2)可逆条件下的理论出口速度和温度。(Cp=1004J/kg。k，cr=0.528)4.氨蒸汽制冷机组，蒸发器中的温度为-10。冷凝器的温度是30。氨压缩机从蒸发器吸入压力p1=0.2363 Mpa的饱和氨蒸汽，并将其绝热压缩至T2=75。c，作为饱和液氨离开冷凝器。设h2=1887 kJ/kg为压缩机出口处氨蒸汽的比焓。(1)循环冷却系数；(2)什么是节流过程的不可逆损失？它是用T-s图中的面积表示的。环境温度t0=25。氨的饱和热力学性质表；工程热力学模拟试卷3一、随笔2.用稳流能量方程分析锅炉、汽轮机和压缩机的能量转换特性，得到适用于它们的简化能量方程。3.有没有可能通过不可逆的绝热过程将封闭系统恢复到其原始状态？为什么？4.绝热圆柱体充满了完全不可压缩的流体。如果流体内部以及活塞和气缸之间没有摩擦。气缸中的活塞能对液体做功吗？(2)假设流体压力通过某种方法从2巴上升到40巴，流体的内能和焓会改变吗？5.热力学第二定律可以表述为“功可以完全变成热，但热不能完全变成功”吗？这种说法有什么错？6.简要描述当背压Pb增加(但仍低于临界压力Pcr)时，收敛-扩张喷嘴中气体速度和流量的变化。7.在相同的压缩比和吸热Q下，活塞式内燃机的定容加热、定压加热和混合加热循环中，哪一种具有最高的热效率？哪个是最小的？为什么？8.试图在T-s图上显示水蒸汽的理想朗肯循环，并用热力学状态参数焓h表示循环的净功30W、吸热Q1、放热Q2和热效率t9.对于压缩机来说，哪种压缩过程最经济？应该采取什么措施来实现这个目标？10.湿空气中的水蒸气处于状态a。试着在p-v图上。并且露点td和潮湿空气的等温加湿被标记在t-s图上达到了饱和点。二、计算题(每题15分，共60分)1.初始状态为4105帕，250的空气通过喷嘴绝热流动。已知背压为1105帕，质量流量为4千克/秒，喷嘴效率为0.96。试着找出：(1)喷嘴的类型；(2)出口流速；(3)喷嘴出口的截面积。(空气cp=1004j/kg.k，rg=0.287 kj/kg.k，k=1.4，临界压力比cr=0.528)2.1千克空气从P1=1105帕，T1=400 K压缩至最终状态，P2=10105帕，在此期间气缸壁与T0=300 K环境进行热交换。在以下两种情况下，计算气体的熵变化、环境的熵变化、由气体和环境组成的系统的总熵变化和劳动力的损失：(1)气体经历了可逆等温压缩过程；气体经历了不可逆等温压缩过程，实际消耗的功比可逆等温压缩多25%。(已知空气的rg=0.287 kj/kg . k)。3.有人声称设计了一套完整的热力设备，可以将65的热水中的20%变成100的热水，而剩下的80%的热水最终会由于热量传递到15的大气中而下降到15。你认为这个方案能在热力学原理上实现吗？为什么？如果是，65热水与100热水的极限比是多少？(水的CP=4.18 kj/kg . k)4.已知某一氨蒸气压缩制冷系统在进入压缩机时是饱和的干燥蒸气。绝热压缩后的焓h1=1570KJ/kg，h2=1725kJ/kg，冷凝器释放的热量为饱和液体。它的焓h3=450kJ千焦/千克，制冷量为1.5105千焦/小时。试着找出：(1)。氨的循环流量，(2)。制冷系数，(3)。冷却水流速(氨冷凝器后已知冷却水温度升高)在10时，水的恒压比热Cp为4.18 kJ/kg.k) (4)。该过程显示在lgp-h图中。工程热力学模拟试卷4一、作文题(每题4分，共40分)1. PDV和VdP各自代表什么工作量？如果系统的过程方程是PVn=C，两者之间的定量关系是什么？2.亚音速空气流过锥形喷嘴。如果初始压力、背压和喷嘴尺寸不变，但只有初始温度增加，喷嘴出口处的流速会改变吗？为什么？3.在蒸汽恒温过程中，增加的热量等于膨胀功吗？定容过程中增加的热量等于热力学能量的增量吗？为什么？4.由三条直线组成的循环需要多少恒温热源？试着在相同的温度限制下比较卡诺循环的热效率。5.熵增加的过程是不可逆的，熵增加的过程是吸热的。8.空气在隔热管道中流动。如果已知A段和B段空气的压力和温度，能否判断气体是从A流向B还是从B流向A？为什么？9.工作流体经历不可逆循环后，会吗？为什么？10.活塞式压缩机的多级压缩和中间冷却有哪些优点？试着在T-S图上画出二次压缩的中间点。冷却压缩机的过程曲线。二、计算题(每题15分，共60分)1.如燃气轮机装置图所示，已知压缩机入口空气的焓h1=290kJ/kg。压缩后，空气温度上升至h2=580kJ/kg。在第2部分，空气和燃料的混合物以C2=20米/秒的速度进入燃烧室，并在恒定压力下燃烧，因此每千克空气吸收的热量q=670kJ千焦/千克。燃烧后，气体进入喷