工程热力学2019试卷A1 试卷标准答案

专业班级 学号 姓名 装订线 浙江科技学院2018- 2019 学年第 1 学期 A1 试卷标准答案考试科目 工程热力学 考试方式 闭 完成时限 120分钟 拟题人 许友生 审核人 批准人 2019 年1 月 21 日 机械与能源工程 学院 2017年级 能源与环境系统工程专业题序一二三四五六七八九十总分加分人复核人得分签名命题：得分一、 是非题（每小题1分，共10分）1、孤立系统的熵与能量都是守恒的。 （ 错 ）2、实际气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体。 （ 对 ）3、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 （ 错 ）4、在TS图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 （ 对 ）5、 再热循环的主要目的是提高汽轮机尾部排汽干度。 （ 对 ） 6、一热力循环的热效率都可用= 1q2/q1 = 1T2/T1 计之。（ 错 ）7、孤立系统达到平衡时总熵达极大值。 （ 对 ） 8、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。（ 错 ）9、凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。 （ 错 ）10、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（ 对 ）二、 选择题（每小题2分，共30分）得分1、蒸汽压缩制冷系统是( C )A 绝热系统 B 孤立系统 C封闭系统 D 开口系统2、当理想气体的密度不变而压力升高时，其比容( C )A 增大 B 减少 C 不变 D不一定 3、当系统从热源吸收一定数量的热量时，工质绝对温度-，则系统熵的变化- 热量转变为功的 程度- ( A )A 越高/越小/越大 B 越高/越大/越大 C 越低/越小/越小 D 越低/越小/越大 4、强度量与系统的质量-，-可加性 ( B ) A 有关/不具有 B 无关/不具有 C 有关/具有 D 无关/具有 5、下列( B )不是状态参数 A 热效率 B内能 C表压力 D质量6、下列参数与热力过程有关的是( B ) A 温度 B 热量 C 压力 D比容7、绝对压力p，表压力Pg，真空度Pv与大气压力Pa之间的关系（以鼓风机为例） ( A ) 入口处P=Pa-Pv;出口处P=Pa+Pg；入口处P=Pa-Pg；出口处P=Pa+Pv A、对 B 、对 C 、对 D 、对8、不考虑化学反应和电磁效应的热力系统，过程的不可逆因素是( A )耗散效应 不同 工质的混合热传递膨胀 A B C D9、关于状态变化过程( C ) 非静态过程在压容图上无法用一条连续曲线表示；系统进行了一个过程后，如能使系统沿着与原过程相反的方向恢复初态，则这样的过程称为可逆过程；内外平衡是可逆过程的充分和必要条件； 只有无摩擦的准静态过程才是可逆过程。A 对 B 对 C 对 D 对10、在温熵图上，准静态过程-用一条连续曲线表示，非准静态过程-用一条连续 曲线表示。( B ) A 可以/可以 B 可以/不可以 C 不可以/可以 D 不可以/不可以指出下列各对概念之间主要的区别 (每题2分，共10分)11、关于共和热量的本质区别，正确的是( C )A 热量是系统与外界发生能量传递时系统内能变化的度量，而功是由于外界重物的升降而产生的系统与外界的相互作用，它不是内能变化的度量B 热量是系统的状态参数，功是系统状态变化所经历的途径的函数C 功是规则运动的能量传递方式，压力差是做功的驱动力，热量是不规则热运动的能量传递方式，温度差事热量传递的驱动力D A和C12、如循环的目的是从低温热源吸热，则该循环是( A ) A 制冷循环 B 热机循环 C 正循环 D 热泵循环13、从逆卡诺循环可以看出，同时提高蒸发温度和冷凝温度可以( D )制冷系数 A 降低 B 提高 C 不改变 D 无法确定14、卡诺循环包括( C )过程 A 定容加热，定容放热，绝热膨胀，绝热压缩 B 定温加热，定温放热，绝热膨胀，绝热压缩 C 可逆定温加热，可逆定温放热，可逆绝热膨胀，可逆绝热压缩 D 可逆定压加热，可逆定压放热，可逆绝热膨胀，可逆绝热压缩15、气体在喷管中流动，当其音速大于当地音速时，应采用( D )喷管 A 缩放形 B 放缩形 C 收缩性 D 扩张形三、 简答题（每道5分，共10分）得分1、 平衡态与稳定态的联系与差别。不受外界影响的系统稳定态是否是平衡态？答：平衡态和稳定态具有相同的外在表现，即系统状态参数不随时间变化；两者的差别在于平衡态的本质是不平衡势差为零，而稳定态允许不平衡势差的存在，如稳定导热（2分）。可见，平衡必稳定；反之，稳定未必平衡。（1分）根据平衡态的定义，不受外界影响的系统，其稳定态就是平衡态。（1分）在不受外界影响（重力场除外）的条件下，如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统所处的状态称为平衡状态。（1分）2、理想气体定温膨胀过程中吸收的热量可以全部转换为功，这是否违反热力学第二定律？为什么？答：理想气体定温膨胀过程中吸收的热量可以全部转换为功，这个过程不违反热力学第二定律。（2分）因为在上述过程中，气体的体积变大，也就是说这个热量全部转换为功的过程引起了其它变化，所以不违反热力学第二定律。（1分）同时，理想气体定温膨胀过程仅仅是一个单独的过程，而不是一个循环，这就意味着这个过程不能连续不断地将热量全部转换为功，因此从这个角度来讲上述过程也不违反热力学第二定律。（2分）四、证明题：（每道10分，共10分,二选一道做）得分1、证明绝热过程方程式证明：据能量方程：（1分）由于，（1分）代入上式得（2分）即或 （2分）整理得出 （4分）上式即为绝热过程方程式。2、 如果开氏表述不成立，则克氏表述也不成立。证明：用反证法热机从高温热源吸取热量，全部变为有用的功而不产生其他影响。（3分）这样我们就可以用这部热机输出的功去驱动另一部制冷机，它在低温热源吸取热量，在高温热源放+。（3分）于是两部热机联合起来总的效果等于一步热机，它从低温热源吸取，在高温热源放出，此外没有其它变化。（3分）这是违反克劳斯修表述的。以上我们从正反两方面证明了克氏和开氏的表述是等价的。（1分）五、计算题（其中第1道10分，第2道10分，第3道20分，共40分）得分1、气体在某一过程中吸入热量 12 kJ，同时热力学能增加 20 kJ。问此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外所作的功是多少（不考虑摩擦）？（10分）解 ： 由闭口系能量方程： （2分）又不考虑摩擦，故有 （2分）所以（2分）因为 所以 因此，这一过程是压缩过程，外界需消耗功8 kW。（4分）2、空气从 300 K定压加热到 900 K。试按理想气体计算每千克空气吸收的热量及熵的变化： (1) 按定比热容计算； (2) 利用比定压热容经验公式计算；（10分）解 ：(1) （5分）(2) （5分）3、 在以氩气为工质，在温度为 1 200 K和 300 K的两个恒温热源之间进行回热卡诺循环(图4-20)。已知 p1 = p4 = 1.5 MPa；p2 = p3 = 0.1 MPa ，试计算各过程的功、热量及循环的热效率。如果不采用回热器，过程41由热源供热，过程23向冷