2014.1.1《工程热力学A》试卷A-试题及答案(给学院)

吉林大学汽车工程学院本科课程考试试卷考试课程与试卷类型：工程热力学A A卷 姓名： 学年学期：2013-2014-1 学号： 考试时间：2014-1-8 班级： 一、选择题（每小题1分，共10分，把答案添到表格中）小题12345678910总分答案 1. The range of polytropic exponent n in an actual polytropic compression process is（ ）A：（-，0） B：0，1 C：1，k D：（1，k） E：k，+2. 房间中的空气被真空泵吸入喷管，若要求喷管出口达到超音速，你应选择（ ）A：渐缩喷管 B：渐放喷管 C：缩放喷管 D：三种均可3. 0.1Mpa、120的水蒸气是（ ） A: 过热蒸汽 B：干饱和蒸汽 C：湿饱和蒸汽 D：无法确定4. 在稳定状态稳定流动过程中，所选确定空间中物质的 （ ） A: 熵值增加 B：熵值不变 C: 熵值减小 D: 熵值不定 5. 为使压缩过程耗功最小，应使压缩机的压缩过程尽可能接近（ ） A：定温过程 B：多变过程 C：定熵过程 D：绝热过程6.下面不可能看成可逆过程的是（ ）A：吸热过程 B：压缩过程 C：节流过程 D：绝热膨胀过程7. 系统经不可逆过程，一定使（）A：系统的火用值不变 B：系统的火用值增加 C：系统的火用值减少 D: 火用损大于零8. 在p-v 图上，任意一个正向循环其（ ） A：压缩功小于膨胀功 B：压缩功等于膨胀功C：压缩功大于膨胀功 D：压缩功与膨胀功二者关系不定9. 下列可提高朗肯循环热效率的措施为（ ）A：提高锅炉给水温度 B：提高锅炉给水压力C：提高汽轮机乏汽压力 D：提高汽轮机乏汽干度10. 四冲程汽油机对应的理想循环为（ ）A: 混合加热循环 B: 定容加热循环 C: 定压加热循环 D: 布雷顿循环 二、是非判断题（每小题1分，共10道小题，共10分，对的画“”，错的画“”）小题12345678910总分答案 1. The enthalpy values before and after throttling are equal. 2. 因自发过程是不可逆过程，所以不可逆过程可自发进行。3. 你在空气比定压热容测定实验中测定了比热仪入口空气的表压力，它会随着大气压力的变化而变化。 4. 要使工质升温只能通过加热过程实现。5. 卡诺定理可以表述为: 一切循环的热效率不可能大于可逆循环的热效率。 6. 理想气体的比焓、比热力学能、比热容都只是温度的单值函数。7.任意过程中系统和外界交换的热量都可以表示为。8.点燃式内燃机的压缩比越高越好。9. 在空气压缩制冷系统中采用回热可以使制冷系数提高。10. 湿空气压力一定时，只要含湿量相等，其水蒸气分压力必相等。三、简答题（每题6分，共30分） 1. 试说明t1，t1和t1这三个热效率公式各适用于什么情况，其中分别表示高、低温热源温度，工质平均吸热温度与平均放热温度。2. 湿空气进行了一个先加热后绝热加湿的过程，试在湿空气的h-d图上表示出该过程，并说明绝热加湿过程中湿空气的含湿量、相对湿度、比焓、温度是如何变化的。3. 在压缩比一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是怎样的？试利用T-s图进行分析。4. 环境压力0.1MPa下1m3刚性真空容器所包含的空间内热力学能及火用值分别是多少？5. Draw the T-s diagram of vapor-compression refrigeration cycle with a gas-liquid separator, and point out the equipment name in each process. 四、计算题（3道题，共50分 ）1.（10分）空气可逆绝热流过一个喷管，进入背压0.1MPa的空间，已知空气入口参数为、，问应采用什么形式的喷管？并求喷管出口流速及出口温度。空气k = 1.4，cp=1.004kJ/(kg.K) 2.（15分）水蒸气在过热器中由初始状态1的p16MPa、x10.98定压吸热，变化为500的过热蒸汽状态2，画出 h-s 图，并求1kg水蒸气在过热器中吸收的热量。已知：当p6MPa时，h1213.3kJ/kg，h2783.82kJ/kg；当p6MPa、t500时，h3420.6 kJ/kg。3.（25分）An steady flow rotary compressor receives air at 0.1MPa and 27, which it compresses to 0.6MPa with an adiabatic efficiency of 0.85. Based on surroundings at 27, determine (a) the final temperature, (b) the specific entropy change and specific availability change between inlet state and outlet state, (c) the necessary specific work input to the compressor , (d) the irreversibility （the entropy production and exergy destroyed）.（Treat the air as an ideal gas, with the specific heat at constant pressure, cp=1.004kJ/(kg.K), and the ratio of specific heats k=1.4.）吉林大学汽车工程学院本科课程考试参考答案与评分标准考试课程：工程热力学 A 学年学期：2013-2014-1试卷类型：A卷 考试时间：2014-1-8 一、选择题（每小题1分，共10分，把答案添到表格中）小题12345678910总分答案 DCABACDABB1. The range of polytropic exponent n in an actual polytropic compression process is （ D ）A：（-，0） B：0，1 C：1，k D：（1，k） E：k，+2. 房间中的空气被真空泵吸入喷管，若要求喷管出口达到超音速，你应选择（ C ）A：渐缩喷管 B：渐放喷管 C：缩放喷管 D：三种均可3. 0.1Mpa、120的水蒸气是（ A ） A: 过热蒸汽 B：干饱和蒸汽 C：湿饱和蒸汽 D：无法确定4. 在稳定状态稳定流动过程中，所选确定空间中物质的 （ B ） A: 熵值增加 B：熵值不变 C: 熵值减小 D: 熵值不定 5. 为使压缩过程耗功最小，应使压缩机的压缩过程尽可能接近（ A ） A：定温过程 B：多变过程 C：定熵过程 D：绝热过程6.下面不可能看成可逆过程的是（ C ） A：吸热过程 B：压缩过程 C：节流过程 D：绝热膨胀过程7. 系统经不可逆过程，一定使（D）A：系统的火用值不变 B：系统的火用值增加 C：系统的火用值减少 D：火用损大于零8. 在p-v图上，任意一个正向循环其（ A ） A：压缩功小于膨胀功 B：压缩功等于膨胀功C：压缩功大于膨胀功 D：压缩功与膨胀功二者关系不定9. 下列可提高朗肯循环热效率的措施为（ B ）A：提高锅炉给水温度 B：提高锅炉给水压力C：提高汽轮机乏汽压力 D：提高汽轮机乏汽干度10. 四冲程汽油机对应的理想循环为（ B ）A: 混合加热循环 B: 定容加热循环 C: 定压加热循环 D: 布雷顿循环 二、是非判断题（每小题1分，共10道小题，共10分，对的画“”，错的画“”）小题12345678910总分答案 1. The enthalpy values before and after throttling are equal. （）2. 因自发过程是不可逆过程，所以不可逆过程可自发进行。（）3. 你在空气比定压热容测定实验中测定了比热仪入口空气的表压力，它会随着大气压力的变化而变化。（） 4. 要使工质升温只能通过加热过程实现。（）5. 卡诺定理可以表述为: 一切循环的热效率不可能大于可逆循环的热效率。（） 6. 理想气体的比焓、比热力学能、比热容都只是温度的单值函数。（ ）7.任意过程中系统和外界交换的热量都可以表示为。（）8.点燃式内燃机的压缩比越高越好。（）9. 在空气压缩制冷系统中采用回热可以使制冷系数提高。（ ）10. 湿空气压力一定时，只要含湿量相等，其水蒸气分压力必相等。（ ）三、简答题（每题6分，共30分） 1. 试说明t1、t1和t1 这三个热效率公式各适用于什么情况，其中 分别表示高、低温热源温度，工质平均吸热温度与平均放热温度。答: t1与t1适合任何热机，可逆与不可逆循环均可。t1只适用于两恒温热源间工作的可逆热机循环.2. 湿空气进行了一个先加热后绝热加湿的过程，试在湿空气的h-d图上表示出该过程，并说明绝热加湿过程中湿空气的含湿量、相对湿度、比焓、温度是如何变化的。答： 绝热加湿过程中湿空气的含湿量增加、相对湿度增加、比焓不变、温度降低。3. 在压缩比一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是怎样的？试利用T-s图进行分析。答：在压缩比一定时，这三种理想循环的热效率的大小关系是： 如图， 相同，且 则 4. 环境压力0.1MPa下1m3刚性真空容器所包含的空间内热力学能及火用值分别是多少？答：热力学能为零，；火用值5. Draw the T-s diagram of vapor-compression refrigeration cycle with a gas-liquid separator, and point out the equipment name in each process. 12， compressor23， condenser；34， throttling set (expansion valve or capillary tube);41， n evaporator.四、计算题（3道题，共50分 ）1.（10分）空气可逆绝热流过一个喷管，进入背压0.1MPa的空间，已知空气入口参数为、，问应采用什么形式的喷管？并求喷管出口流速及出口温度。空气k = 1.4，cp=1.004kJ/(kg.K)解: 入口可看成滞止状态。对空气，双原子气体，可逆绝热流动时 0.528则 采用缩放喷管 （4分）出口压力 出口温度 （3分）出口流速 （3分） 2. （15分） 水蒸气在过热器中由初始状态1的p16MPa、x10.98定压吸热，变化为500的过热蒸汽状态2，画出h-s图，并求1kg水蒸气在过热器中吸收的热量。已知：当p6MPa时，h1213.3kJ/kg； h2783.82kJ/kg；当p6MPa、t500时，h3420.6 kJ/kg解 h-s图 （5分）当p16MPa、x10.98时，可计算得到初始的焓值为 h1x1h+(1x1)h 0.982783.82+0.021213.32752.4 kJ/kg （5分）当 p26MPa、t2500时，h23420.6 kJ/kg由热力学第一定律，可得出过热器中水蒸气定压吸收的热量为q12h2h13420.6 2752.4 668.2 kJ/kg （ 5分）3. （25分）An steady flow rotary compressor receives air at 0.1MPa and 27, which it compresses to 0.6MPa with an adiabatic efficiency of 0.85. Based on surroundings at 27, determine (a) the final temperature, (b) the specific entropy change and specific availability change between inlet state and outlet state, (c) the necessary specific work input to the compressor , (d) the irreversibility （the entropy production and exergy destroyed）.（Treat the air as an ideal gas, with the specific heat at constant pressure, cp=1.004kJ/(kg.K), and the ratio of specific heats, k=1.4.）Solution: kJ/(kg.K)(a) The final temperature of isentropic compression is Adiabatic efficiency 0.85The final temperature of irreversible adiabati