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文档简介

1、.工程热力学参考试题及答案5一选择题(10分)1“不可能从单一热源取热,使之完全变为有用功而不引起其它变化”是 的表述。ba热力学第一定律 b热力学第二定律的开尔文说法c热力学第二定律的克劳休斯说法 d热力学第三定律2郎肯循环中汽轮机排出的湿蒸汽在凝汽器中的放热是 过程。da压力、温度都降低 b定压但温度降低c定温但压力降低 d既定压又定温3某刚性绝热容器内充有水和水蒸气混合物,它们的温度与压力分别相等且不随时间变化,则判断此系统处于 状态。ca均匀 b平衡且均匀c平衡但且不均匀 d不平衡但均匀4下列说法正确的是: 。ca气体吸热后一定膨胀,内能一定增加 b气体膨胀时一定对外做功c气体压缩时不

2、一定消耗功 d气体对外做功,内能一定减少5定量理想气体经过任意两个过程a-b和a-c,如图所示。若b、c在同一条等温线上,则和的关系为 。ba bc d无法比较二判断题(10分)1一切可逆热机的热效率都相等。()2熵产大于零的过程必为不可逆过程。()3自发过程的反过程无法进行。()4定压过程热量不仅适用于理想气体,还适用于实际气体。()5绝热节流前后,系统焓值不变。()三简答、分析题(30分)1.(7分)在炎热的夏天,有人试图用关闭厨房的门窗和打开电冰箱门的办法使厨房降温。请问这种方法有效吗?为什么?解:使用此种方法降温,开始时会感觉到凉爽,但过一段时间后这种效果逐渐消失,甚至会感到更热。现以

3、厨房为一闭口系统进行分析,厨房可近似为一绝热系统,即q=0;由热力学第一定律得到:q=u+w;所以u=-w。w0,空气为理想气体,而理想气体热力学能是温度的单值函数,故室内空气温度t上升。2.(8分)将等温、等压、等容、等熵过程表示在p-v图和t-s图上,并将满足下列要求的理想气体多变过程也表示在p-v图和t-s图上。(1)工质升压、升温且放热过程;(2)工质膨胀、降温且放热过程。解:具体如下图所示(1)1-2过程;(2)1-3过程。3.(7分)某专利申请书提出一种热机:它从167的热源接受热量,向7冷源排热,热机每接受1000kj热量,能发出0.12kw.h的电力。请问:判定此种热机可以实现

4、吗?并阐述判定依据。解:(1)从申请是否违反自然界普遍规律着手:wnet=0.123600=432kjq1=1000kj即此专利申请热机并不违反热力学第一定律。(2)根据卡诺定理,两个恒温热源之间,卡诺机的热效率最高:此热机效率大于可逆热机效率,所以此热机是不可能实现的。4.(8分)在lnp-h图和t-s图上画出蒸气压缩制冷循环(如下图所示)的循环曲线图,并分析制冷工质在各个部件中的热力过程和状态变化。解:lnp-h图和t-s图如下所示:1-2:绝热压缩过程,此过程中,制冷剂由低温、低压饱和蒸气变为高温、高压过热蒸气;2-3:定压放热过程,此过程中,制冷剂由高温、高压过热蒸气冷却至高温高压饱和

5、液体;4-5:绝热节流过程,此过程中,制冷剂由高温高压饱和液体变为饱和湿蒸汽气状态;5-1:定压吸热过程,此过程中,制冷剂由饱和低温、低压湿蒸汽状态变为低温低压饱和气体。四计算题(50分)1.(15分)闭口系统从状态1沿1-2-3途径到状态3,传递给外界的热量为47.5kj,而系统对外做功为30kj,如图所示。试求:(1)若沿1-4-3途径变化时,系统对外做功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,外界对系统做功6kj,求该过程中系统与外界传递的热量;(3)若u2=175kj,u3=87.5kj,球求过程2-3传递的热量及状态1的热力学能。 解:对

6、途径1-2-3,由闭口系统能量方程得:u123=u3-u1=q123-w123=-47.5-30=-77.5kj(1)对途径1-4-3,由闭口系能量方程得:q143=u143+w143=u123+ w143=-77.5+15=-62.5kj(2)对途径3-1可得:q31=u31+w31=-u123+ w31=77.5+(-6)71.5kj(3)途径2-3为等容过程,所以w23=0则q23=u23+w23=u3-u2=87.5-175=-87.5kju1=u3-u123=87.5-(-77.5)=165kj2.(20分)0.5kmol某种单原子理想气体,由25,2m3可逆绝热膨胀到0.1mpa,然后在此状态的温度下等温可逆压缩回到2m3。定容摩尔比热容取定值,且=,定熵指数,摩尔气体常数。(1)画出各过程的p-v图和t-s图;(2)计算整个过程的q,w,u,h及s。解:(1)(2)先求各状态的参数:理想气体等温过程系统传递热量等于容积变化功,且绝热过程传递热量为零。即系统完成1-2-3过程后,向外放热。由热力学第一定律得:3.(15分)储气罐原有气体,输气管内气体状态不变,且输气管内气体焓值为,经t时间向储气罐充气后,关闭充气阀。此时储气罐中气体质量为。求:储气罐中气体内能解:取储气罐为系统,此系统为一开口系,由开口系统能量方程式得出:忽略气体动位能变化,并

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