工程热力学试题答案

1、（C）部分或全部水变成水蒸汽（D）不能确定北京信息科技大学20082009学年第1学期工程热力学课程期末考试试卷答案授课系别：机电工程学院适用班级：车 0601-车0602 考试形式：闭卷班级：姓名：学号:题号-一-二二三四五六七总分得分、判断题（正确V,错误人每题1分，共15 分）1、 闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（x ）2、 容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（X ）3、对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统:进行分析，其结果与所取系统的形式无关。(V)4、工质经过不可逆过程的熵变必然等于经历可逆过程的熵变。(X)5、对于过热水蒸气，干度X 1

2、 。(X)6、系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下，不考虑外力场作用，宏观热力性质不随时间而变化的状态。(V)7、工质经历一可逆循环，其/d s =0,而工质经历一不可逆循环，其/d s> 0。(X)8、任何动力循环，循环净功w0总等于循环净热量 q0,即总有w0= q0。(V)9、稳定流动系统进出口工质的状态相同。(X)10、不可能从单一热源取热使之完全变为功。(X)11、通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数。(X)12、理想气体的热力学能、焓和熵不仅仅是温度的单值函数。(V)13、处于平衡状态的热力系， 各处应具有均匀一致的温度和压力。(V)14、水蒸气在定温过程

3、中 q w。(X)15、理想气体绝热节流后温度不变。(V)二、选择题（将正确答案对应的字母填入括弧中，每题1分，共15分）1、系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（A ）。（A）系统的初、终态；（B）系统所经历的过程；（C）（A ）和（B）;（D）系统的熵变。2、 不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（A ）。（A）全部水变成水蒸汽（B）部分水变成水蒸汽3、工质熵减少的过程（B ）（A）不能进行（B）可以进行（C）必须伴随自发过程才能进行4、闭口系统功的计算式 W = Ul U2 （ A ）（A）适用于可逆与不可逆的绝热过程。（B）只适用于绝热自由膨胀过程。（C

4、）只适用于理想气体的绝热过程。（D）只适用于可逆绝热过程。5、 下面那个过程是可逆过程。（C ）（A ） 可以从终态回复到初态的(B)没有摩擦的（C） 没有摩擦的准静态过程(D)没有温差的6、不可逆循环的熵产必然是（ B ）。A、等于零B、大于零C、小于零7、 确定湿蒸汽状态的一组参数是_C _（A）p、T; （B） V , v" （ C）T,X （D）上述三者之8、 同一地点，普通锅中的开水与高压锅中的开水（D ）（A）温度相同，压力不同；（B ）压力相同，温度不同（C）压力相同，温度相同；（D）压力不同，温度不同9、在所列的压力中哪个不是状态参数（ B、C ）。A、绝对压力B、分

5、压力C、表压力10、功损来自于（C ）。A、不等温传热B、物质交换C、运动摩擦11、不可逆损失来源于（ A、B、C）。A、运动摩擦B、不等温传热C、任何耗散效应12、干度x的取值可以是（A、C ） oA、x =1B、x >1C、x <113、 卡诺热机效率比实际热机效率（C ）oA、小B、二者相等C、大14、制冷系数£可以是（A、B、C ） oA、大于1B、等于1C、小于115、供热系数Z可以是（A、B、C ）oA、大于1B、等于1C、小于1三、简单计算：（每题10分，共30分）B上A上的读数（一）某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力表，如下图所示。压力

6、表及容器两部分内空气的绝对压力。的读数为75kPa,压力表C上的读数为0.11MPa。如果大气压力为 97kPa,试确定压力表12(10 分)©解：P1=Pc+Pb=0.11MPa+0.097MPa=0.207MPaPi=Pb+P2P2=PA+Pb（二）系统经一热力过程，放热8kJ，对外作功26 kJ。为使其返回原状态，对系统加热6 kJ，问需对系统作功多少？解：根据能量方程有QiU i WiQ2U 2 W2Q U1 U2Q1 W W2 Q2W2 Q1 Q2 WV2 Qi Q28 6 2628 (kJ)（三）请画出朗肯循环的p-v图、T-s图和h-s图并推导朗肯循环的热效率。解：p-

7、v图、T-s图和h-s图如下:汽轮机作功：ws,1 2hi h2凝汽器中的定压放热量：q?h? 人3水泵绝热压缩耗功：ws 3 4hg锅炉中的定压吸热量：qhi h4WnetWs,i 2Ws,3 4tqiqi泵功一般很小，占 0.81%，忽略泵功所以，朗肯循环的热效率为：t °hi h3四、证明题：（i0分）有二物体质量相同，均为 m;比热容相同，均为cp （比热容为定值，不随温度变化） 为TA, B物体初温为TB（TA> TB）。用它们作为热源和冷源，使可逆热机工作于其间，直至 度相等为止。试证明： 二物体最后达到的平衡温度为。A物体初温.物体温证明Tm可由计算熵增办法证明。

8、 将热源TA、冷源Tb和热机考虑为一个孤立系,因整个过程是可逆的，因此S弧0P2= Pi-PB=0.207-0.075=0.132MPaPa= P2-Pb=0.132-0.097=0.035MPaSaSbS热机qaQB/m -mTTTm dTmCpTa TmCp t；mCp,Tm ln -mCp In :s弧TbTBTmTadTTa所以五、综合应用题：（每题15分，共30分）（一）某热机在每个循环中从T1=600K的高温热源吸收 Q1=419kJ的热量和可逆地向 T2=300K的低温热源假设分别排出Q2=209.5kJ ; （2） Q2=314.25kJ ; （3） Q2=104.75kJ热量

9、，请分别利用卡诺定理、孤立系统熵增原理、克劳休斯积分不等式计算证明，在这三种情况中，哪个是不可逆的、哪T0=300K ( 20个是可逆的和哪个是不可能的？并对不可逆循环计算出其不可逆损失，大气环境温度 分）1 采用孤立系统熵增原理证明(1)S)孤Q1Q2419209.5T1T2600300Q1Q2419314.25T1T2600300Q1Q2419104.750，可逆S)孤S)孤T2600300S)孤0.3492 kJ/K 0，不可逆0，不可能T°(3000.3492104.76kJ2 采用卡诺定理证明T2T1Q2Q1Q2Q1Q2Q1(1)tc3006000.5遊0.5419341.

10、25419104.75419tc0.750.25可逆0.250.75tc，不可逆tc,不可能104.7&J3 采用克劳修斯积分计算证明“、Q1Q2 419209.5(1) _T,T2600300Q1Q2419314.25十一0.3492kJ/K0,不可逆T1T2600300Q1Q2419104.75十0 ,不可能T2600300（4） L 104.7&J（二）已知活塞式内燃机定容加热循环的进气参数为pi=0.1 MPa、11=50 C,压缩比 6，加入的热量qi=750 kJ/kg。试求循环的最高温度、最高压力、压升比、循环的净功和理论热效率。认为工质是空气并按定比热容理想气体计算。解活塞式内燃机定容加热循环的图示见a)、b）图示(a)(b)1.4，理论热效率由（6-5）式得:t,v:11151.16%6 .循环净功W0q1 ? tv7500.5116387.7kJ/kg最高温度T3须先求出T2，2过程是等熵过程，由（3-89）式得T2T1 V2(273.15T2)50)6661.71K因为q1q1vC