09工程热力学试卷2010答案

1、PAGE 20102011学年第1学期期末试卷答案课程名称： 工程热力学 任课教师： 丁水汀、尹幸愉 班 级：390411-5、391311-41 级： 330401 北京航空航天大学、单选题（40分，每题2分）1定容比热与定压比热 B 。A 表示比体积一定时比焓随温度的变化率或压力一定时比内能随温度的变化率 B 是状态函数C 表示升高单位温度系统内能或总焓的增量 D 是过程量 2对闭口系任意微元过程, 若系统的熵变小于零, 则_D_。A 该过程可逆 B 该过程不可逆 C 必为吸热过程 D 必为放热过程 3多热源循环热机的效率可以表示为_ B _。A B C D （下标“1”表示高温，“2”表

2、示低温，上标“”表示平均温度，“net”表示循环）4理想气体等熵过程的技术功和气体常数的关系为 _ A _ 。A B C D 5循环增温比一定时的定压加热循环（Brayton）中， _ D _。A 增压比取最小值时，循环功最大 B 增压比取最大值时，循环功最大C 增压比取最小值时，循环功大于零 D 增压比在最小与最大增压比之间时，循环功最大6对于孤立系，错误的表述是 D 。A. 熵产等于熵变 B 熵流等于零 C 熵变必大于零 D 熵变小于零7可逆过程是指_ C _。A 不平衡势差无限小的过程 B 系统可恢复原状的过程C 无耗散的准平衡过程 D 耗功最大的过程8理想气体的比热比 _ A _。A

3、是温度的函数 B 与温度无关 C 在等熵过程中为常量 D 以上选择都不对9适用于_ C _ 。A 定压过程 B 准平衡过程 C 理想气体无耗散的准平衡过程 D 理想气体的定压过程10湿空气 C 。A 中的干空气必须视为混合物 B 不可视为理想气体混合物C 中的干空气和水蒸汽的状态由分压定律确定 D 中的水蒸汽不能视为理想气体11在理想气体温熵图上，等压线_B_。A. 的斜率为 B 比等容线平缓 C 比等容线陡 D 的斜率为 12. 系统经历任意一个循环(不论可逆与否), 其熵变_ C _。A 永远大于零 B 永远小于零 C 永远等于零 D 不一定13空气的平均分子量为28.97, 定容比热 =

4、717 J/(kg.K), 其定压比热为_ D _ J/(kg.K)。A. 287 B 0.287 C 1.004 D 100414.、热力学能 (Ex,U) B 。A 是过程量 B 是状态量 C 的基准点可任选 D. 可正可负15相同初终态参数条件下，不可逆过程的 B 。A 熵变一定大于可逆过程的熵变 B 内能差一定等于可逆过程的内能差C 熵变一定小于可逆过程的熵变 D 内能差一定小于可逆过程的内能差16一理想气体在一容器内作绝热自由膨胀, 该气体的焓_C_。A 增大 B 减小 C 不变 D 呈对数增长17含湿量 D 。A 与干空气质量成正比 B 可表示为任两个强度参数的函数 C 是以湿空气

5、质量为基准的比参数 D 反映空气中水蒸气绝对含量的大小18湿空气的状态可以由 A 确定。A 3个强度参数 B 比焓与相对湿度 C 水蒸气分压与干球温度 D 总压和露点温度19热力学温标 D 。A 有两个基准点 B 与摄氏温标有相同的零点C 在任意温度下与理想气体温标相同 D 在水的三相点无量测误差20与实际气体比较，理想气体的最大两个特点是 A 。A 分子不占体积和分子间无作用力 B 分子占有体积和压缩因子等1C 压缩因子等于1和分子间有作用力 D 以上选择都不对二、作图题（15分）1（10分）定性地画出具有回热的燃气轮机装置示意图。并在p-v图上定性地画出各个不同的热力过程，并说明这些过程各

6、在哪个部件内完成的，其特点是什么？气轮机压气机燃烧室回热器vp回热器（等压吸热）回热器（等压放热）气轮机（等熵膨胀）压气机（等熵压缩）燃烧室（等压燃烧）2（5分）在p-v图上表示每公斤理想气体由状态1等容可逆吸热到状态2时热量的大小。并说明为什么。v eq oac(,V) eq oac(,T) eq oac(,S)阴影面积三、简述题（15分）1（10分）试说明在Brayton循环（布雷顿定压加热循环）中提高循环效率的途径。答：Brayton循环的热效率仅随增压比的升高而升高，当增温比一定时增压比存在一最大值，此时当增压比从最小（等于1）变到最大时，循环功并非单调增，而是在增压比最小与最大值间存

7、在一最佳增压比，此时循环功最大。所以最佳增压比是实用的最大增压比。最佳增压比又随增温比增大而增大，所以提高增温比是提高循环效率的有效途径。因压气机进口温度受大气环境限制，提高增温比实际就是提高气轮机进口温度。2（5分）给出“热”和“功”的定义，并分析其异同。 答：热量是过程量，是体系与体系之间或体系与环境之间通过温差传递的能量，是通过的微粒无序运动发生相互作用而传递的能量。功也是过程量，是体系与体系之间或体系与环境之间通过边界传递的能量，其全部效果可表现为举起重物，是通过有序宏观运动发生相互作用传递的能量四、计算题（30分）1. （20分）一公斤空气, 其压力为5bar, 温度为15. 定压将

8、其加热到200, 然后绝热膨胀至温度为100, 再定容冷却到15, 最后定温压缩到初始态. 假设所有过程均为闭口系可逆过程, 且视空气为比热为常数的理想气体. 空气的比热比k=1.4, 气体常数R=287J/kgK. 求: 1) 定性作出该循环的p-v图和T-S图, 并标明方向.2) 该循环的循环功3) 该循环的热效率 eq oac(,S) eq oac(,P) eq oac(,V) eq oac(,T)vp eq oac(,P) eq oac(,V) eq oac(,T)sT eq oac(,S) 解法1： 解法2： 热冷环境T0温泉T1冷库Tc 2 . （10分） 现欲设计一个冷库，制冷机从冷库吸取热量（制冷量）向环境放出热量。由于没有现成的电力系统给制冷机组提供动力，经过考察，发