矿大工程热力学套题答案解析

矿大工程热力学套题答案解析

套题1参考答案一、填空题（每题2分，共10分）1、一切定压2、准平衡过程无内部耗散3、增大、减小4、75%75%5、zRTpv=实际气体的比容二、是非题（每题1分，共10分）（对者√，错者×）1、√2、×3、×4、×5、×6、√7、√8、√9、√10、×三、简答及作图题（每题5分，共25分）1、答：不可逆过程相应外界的熵变化量大。原因如下：不可逆时：0''>?+?=?sursysisoSSS可逆时：0=?+?=?sursysisoSSS因系统可逆与不可逆时，初、终态相同，则syssysSS'?=?，于是syssysSS'?<?2、答：未饱和空气干球温度t>湿球温度tw>露点温度tdp饱和空气干球温度t=湿球温度tw=露点温度tdpTs3、答：4、答:应采用渐扩喷管，主要原因如下：由截面面积和流速变化关系式：cdcMfdf)1(2-=对于超音速1>M，因此欲加速超音速即0>dc，知必须0>df，故要选择渐扩喷管5、答1—2压缩机2—3冷凝器3—4节流阀4—1蒸发器制冷量41hhq-=，制冷系数1241hhhh--=ε四、计算题（共40分）1、解：TS根据热力学第一定律解析式：WUQ+?=分别计算。1390121212=-=?WQU395121212=?-=UQW1000121212-=-=?WQU因为：?=0dU所以：KJUUUU5)(34231241=?+?+?-=?故：KJW541-=因为循环中0390>==??KJQWδδ，所以该循环为正循环。2、解：1）若过程为可逆的，则：由绝热过程方程式：kVVPP)(2112=得：bar89.12=P12112)(-=kVVTT得：KT2582=膨胀功为1.59])589.1(1[4.0340287.0)1(14.14.01121=-?=--=-kkppkRTwKW熵变：因为为可逆绝热过程0=?S内能：1.59-=-=?WUKW焓变：7.82-=??=?UkHKW2）过程进行绝热真空自由膨胀为，为不可逆过程则由第一定律：WUQ+?=0=W0=?U所以：KTT34021==所以2112VVpp=5.255.02=?=pbar由于21TT=所以0=?H熵变2.012ln287.0ln21=?==?ppRSKJ/kg.K3、答：a）由表中可查得：45℃时的饱和压力为582.9=spKPa则相对湿度为%70湿空气中水蒸气的分压7074.6%70582.9=?=vpKPa则露点温度为dpt624.6991.6624.67074.6383938--=--dpt求得露点温度为:227.38=dptb)由于35℃低于露点，因此定压冷却后为饱和状态相对湿度为100%，分压力即35℃对应的饱和压力5.622KPa。4、答：这是喷管的校核计算问题因为528.0375.045.110<===ppppbb则喷管出口压力112.24528.02=?==crppMPaKppTTkk6.466528.05604.14.011212=?==-smTTccp/1.433)(2212=-=kgmpRTv/06341.010112.26.466287.023222=??==skgvfcq/74.5806341.01.43310864222=??==-5、解：1）用卡诺定理证明由卡诺定理工作在1T和2T之间的热机最大热效率为=-=-=4002501112TTcη37.5%热机实际效率为：cQWηη>===%7.681047503600*201所以，此热机不可能造成2）用克劳修斯定理证明热机对低温热源放出的热量为kJWQQ327503600*2010475012=-=-=则0130250327504001047502211>=-=-=?TQTQTQδ所以不可能3）用孤立系统熵增原理证明套题3参考答案?.填空题(共10分，每空1分)1.?pdv,?-vdp2.25℃,20℃,18℃3.不变,减小,减少4.任何热力5.30Ⅱ.判断题（10分，每题1分）1.√2.√3.X4.√5.X6.X7.X8.√9.X10.XⅢ.简答题（30分，每题6分）1.答:相同点:1)都通过系统边界传递。2)均为过程量，非状态量。3)不仅和系统初终状态有关，而且和初态变化到终态的路径有关。不同点:1)驱动力:功(力);热(温差)2)体现参数:功(体积);热(熵)3)品质:功(高品质有序能);热(低品质无序能)功可完全转变为热量。反之，不能完全。2.答:v3.答:4.答:由于曲线12下面面积大于曲线1a2下面面积,所以：2112aWW>.H为状态参数，故2112aΔHH=?由第一定律WUQ+?=,故2112aQQ>.5.答:两热机效率相同.由卡诺定理知：同样热源间工作的可逆热机效率均相等。Ⅳ.计算题（共50分1.解:TSab1)111TRvpg=111pTRvg=63105.8117310287.0???==kgm/04.03222TRvpg=222vTRpg=MPa11.027.149010287.03=??=12112)(-=nvvTT252.11)27.1/04.0ln()1173/490ln(1)/ln()/ln(2112=+=+=vvTTn2)kgkJTRcTcugpv/4.490)1173490()287.0005.1()(-=-?-=?-=?=?kgkJTchp/415.686)1173490(005.1-=-?=?=?=--?=--=-))5.811.0(1(1252.11173287.0))(1(1252.1252.01121nngppnTRw779kJ/kgkgkJTcnknqv/288)1173490(718.01252.14.1252.11=-??--=?--=OrkgkJwuq/6.2887794.490=+-=+?=04.027.1ln287.01173490ln718.0lnln1212?+?=+=?vvRTTcsgvkkgkJ./36.099.063.0=+-=2.解:1)临界压力：3168.06.0528.0528.01=?==ppcr由于bcrpp>,因此应选择缩放喷管。2)MPappb2.02==kkppTT11212)(-=KTppTkk438600)6.02.0()(4.14.0