工程热力学期末试题及答案

E500个E500个工程热力学期末试卷建筑环境与设工程专业适用班级

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成绩一、简答题每小题5分，共40分1。热力过程？逆过程的主要特征是什么答:热力统一平态另个平态,称热过逆程主特是动程行的差无小即静,且耗。2。为的热源热机质放出的热量设环温度为30°C,试问这部(yong)？：

2731515

303。3.两温）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源吸热量向低温热源放出热量,证：由温热源、低温源、热机和功源四子系统成的孤立系统熵增的变eq\o\ac(△,熵)

iso

0证明四个系统成的立系熵增为（1）

W对热循环系统：

R

1分

2T

1分根据诺定及推：分1则：分iso4.刚性绝热容器中间用板分为两分中有高压空B保持真空，如右图所示若将隔板去分析器中空气状参数TP、u、、v）如

A

板B变化并简什么。答：uT变，P减小,v增大,s增大.

自由膨胀第页共6页称元力，元方成称元力，元方成为的;若组态写iRq5。开口系能量方程一般达式出发，证明绝热节流过程中节流前后工质的焓值不变热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位的变化可忽略不计）答：开口系一般能量方程表达式为绝热节流过程是稳态稳流过程,因此有如简化条件，则上式可以简化:根质守恒有代能方程有6.么是理想合中某给出第组元的。答在混合气体的温度之下，当组元单独占有整个混合气体的容（中容积）时对容器壁面所形成的压力，组压则该状可。7。温热源的温愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否愈大,有利?证明你的结论。答：否温愈大，卡诺制冷机的冷系数愈小，耗功越大2分）证：

，当，，

R

q即同样2（明得到收益相)温大需耗费多外界用功，系数（）8。控制量由初状态A别经逆与可温吸过到达态B，若两程热度为

。证系统在逆过吸收热量多对外做膨功大。r第页共6页答：经可逆或不逆定温程后，题给两情况下程的初终状态同，因系统的变相同由系统的熵程

f

对于可逆过程其熵产为零，故热熵流将大于不可逆过程可可逆过的热量大于不可逆过程;（3分)由热力第一律，

,因过程的初、状态同，热力学能变化相同故可与不逆两种情相比可逆程的过程功亦较大分）二、图每小题5，共10分1.

试给参数坐标图上定性过述程，分过程指n什（图中请标明四个基本线:1）缩升、吸过程2)温、吸热的过。p

T1

1v

sp

(1)

=0=1(2)=

T

(1)=

=0=1(2)

答:(1)

；（2）

评分:四条基本线（2）条曲（分)取值1分)第页共6页学量变化V2212122122122•••学量变化V2212122122122•••2.图所示－s图上理想气体任意可逆过程2热如何表示热力学变化量化量何表？若过程－2是不可逆，上各量否相？（写出明的图方）答可逆过量为面积1-mk—1力化积-1焓为g-2。对不可逆过，热量无法示热力学和焓化量同T

2

2

2pT=const

1s

k

g

s三、计算:(共50分）1。机在95kPa、℃的状态稳定地340m/min的容积流率吸入空，进口处的空气流速可以忽略计;气机排口的截面积为025，排出的压缩空气的参数为200120℃。压气机的散热量为60kJ/min。已知空气的气体常数。K)，定容c=0kJ/(kgK求压机所消的率分）解：以压气中气为研对其定工的能为••ch

••gz)mh)2即Whsh

•c•gz)2gz)2

（a)其：

6060

3

(J/s)m

pV1RTg

3()27325)c/s1第页共6页••g22•氮气体常数kg·K）过程中可vABABgg••g22•氮气体常数kg·K）过程中可vABABggm273120c141(m/s)ApA.22221202595380.(J/21p将上数据入式（a),可得压气机所消耗功为：..0sh

1412

2

)

5

(J/s)2。环境中有一容，A侧有kg气,压为0.07MPa，温度为67℃；B有kg氮气,压为1度为℃和壁面N均为透热壁面，它之间用管道和阀门相见图现打开门氮由B2流向A。气视为气=297（，67℃的平均定容比热容=742kJ/（，若力平衡时器中气体度为=℃，试求：⑴平衡时终压力；⑵吸热量Q;⑶气体的熵变18分解:⑴容器AB积为

N8kg℃AB

mTAgA1A1mRB1B1

297340.07297290.1

8851m.8904m

（4分）取A+B中的气为统（CM，m=m=2VV=2。+6。=9。7755m（2分）终态气体力

mR2

103139.7755

.MPa

（2)⑵按题给系不对外作功有mcT(mTv2vAA1

B

)742.7422290)23222226原在中的气变2分）

（5分）

A

(clnAp

T22)039lnTPAA

27340273

.297ln

009510

)3540在中的氮变(2分）

(clnBB

T22TBB

)1039ln

27340273

297ln

009510.

)的熵变

AB

35407538.

（1）3.将100为℃水与200kg温度为℃的水在绝热容器中混合定容器内壁与水之间也第页共6页22取c4.187

，环温度为℃。求混合过程导致的可能损失？（分解熔研,由其能量方程可得1

2

1

2

)可得T

T1