2010前工热工程热力学整合版

期中考试习题 期末考试习题 2001.1工程热力学期末.......................................................................................... 2004.1工程热力学期末.......................................................................................... 2005.1工程热力学期末及答 2006.1工程热力学及答 2008.1工程热力学期末.......................................................................................... 2/一、

——by机61学二、复体思路理解的基础上掌握重点概念、、图像熟悉典型计算的一般方法三、第一章：状态参数（变化与路径无关，全微分第二章：第三理想气体多变过程的P-v及t-s图理想气体和实际气体熵变的区别。第四 （T—S图的平均温度法 火用的概念及其计算（基本了解即可——by机61学活塞式内燃机循环：（特点、计算、比较燃气轮机循环：理想循环和实际循环计算和比提高热效率的：回热、间冷+回热、再热+回热1235会查出水蒸气的基本热力过程在p-T、T-s、h-s图上的表示，会计算q、注意与理想气体比较，哪些可用、哪些不能用熟悉循环图示与计循环与循蒸汽参数对循环热效率的影空气压缩制冷，分析、计算、蒸汽压缩制冷，分析、压缩式热泵循环，与制冷原理相同，会第九章成分描分压定律和分容积定混合物参数计算（混合熵增了解s,u,h,f,g,cp,cv,cp-cv与状态方程的关知道焦汤系数的定义与了解各状态方程的特点，适用基本概念，各概念的条件（热效应，热值，标准生成焓，化Ex，平衡判据，自发反应方向一般了解热力学第三定二、勃雷登循环采用回热的条件是什么？一旦可以采用回热为什么总提高燃气轮机循环效率的方法有那些人们的重视？为什么柴油机的效率普遍高于汽油机影响活塞式发动机热效率高低的最主要的因素是什么有没有零度以下的液态水和气态水存在循环效率比同温限下其他循环效率高，为什么蒸汽动力循环采用循环方案提高循环热效率的方法有哪些总结蒸汽参数对循环的影响，各有何利空气压缩制冷和蒸汽压缩制冷各有何优缺点蒸汽压缩制冷循环中为什么要用节流阀代替膨胀机吸收式制冷循环相比于蒸汽压缩制冷循环有何优点试从能量利用的角度，简要说明热泵供暖与电加热器取暖的优理想混合气体的（cp-cv）是否仍遵循迈耶火炉上放一壶水，目的何在？等吗？为什么？对定量的湿空气惊醒定压加热，是水蒸气分压、温度、相对湿度、含湿量、熵和焓的变化。压缩因子的定义和意义是什么体的比容。试说明反应热、热效应、热值三者的区别和联系物质的标准生成焓是如何定义的，为什么要引入标准生成焓过量空气系数的大小会不会影响理论燃烧温度？会不会影响热效应？会不会影响化学反映的最大有用功？会不会影响反应过程的火用损失？系统与环境的压力和温度都相等，此时系统的火用是否一定为根据定义Gm=Hm-TSm,gf是否等于(hf-定温定压化学反应自发进行的条件是什么？其平衡判据又是什对于反应C3H8(g)+5O2=3CO2+4H2O(g),初始时处于化学平衡状态方程，偏导数，Maxwell关化学反应自发进行的条件，平衡判水蒸气的汽化潜湿空气的干球温度、湿球温度、温度大小关焦汤系数，热、冷效四个热系数的定义，用于理想气体时的水蒸气的一点两线三区1.热力学平衡状态；2.热平衡；3.绝对压力；4.热力学绝对温标简单可压缩系统；6.孤立系统；7.准平衡（准静态）过程；8.可逆过程；.流动功；1.耗散效应；11.修斯不等式；1.熵增原理；3.熵流；14.熵产；1.定理；1.循环；1.特性函数（；18湿蒸汽；21.干饱和蒸汽；度；4.临界点；2.三相线；2.吸(放)热过程的平均温度；2.理想气体平均定压比热；2.对应态定律（对比态原理；29.通用压缩因子；0.湿饱和空气；1.空气的相对湿度；2.温度（露；33..（折分量；36.绝热节流系数（-系数；37.多变（多方）过程；3化学势；39.压气机绝热效率；40.燃气轮机（或汽轮机）相对内效率；41.极限回热；4.制冷系数；3.吸收式制冷；44.化合物的标准生成焓；45.化学反应的热效应；4.定律；7.定律；8理论燃烧温度；49.；50.5焓佣；例题部（a） 冷源吸热，则方法3：利用定理来判断循环是否可行。若在T1和T2之间是一循环， 而欲设计循环的热效率为析，此热机循环是不可逆循环。当然也可再用上述3种方法中的任一种，重新判断欲使制冷循环能从冷源吸热800N，假设至少耗功Wmin，根据孤立系熵增原理，此时西Δsiso=0，参见图4－5b对于循环方向性的判断可用例题中3种方法的任一种。但需注意的是：在例题所列的3种方法中，建议重点掌握孤立系熵增原理方法，因为该方法4－2=0.1MPa＝250℃的空气定压冷却到=80℃，27℃，若将比热量全部放给环境，则有效能损失为多少？将热量的有效能及有效能损失表示在T－s图上。为面积b－d－e－f－b所示。4－3试用分析法求解下题，并求燃气轮机的效率。1kg空气经绝热节流，由状态 ＝0.6MPa，＝127℃变化到状态 ＝0.1MPa。试确定有＝300K解以第二组数据为例，根据 例题5-1证明物质的体积变化与体积膨胀系 、等温压缩 的关系为证明因则因 可由实验直接测定，因而本章导出的包含偏导 定系数后再积分求取状态方程式也是由实验得出状态方程式的一种基本方法如同焦－汤系数一样。对于固体和液体， 一般可由文献查得5－2一空调制冷装置，采用氟里昂22作为制冷剂。氟里昂22进入蒸发器时，=5℃，＝0.2；22饱和蒸气被吸入压缩机绝热压缩到压力＝1.6×Pa时，排向一冷凝器，如图6－12所示。用p－h图求：（1）在蒸发器中吸收的热量；（2）若压缩是可逆绝热的，压缩1kg氟里昂22所需的技术功以及氟221=5℃的等温线与＝0.22==5℃x＝1位于＝l.6× Pa的等压线与=的等熵线的交点。状态点确定后，从图上＝247kJ/kg，＝407kJ/kg，＝432kJ/kg，由此可得蒸发器中的吸热:=(407- =-=(407-432)kJ/kg=- 例题5－3当地当时大气压力为0.1MPa，空气温度为30℃，相对湿度为60％，试分别用解析法和焓湿图求湿空气的含湿量d水蒸气分压 及焓h水蒸气分压力查饱和蒸汽表得：t＝30℃时，＝4.246kPa因而=0.6×4.246kPa=2.548kPa=(含湿量d=0.622 =0.622×=1.626× 线相交，交点的温度即为d线向下与＝f(d)相交，即为水蒸气分压力，通过此交点向右侧纵坐标读得＝25kPa。5－4压力＝100kPa＝27℃解（1）依题 ＝0，根据稳流能量方（2） ＜1，所以应设计成渐扩扩压管工程热力学期中模拟——by机61学w、△u的正负。环。假设工质是理想气体，比热为定值，循环各点的温度T1、T2、T3已知。1、h1=290kJ/kg，经压缩后，空气’=kg流速增至c3’，燃气再进入动叶片，推动轮机速度为c4=100m/s。求：20.02m3的绝热刚性容器，内存有空气，被一导热的无摩擦的隔板分成容积相0.1MPa，现将销钉拔去，任其活塞自由移动，最后两侧达到平衡，设空气的比热容为工程热力学期中考试 一、判断下列叙述是否正确并简要说明理由（每题5分，共50分δq=du+pdv适用的条件是什么？pvk=二、（15分）某空气循环由下列三个可逆过程组成，由状态1（T1=300K,v1=0.861m3/kg）p2=400kPa3，然110kg/spv图和Ts并计算循环热效率和作（kW=kJ/s已知空气的R=287J/kg.K,比热比k=1.4，cv=717J/kg.K（15分）已知某体积为V=1m3的绝热容器原为真空，不有一小孔，周热容器。已知大气压力p0=1105Pa，T0=300K，空气的R，cv，k如上题。（20分）有人声称已设计成功一种热工设备，不消耗外功，可将65oC的热水中的20%提高到100oC而其余的80%的65oC的热水则降到环境温度15oC，分析此设备是否可能？65oC的热水最多有百分之多少能变成100oC的水，已知水的比热容c=4.1868kJ/kg.K题纸一起交。工程热力学期中考试试卷一、简要回答（每题3分，共18分2.dh=cpdT适用于理想气体的哪些过程内能和焓的联系和区别是什么？为什么大部分热工设备的能量计算要用焓这个参数。一个闭口系统经历一个等压过程，其熵变为多少，不知下列四种答案哪二、简单计算说明题（每题5分，共20分的总焓将如何变化（空气按理想气体定比热容考虑，h=cpT。5kW（kJ/s，每小时从一大 3．两个质量和比热（cm）TATB的固体进行热交换，请推20％，最高和最低的恒温热源温度分别为1000K和300K，求第一个热机的排气温度是多少？三、作图题（12分p-vT-s四、计算题100C15C，最后等温压缩到初始状态。所有过程k=.4cp=.004kJ/kg.Kcv=0.715kJ/kg.KR=.287kJ/kg.K，p-vT-s图上。（10分）1000kg温度为0C的水，若放20C20C的水。有人设想在大气和水之间放一个可逆机，试求当该水的温度升高到20CA10kg500kPa，290K的氧气，容器通过一阀门与一垂直放置的活塞汽缸B相连，初始时汽缸内装有200kPa，290K的氧气假定活塞加大气压的压力为200kPa，过程中氧气与外界充分换热，使氧气温度290K不变。试求：1）过程中氧气与外界的换热量；2）过程造成的作功能力损失。已知环境温度T0=290K，氧气的R=0.2598kJ/kg.K，cp=0.92kJ/kg.K（15300K425K425K热源每小时需要的热量为5000kJ。若热机的效率仅达到理想的70％，逆循环装置的供热系数也仅为理想时的60％，问热机每小时需要从373K热源吸收多少热量？上述两种情况下，作功能力损失分别为多少？（15分已知下列（不一定都用上QU QdEC,Vmouth2gz minh2gz sclnT2Rlnv2clnT2Rlnp2clnp2cln scmlnpvk常数，p2v1

k T2

kT2p2k v v p 2 2 1wp1v1p2v2

R(TT wk

k 等容过程：T2 w wv(pp qc(TT

wp(vv w qc(TT

等温过程：p2v1 wwqpvlnv2 1 工程热力学期中考试试卷一、简要回答下列问题（每题5分，50分两个质量和比热（cm）相同，温度分别为TA和TB的固体进行热交换，请推写出熵和焓的定义式，理想气体定容过程焓的变化hv三块相同的金属块被加热到温度TA，第一块迅速被冷却到环境温度T0，其熵变为S1；第二块在环境中缓慢冷却到T0，其熵变为S2；第三块先与温度为TB(TATB>T0)的热源接触，达到平衡后再被冷却到环境温度T0，其熵变为S3；试说明这三个过程S1、S2和S3的大小关二、作图题（共15分1 某空气循环由下列三个可逆过程组成：由状态2、某循环由两个等压过程和两个等熵过程组成，请将这个循环画在p-v图和T-s图上。若已知在T-s图上的四个过程线的交点的温度排列分别是T3>T2>T4>T1，请写出：环在T-s图上的位置及其制冷系数的表达式。（10分）三、计算题（共35分力降为2.0MPa，求漏掉的氧气的质量占原有氧气质量的百（10分）境的温度为T0，而且T0＜T2，求：（15分）向高温热用户提供热量Q1，而不热力学定律的案。后0℃的冰变为30℃的水，试求可逆机能对外作的净功为多少？已知冰的溶解热为333kJ/kg（冰在溶解过程中温度不变c=4.1868kJ/kg.K（10分已知下列（不一定都用上QU QdEC,Vmouth2gz minh2gz sclnT2Rlnv2clnT2Rlnp2clnp2cln scmlnpvk常数，p2v1

k T2

kT2p2k v v p 2 2 1wp1v1p2v2k

k

wt等容过程：T2 w wv(pp qc(TT

wp(vv w qc(TT

等温过程：p2v1 wwqpvlnv2 1 不要写在试卷上工程热力学试卷一、问答题（每题5分，共25分在p-v图及T-s图上画出空气的n=1.2的膨胀1-2和n=1.6的压缩过程1-3，并确定过程1-2和1-3和热量的正负号及初终态热力学能的大小若分别以某种服从p(v-b)=RgT的气体（其中b为物性常数）和理想气体为工下面的说法是否正确，为什么？“若从某一初态经不可逆与可逆两条途径空气在气缸内经历不可逆过程,内能减少12kJ,对外作功10kJ,试分析空气的熵变二、计算题（75分热量的消耗率通常为356kJ/h,在作激烈运动时则达628kJ/h。在热天皮肤经多余热量需每小时蒸发多少汗才能排出？（10分）已知：t=26h'=108.95kJ/kg、h"=2548.6kJ/kgt=28℃：h'=117.31kJ/kg、h"=2552.3容积V=0.5m3的空气初 =0.3MPa,初温=150℃,经膨胀过程到终热容可取定值,气体常数 =1005J/(kg·K)（10分）常数=260J/(kg·K)、=917J/(kg·K)；氮气比热容取定值,气体常数=297J/(kg·K)；=1038J/(kg·K)。(10分9050℃，若室（加热器的功率多少？作功能力损失多少？已知，水的焓值近似为气体常数=287J/(kg·K)、=1005J/(kg·K)（15分活塞压缩机每分钟转速360转，从环境吸进21℃的空气14将之压缩0.52MPa输出。设压缩过程为可逆多变过程，多变指数为1.3,压缩机容积效率ηV=0.95。求:(1)所需输入压缩机的功率；(2)余隙容积比及活塞排量。空气作理想气体,比热容取定值；空气气体常数=287J/(kg·K)、=1005J/(kg·K)、环境2输送管送来的空气，进入出口面积 的喷管。进口处空气压=1.5MPa，温度=80℃，进口流速可忽略；喷管出口截面外背压pb=0.6MPa，设空气比热容取定值，=1.004J/(kg·K)，=1.4（1）设计喷管（形状、截面工程热力学试卷9.0MPa。假定氧气与外界无热量交换，试计算用去多恢复17℃，问此时瓶内的压力为多少？pb=0.1MPa；氧气比热容取定值，=260J/（kg·K=917J/（kg·K湿空气干球温度40湿量d=40g/kg干空气若环境压力为pb=0.1MPa，求：(1)水蒸气的分压力；(2)相对湿度；(3)温度；(4)h。(10 50ps5.622 g/kg37.05直立放置的气缸活塞系统，活塞及其上重物总质量为10kg，活塞面积A 20cmt=20℃,V=140cm6kg0.1MPa；空气作理想气体比热容取定值，=287J/(kg·K)；=1005J/(kg·K)=20℃。(15分)10kg300K分活塞式内燃机的定容加热循环其初始状态为p=0.1MPa，t=37℃，压缩比=287J/(kg·K)； 某蒸汽循环按基本循环运行,p1=17MPa,t1=550℃,进3 m 1.25MPa（1）（kW(2)率ηV和消耗功率P(kW)已知氧气可作理想气体比热取定值，=260J/(kg·K)(15分)工程热力学试卷容器被分隔成AB两室如附图所示已知当地大气压力，气压表2读数为，气压表1读数为。求气压表3的读数。（10分）25m3/h。水泵消耗功率为12kW。冬天井水的温度为3.5℃。为防止结冰，要求进入水塔的水温不低于4℃。整个系统及管道均包有一定厚度的保温材料，问是否的动能差可忽略不计水的比热取定值cp=4.187kJ/(kg·K),水的焓差；水的密度取1000kg/m3。（10分）在p-v图及T-s(1) ，(3)。（15分功能力损失。（15分）2进入出口截面积A=10cm2的渐缩喷管的空气初参数为=2×106Pa，=27℃，空气的状态参数、。设喷管背压力为1MPa。空气取定压比热容，2=1.005kJ/(kg·K)，κ=1.4。（15某活塞式内燃机定容加热理想循环，压缩比=10态 =100kPa、=35℃。加热过程中气体吸热650kJ/kg。假定比热容为定值 还是下降。（20分）200℃。若空气作理想气体，比热容取定值，气体常数=287J/(kg·K)工程热力学填充题（填入数据、文字或符号（4分,20分已知某种理想气体在30℃时cp=1.005kJ/(kg·K)，cV=0.718kJ/(kg·K)。该气体在100℃时的气体常数Rg= f fg gQ=kJ。有一不可逆热机在高温热源TH=1000K和低温热源TL=300K之间工作。若循环中此不可逆热机在绝热压缩过程中熵变0.1kJ/K;绝热膨胀过程中熵变0.8kJ/K;高温热源熵变-1.5kJ/K;低温热源熵变2.5kJ/K,取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的熵变ΔS系= t=100p1atm二简答题（每题721活塞式内燃机定压加热理想循环热效率ηt随压缩比下降，增大还是减作图1）某气体工质经历可逆等温吸热过程1-2，可逆多变膨胀过程2-3(κ>n>1),可逆3-44-1p-vT-s（14分）-32）汽油机定容加热理想循环进气参数为=20℃,=0.09MPa,=1×10m若循环压缩比=10,定容增压比=1.6,假设工质是空气，Rg=287J/(kg·K)，比热温度和最高压力；(3)计算循环的吸热量、循环净功及循环的热效率。（15分 =0.5MPa，=327℃，cf1=150m/s。若喷2的背压pb=270kPa,出口截面 =3.0cm，求空气在管内作定熵流动时，喷出口截面上气流的温度；流速cf2及喷管的质量流量 体，比热取定值，Rg=287J/(kg·K)，cp=1.005kJ/(kg·K)。（15分）4）用质量流量为=360kg/h，tq1=500℃，pq1=0.1MPa的废气资源定压加热过程中废气压降可忽略不计,求:（1）水的终态温度ts2；（2）以废气为系统，环境温度为Rg工程热力学试卷简答题（共3题，每题5分，共15分（提示焦—汤系 有人提出一循环1-3-2-1，其中1-3是可逆定温吸热过程、3-2是可逆绝热过（85分p-vT-s（15分）QW000燃气轮机定压加热理想循环的空气进气压力=0.095MPa,温度=37℃，循环压比π=5。若循环的最高温度为1200K，1)画出循环的p-vT-s图；2）求循环各点的温度和压力及循环热效率。已知：空气的比热容为cV=0.718kJ/(kg·K)cp=1.005kJ/(kg·K)；若压气机的绝热效率0.90、燃气轮机的相对内效率为0.92，其它条件不变，求循环热效率。（20分）空气初态为=0.1MPa、=20℃，经过三级活塞式压气机后，压力提到12.5MPa，假定各级压缩过程的多变指数n=1.3。试求：（1）以耗功最小为前提的各级压比；（2）生产1kg压缩空气理论上消耗的功；（3）各级气缸的出口温度；（4=8室内空气温度为=35℃，相对湿 =50%，开启空调后温度降到干空气的分压力及相对湿已知：pb=100kPa；t=35℃,ps=5.6263kPa；t=28℃，s=13.8MPa21进入气轮机的氮气压力维持 =0.7MPa，氮气在气轮机内作绝热膨胀，从175W，求容器的最小容积。假设容器内温度保持与环境温度一致，容器内压力为0.7MPa；==21℃。某同学解题如下，试是否正确？若不正确请错误位置及原因和应该如何求解。（22分）解：因过程绝热气轮机需输所以N2终态（p=0.7MPa）时容器内残余N2所以，原有N2量为1.2+8Vkg，据即 解得V=8×10-3工程热力学试卷（共5题，每小题6分，共30分试证明理想气体混合气体中第ipiVi高压缩比都可使循环热效率提高，试从第二定律分析其原因。若已知O2(pc,Tc)及状态参数(p，T)，简述利用通用压缩因子图空气压缩机的进气为环境大气， 数为0.8MPa，该压缩机分二级压缩，中间完全冷却，在耗功最下，确定该压缩机第一级排气压力和第二级进气温度。（10分）1kg某种理想气体经历可逆多变过程从初态=900℃， =8.5MPa膨胀到终3=217℃，=1.27m/kg。p-vT-s图上画出该过程,并标明过程功及过程热量可分别用p-v图及T-s图上哪块面积表示？kJ/(kg·K)。（15分）15℃,0.5MPa,0.1MPa.试求循环制冷系数、1kg空气每循环的制冷能力以及消耗的功。（15分）3分）已知：t=200℃，p=0.5MPa时， m/kg；p=0.1MPa m/kg；v"=1.6946m/kg27℃，热机从高温热源吸热120,000kJ/h，向低温热源放热66,000kJ/h，(1)求循环热效率和输出功率；(2)若已知热源熵变为ΔS=-123.33kJ/(K·h)，问此循环是否可逆？（15分）工程热力学试卷下列说法是否正确，为什么？（每题4分，共40分 ，其中、 其过程的熵变可按下式计算：。T-s理想气体只有取定比热时，才能满足1）柴油机定压加热理想循环进气参数为=27℃，=0.09MPa，若循环压缩比=16,定压预胀比=1.46,920kJ/kg。假设工质是空气，比热容可取定值，cp=1.005kJ/(kg·K)，Rg=287J/(kg·K)，(1)画出循环的p-v =16.5MPa，=550℃；出口乏汽的 （（ kJ/(kg·K) =0.007MPats=39.0h'=163.31kJ/kg（15分5g空气从=0.2MPa，=400K绝热膨胀 =0.1MPa，=280K，已知ΔS（2）（3）空气的熵变和熵流、熵产；（4）I（15分）空气流经出口截面积为6.45cm2的收缩喷管，其出口压力为=101.3kPa，出口截面上流速达Ma=1，已知空气流滞止温度为527℃，试求：喷管出口截面上的流速及质量流量。假定空气为理想气体，比热容取定值，Rg=287J/(kg·K)，。（15分工程热力学试卷选择题（每题3分，共30分3kJ/(kg·K)(pb=1atm)？(a)(b)(c)(d)设空气的体积成分为21％的氧和79％氮，已知1atm，25℃时氧和氮的摩尔熵分别为Sm,O2=205.17J/(mol·K)，Sm,Ｎ２=191.63J/(mol·K)，为了求1atm，25℃时空气Sm=ΣSm,i=(Sm,O2+Sm,Ｎ２)=205.17J/(mol·K)+191.23Sm=ΣxiSi=0.21×205.17J/(mol·K)+0.79×191.63J/(mol·K)=194.47(c)SmΔS混=–Rxilnxi=–8.3145(d)Sm=ΣxiSi+ΔS混=194.47J/(mol·K)4.2732J/(mol·K)198.74)(绝热过程的状态方程式=常数(其中 压力=1MPa，温度=473K的空气流可逆绝热流经缩放喷管，已知喷管喉管截面上温度Tcr=394K，出口截面上温度=245K，则喷管各截面上最大流速(a)(b)(c)(d)缩放喷管进口参数，和背压pb(pb<pcr)一定时，切去一段管长，因而出口出口流 不变，流 不变 不变 减小 减小 不变 增大 减3/31500Pa，当地大气压=101kPa(m/h)（10分已知循环的蒸汽初压力=5MPa，初温=450℃，乏汽压力=0.005MPa循环净功和循环热效率。（忽略水泵功）（15分）已知：=5MPa，=450℃；=3312kJ/kg，s1=6.810kJ/(kg·K)；ts=32.9℃；=137.72kJ/kg，s'=0.4761kJ/(kg·K)；=2560.55有一台气体发动机，工质从初态，出发按下列过程工作：（1）绝热压缩1-2，压缩比为ε；（2）2-3，压力升高比为λ；（3）绝热膨胀3-4，膨胀终了压力；（4）4-1体比热为定值，绝热指数为κ。(1)试把该循环表示在p-v图和T-s图上；(2)推导用ε、λ和κ等参数表示的该循环热效率表达式。(15分)（2比热取定值，cp=1.005kJ/(kg·K)）（10分）某位发明家研制了一种可兼作制冷和热泵用的机器，声称若环境温度，压力制成0℃的冰，同时使散热率为5×kJ/h的房间保持恒温t=25℃，请评价其工程热力学试卷选择题（每题3分均质等截面杆两端的温度由分别维持的两热源保持和不变，取此杆达相同的终态，若空气的热力学能能变化分别用和表示，则 ；(b) ； ； 出时=504.78kJ/kg（7分）0.1MPa，270.9MPa，627.5K。试问该压cp1.005kJ/(kg·K)。(15分3J/(kg·K)。(15分)2.51kJ/(kg·K)，假设忽略换热器热损失及压降，试求：(a)冷却水的出口温度；(b)问可得最大功率是多少？（15分） =18.7cm2，进入干发器的空气温度=22℃，速 略空气的动能差和位能差及干发器向环境的散热（求此干发器的功率工程热力学试卷3分3800m102033300m/h（标准状态表压力1500Pa，当地大气压 立方米？风管直径多少米？（已知:空气Rg=287J/(kg·K)）（10分）1kg某种双原子理想气体经历一可逆多变过程从初态=727℃,pe,1=7.9MPa膨胀到终态=217℃, =0.3636MPa。(1)求和；(2)求出此过程的多变指数n并在p-v图和T-s图上画出该过程；(3)计算过程的Δu、Δs及过程功w和热量q。已知：当地大气压 =0.1MPa，气体Rg=287J/(kg·K)，比热可取定值cV=0.718kJ/(kg·K)（15分）-3汽油机定容加热理想循环进气参数为 =0.09MPa，V1=1×10m若循环压缩比ε=16，定容增压比λ=1.6，循环加热量为920kJ/kg。假设工质是空的热效率。（15分）(已知=0℃)（15分新蒸汽流人蒸汽轮机时的焓=3232kJ/kg，流速cf1=50m/s；乏汽流出汽轮机时的焓=2302kJ/kg，流速cf2=120m/s，散热损失和位能差可忽略不计。试kg蒸汽流经蒸汽轮机时对外界所作的功（若不计动能差每kg蒸汽（15分在两个恒温热源间工作的某动力循环系统其高温热源温度=1000K低温热源温度=300K。循环中工质吸热过程的熵变Δs1=1.0kJ/(kg·K)=980kJ/kgΔs2=–1.02kJ/(kg·K),放热量=600kJ/kg工程热力学试卷一（）（）（）（）（）（）（）（）二：计算某循环中，1-2为可逆等熵过程；2-3为可逆过程；3-4为可逆等熵；4-1为可p-vT-s（15分）QW000某位发明家研制了一种可兼作制冷和热泵用的机器，声称若环境温度，压力制成0℃的冰，同时使散热率为5×kJ/h的房间保持恒温t=25℃，请评价其发明的可能性。（0335kJ/kg1Mpa27℃。24h后，环境温度下降17℃（装置中氮气温度也下降为17934.5Kpa。设大气压力为0.1Mpa,试问该装置是否漏气?利用热水取暖，进入取暖器的热水温度为90℃，流出时温度为50℃，若室（加热器的功率多少？作功能力损失多少？已知，水的焓值近似为气体常数=287J/(kg·K)、=1005J/(kg·K)R22作制冷剂。压缩机进口为蒸发温度下的干饱和蒸气，出口2.2Mpa,105℃的过热蒸气，冷凝器出口为饱和液体，蒸发温度为-10℃。当夏季室外温度为35℃时给房间制冷，当冬季室外温度为0℃时供暖，均要求室温能维持20℃。若室内外温差每1℃时，通过墙壁等的传热量为1100kj/h。求：供暖系数h1=2870kj/kg，流出换热器时干度x=0.85,h’=504.78kj/kg,h’’=2706.6kj/kg，求： 工程热力学试卷819.45K Q0，所

dS0历一可逆过程从同一初态1变化到同一终态2时环境的熵变。（B（C（D）分活塞气缸中1Kmol理想气体等温膨胀到原体积的两倍,膨胀过,活塞与缸壁有磨RMlnR；（B）大于RMlnR（C）小于RMlnR（D）活塞气缸中1Kmol理想气体等压膨胀到原体积的两倍,膨胀过,活塞与缸壁有磨RMlnR；（B）CPlnR；（C）CVlnR；（D）理想气体多变过程的过程特征为：工质降温、升压。则多变指数n(A)-∞n0；（B）0n1；（C）1nK；（D）KnT1T2、P1P2，则工质的焓变(A)H1H2；(B)H1H2；(CH1H2；(D)（A）过热蒸汽状态；(B)湿蒸汽状态 四．（9）从纯物质水的相图中,我们知道水可处于五种状态。如图，有

21 等温地由P1=400KPa压缩到P2=1000KPa（如图1）（a）活塞与缸壁无磨擦（

环境 400K的热源（c）活塞与缸壁有磨擦环境为的热源Q分别计算三种情况下气体的熵变环境的熵变气体与环境的总熵变。分热源 绝4.塞无磨擦（把图2的P-V图所示两种可逆循环，画在T-S 5十．（10分）具有回热（极限回热）的燃气轮机装置如图3 V过知进入汽轮机的蒸汽初参数P1=10MPa11

过热蒸汽 饱和水和 h’=137.77s’=0.4762清华大学本科生考试试题专用纸考试课程：工程热力学 2001年1月12一、简答题，简要说明理由（每题4分，共40分 二、填空题（第14分，后每题2分，共10分填充下面两 方程，并用全微分关系写出对应的这两个方程的dh= )ds+ df= )dT+ 水蒸汽的汽化潜热在温度高时较 焦—汤系数μJ= )，μJ>0是 ）效应，μJ<0是 ）效应v理想气体的定压热膨胀系数p1v

三、作图题（每题5分，共10分1、请在p-v图和T-s图上画出由等熵压缩、等容加热、等压加热、等熵膨胀、等容放热组成的混合加热内燃机循环。若取掉其中某一过程（原过程先后顺序不变，由循环画在p-v图和T-s图上。2T-s图上，说明简单的、加回热的、和间冷+回热的这三种勃雷登循环（燃1页/2四、计算题（共40分1、某制热制冷两用空调机用R22作制冷剂。压缩机进口为蒸发温度下的干饱和蒸气，2.2MPa，105oC的过热蒸气，冷凝器出口为饱和液体，蒸发温度为-10oC。当夏季室外温度为35oC时给房间制冷，当冬季室外温度为0oC时给房间供暖，均要求室温维持在20oC。若室内外温差每1oC时通过墙壁等的传热量为1100kJ/h(千焦/小时)（15分）R22t10oC时，饱和液h'188.7kJkg，饱和气h''398.7kJp2.2MPa时，饱和液h'270.5kJkg，饱和气h''414.1kJp2.2MPat105oC时，过热蒸气h485.7kJ,, 循环蒸汽以p14MPa，t450oC1已知环境温度为25oC（15分）1p4MPa,t250.33oC,h'1087.5kJ/kg,h''2799.4kJ/ sT-s2页/共2清华大学本科生考试试题专用纸（考试课程工程热力 2004年1月6一 简答题，简要说明理由（每题4分，共40分 对于CO1OCO 101.325kPa，25℃下，O2N2Sm,O2(101.325kPa,25℃)与Sm,N2(101.325kPa,25℃)，则101.325kPa,25℃下空气的摩尔熵Sm,air(101.325kPa,25℃)应为多少，已知摩尔成分为xO2与xN2。二、填空题（每空1分，共10分方程之一，dg= )dT+ )dp，写出对应的两个偏导 ）和Maxwell关系式 在标准状态下 高热值与低热值之差是 1vT

vp稳定流动过程进行可逆定温反应过程，系统对外作的最大有用功等于系统 在气液共存区，水蒸气的汽化潜热随温度的升高而 压缩因子的定义是 三、作图题（每题5分，共10分四、计算题（共40分1（20分）设计了如下图的燃气－蒸汽联合循环，燃气轮机循环的排气通入p1=.Ma1=K，3=Kt8=40C定为空气，定压比热为c=.kJkg.K)，绝热指数k=.4，气体常数=.kJk.K)，压气机和燃气轮机可认为是完全理想的，燃气轮机装置的工质流量为50kgs。余热锅炉理想换热（即燃气放热量均用来加热水，蒸汽轮机进口蒸汽压p5=.Mat=Cp6=.Ma p 1（kW（kW联合循环的热效率；5）同温限循环的热效率；p,t,h,s,p,ts,h’,h’’,s’,s’’, 82（20分）HFC-134a作制冷剂，它在压缩机为干饱1p1=0.19MPa22=10Cp2=.15MPa ts,h’,h’’,试求：(1(220000kJ/h，则制冷剂的质量流量为多少？(3)若该循环用作供暖，制热系数为多少？(4)清华大学本科生考试试题专用纸（考试课程工程热力 2005年1月13二 简答题，简要说明理由（每题4分，共40分 二、填空题（每空0.5分，共10分3.

系统的化学火用为零，表明系统与环境的压力 理想气体的定压热膨胀系数1v v 方程之一，df= )dT+ ）Maxwell关系式

在标准状态下 高热值与低热值之差是 焦—汤系数μJ= )，μJ>0是 ）效应未饱和湿空气，其干球温度t湿球温度tw 温度td的大小关系 、三区

1页/2三、计算题（共50分机相对内效率为0.8（已知Rair=287.1J/kg.K，RM=8314J/kmol.K，T0=300K，cp,air=1.006kJ/kg.K，cp,N2=1.040kJ/kg.K，cp,CO2=0.866kJ/kg.K，设混合后气体的绝热指数k=1.4。 （15分）求:1)燃气轮机对外作功量；2)系统总熵增；3)为可逆绝热过程，压缩机耗功率为300kW。 (15分)1）2）若1kW供热量可满足20m2的采暖要求，求该热泵机组的供暖面积。已知R22饱和液和饱和气的有关参数如下表：将过程和作功能力损失示意地画在T-s图上； p=8p=9sspsh’’s’s’’p=0.6809p=1.943ss2页/2清华大学本科生考试试题专用纸（考试课程工程热力 2005年1月13 简答题，简要说明理由（每题4分，共40分1kmol完全燃烧时热效应的相反值称为热值。 知道T,p,T,p,则可知T ,p 因子z，可求得 p

s,16p

s,22

，ps为水蒸汽的饱和６．对于CO1OCO 任何化学单质在化学标准状态下发生化学反应生成1kmol化合物时所吸收的二、填空题（每空0.5分，共10分 定温定压化学反应过程自发进行的条件是 dGT,p 其平衡条件是 dGT,p d T,系统的化学火用为零，表明系统与环境的压力（温度 分）相同。理想气体的定压热膨胀系数

1v

p v p方程之一，df=( )dT+ （f f ）Maxwell关系式（

s v T 汽化热焦—汤系数μJ

T

)，μJ>0是（ ）效应未饱和湿空气，其干球温度t湿球温度tw和温度td的大小关系（ttwtd水蒸气的一点、两线、三区具体指的是：一点（临界点、两线（饱和水线（饱和汽线、三区（过冷水区（过热蒸汽区（湿蒸汽区三、计算题（共50分、具有相同压力（Ma）和相同温度（K）的.kg的2，kg的2与.kg的空（将空气作为整体混合后进入燃气轮机经绝热膨胀至.Ma，燃气轮机相对内效率为.（已知air=.Jkg.K=Jkml.K0=K，cair=.kJk.K，c=.kJkg.K，cCO2=kJkg.K，设混合后气体的绝热指数k=.。 （15分）求 1)燃气轮机对外作功量；2)系统总熵增；3)系统作功能力损失pk k 1TT 2 10000.11.4 p1wtsH1H20.21.040.30.8660.51.0061000517.95wt0.8wts0.8467.971000T 22nN 83

17.266103nnN2nCOnair31.227103p2,N

27.1430.1p

0.1

17.2660.12 2

lnT'

p2,N2)

0.2(1.04ln614.3588.314lnN N

p,N

N 0.1229kJ/ T p2,CO ln2 20.30.866 CO2

44 0.0903kJ/T Sairmair

ln2R

ln

0.2871 0.1705kJ/223)T0S3000.38372某以水为冷源的热泵供暖机组以R22为工质工质的蒸发温度为10C，蒸发器出口为饱和蒸气，工质的冷凝温度为50C，冷凝器出口为饱和液体，压缩 (15分1）已知R22饱和液和饱和气的有关参数如下表：psh’’s’s’’p=0.6809p=1.943ssT10C,hh''408.6kJ/ s1s21.737kJ/kgp1p2T2601.7371.717,则T66.970 可得h2434.56kJ又hh'263.2kJ 所以热泵机组的供暖系数COP

h2h3h2SCOPP206.6300203.96104为8MPa的水蒸气进入可逆绝热的汽轮机中膨压力降为0.004MPa。忽将过程和作功能力损失示意地画在T-s图上； ph’’s’s’’p=8p=9ss解 h13459.7kJ/kg,s1s26.7059kJ/sx2 2hxh''(1x