工程热力学考试试卷(含答案)

工程热力学考试试卷一、名词解释1.熵增原理；2.可逆过程；3.理想气体；4.相对湿度；5.定熵滞止。二、判断题（下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打“√”，错的打“×”，每题2分，共20分）1.压力表读值发生变化，说明工质的热力状态也发生了变化。……………（）2.湿空气的含湿量表示单位质量湿空气中含水蒸气质量的程度。……………（）3.气体常数与气体的种类及所处的状态均无关。……………（）4.理想气体从绝热容器中做自由膨胀，则理想气体的温度与压力变化的关系式为:………………（）5.在T-S图上可逆等压线的斜率比可逆等容线的斜率小。…（）6.活塞式压气机容积效率的大小与余隙容积和升压比都有关。……………（）7.活塞式压气机应采用冷却措施，使压缩过程接近等温过程。………………（）8.水的相图表明，水的冰点随压力升高而降低，沸点随压力升高而升高。……（）9.干饱和蒸汽进行可逆绝热膨胀后，必变为湿饱和蒸汽。……（）10.由于通常情况下水的凝固温度为0℃，故不可能存在0℃以下的水蒸气。（）三、选择题（每小题2分，共20分）1.饱和湿空气中干球温度t、湿球温度tw以及露点温度td具有下列关系（）A；B；C；D2.渐缩喷管出口外界压力为绝对真空时（绝对真空的比容为∞），则质量流量（）：A等于0；B等于临界流量；C大于临界流量；D介于零和临界流量之间3.理想气体的()是两个相互独立的状态参数。A.温度与热力学能B.温度与焓C.温度与熵D.热力学能与焓4.一股4MPa，20℃质量为1kg的压缩空气流与另一股9MPa，20℃质量为1kg的压缩空气流混合，混合后的压缩空气流最大压力为（）。A.5.5MPaB.6.5MPaC.6.0MPaD.以上答案均不对5.在2.1kg的湿空气中含有0.1kg的水蒸气，则湿空气的含湿量d的大小为()：A.0.05；B.0.4762；C.0.455；D.条件不足6.在压力为p时，饱和水的熵为s′；干饱和蒸汽的熵为s″。当湿蒸汽的干度0<x<1时，其熵为sx，则（）。As″>sx>s′Bsx>s″>s′Csx<s′<s″Ds′>sx>s″7.设空气的cv0=0.716kJ/(kg·K)，k=1.4。1kg空气在多变过程中容积增大为10倍，压力降低为1/8，且对外所做的技术功为30.49kJ/kg，则此多变过程中空气吸收热量是（）。A38.16kJ/kgB33.77kJ/kgC43.96kJ/kgD41.87kJ/kg8.已知一理想气体可逆过程中，wt=w，此过程的特性为（）。A定压B定温C定容D绝热9.工质不可逆稳态稳流经过某控制容积，则此控制容积内（）。A储能不变，熵增大B储能不变，熵不变C储能增大，熵增大D储能增大，熵不变10.气体经绝热节流后，前后稳定截面上的（）相等。A压力B温度C熵；D焓

四、计算题（共45分）1.1kg空气在气缸中被压缩，由p1=0.1MPa，t1=30℃经多变过程达到t2=242.5℃，如消耗的轴功wt=234.16kJ，在压缩过程中放出的热量全部为环境所吸收，环境温度T0=290K，求由环境与空气所组成的孤立系统的熵的变化。（20分）2.如图1所示的内燃机定容加热循环，循环初始状态p1=1.03bar，t1=100℃，压缩比ε=6，定容加热到p3=34.5bar，工质视为空气。试计算：（1）各状态点的基本状态参数；（2）循环中对1kg工质加入的热量；（3）循环热效率；（4）循环净功量。（15分）图13.绝热刚性容器，中间有隔板将容器一分为二，左侧0.05kmol的300K、2.8MPa的高压空气，右侧为真空。抽出隔板后空气充满整个容器，并达到新的平衡状态，求容器中空气的熵变及做功能力损失（设环境温度为300K）。（10分）答案一、名词解释题（每题3分，共15分）1.熵增原理：孤立系统的熵只可能增大，不能减小，其极限状况是孤立系统内一切过程全部可逆，则系统熵保持不变。这就是孤立系统的熵增原理。2.可逆过程：热力系统发生热力变化后能沿原来路径返回，系统和环境不留任何痕迹的热力过程叫可逆过程。3.理想气体：理想气体是一种抽象的概念，其主要假设是：气体分子是不占有体积的弹性质点；分子之间无作用力。一切实际气体当其压力趋向零，比体积趋向无穷大及温度很高时都可作为理想气体。4.相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值。5.定熵滞止：流体在可逆条件下通过障碍物后使其流速减小为零的过程。二、判断题（下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打“√”，错的打“×”，每题2分，共20分）1.压力表读值发生变化，说明工质的热力状态也发生了变化。……………（×）2.湿空气的含湿量表示单位质量湿空气中含水蒸气质量的程度。……………（×）3.气体常数与气体的种类及所处的状态均无关。……………（×）4.理想气体从绝热容器中做自由膨胀，则理想气体的温度与压力变化的关系式为:………………（×）5.在T-S图上可逆等压线的斜率比可逆等容线的斜率小。…（√）6.活塞式压气机容积效率的大小与余隙容积和升压比都有关。……………（√）7.活塞式压气机应采用冷却措施，使压缩过程接近等温过程。………………（√）8.水的相图表明，水的冰点随压力升高而降低，沸点随压力升高而升高。……（√）9.干饱和蒸汽进行可逆绝热膨胀后，必变为湿饱和蒸汽。……（√）10.由于通常情况下水的凝固温度为0℃，故不可能存在0℃以下的水蒸气。（×）三、选择题（每小题2分，共20分）1.饱和湿空气中干球温度t、湿球温度tw以及露点温度td具有下列关系（C）A；B；C；D2.渐缩喷管出口外界压力为绝对真空时（绝对真空的比容为∞），则质量流量（B）：A等于0；B等于临界流量；C大于临界流量；D介于零和临界流量之间3.理想气体的(C)是两个相互独立的状态参数。A.温度与热力学能B.温度与焓C.温度与熵D.热力学能与焓4.一股4MPa，20℃质量为1kg的压缩空气流与另一股9MPa，20℃质量为1kg的压缩空气流混合，混合后的压缩空气流最大压力为（C）。A.5.5MPaB.6.5MPaC.6.0MPaD.以上答案均不对5.在2.1kg的湿空气中含有0.1kg的水蒸气，则湿空气的含湿量d的大小为(A)：A.0.05；B.0.4762；C.0.455；D.条件不足6.在压力为p时，饱和水的熵为s′；干饱和蒸汽的熵为s″。当湿蒸汽的干度0<x<1时，其熵为sx，则（A）。As″>sx>s′Bsx>s″>s′Csx<s′<s″Ds′>sx>s″7.设空气的cv0=0.716kJ/(kg·K)，k=1.4。1kg空气在多变过程中容积增大为10倍，压力降低为1/8，且对外所做的技术功为30.49kJ/kg，则此多变过程中空气吸收热量是（D）。A38.16kJ/kgB33.77kJ/kgC43.96kJ/kgD41.87kJ/kg8.已知一理想气体可逆过程中，wt=w，此过程的特性为（B）。A定压B定温C定容D绝热9.工质不可逆稳态稳流经过某控制容积，则此控制容积内（B）。A储能不变，熵增大；B储能不变，熵不变；C储能增大，熵增大；D储能增大，熵不变10.气体经绝热节流后，前后稳定截面上的（D）相等。A压力B温度C熵；D焓四、计算题（共45分）1.1kg空气在气缸中被压缩，由p1=0.1MPa，t1=30℃经多变过程达到t2=242.5℃，如消耗的轴功wt=234.16kJ，在压缩过程中放出的热量全部为环境所吸收，环境温度T0=290K，求由环境与空气所组成的孤立系统的熵的变化。（20分）解：根据多变过程中轴功wt=n·w，q=cv[(n-k)(T2-T1)]/(n-1)，Δu=cv(T2-T1)，（5分）则由热力学第一定律q=Δu+w可得：cv[(1-k)(T2-T1)]/(n-1)=wt/n（7分）解上式可得：多变指数n=1.3。（10分）MPa（13分）（15分）（17分）（20分）2.内燃机定容加热循环，循环初始状态p1=1.03bar，t1=100℃，压缩比ε=6，定容加热到p1=34.5bar，工质视为空气。试计算：（1）各状态点的基本状态参数；（2）循环中对1kg工质加入的热量；（3）循环热效率；（4）循环净功量。（15分）解：（1）各状态点的基本状态参数点1：℃；（2分）点2：；（5分）点3：；（7分）点4：；（10分）（2）循环中对每公斤工质加入的热量（12分）（3）循环热效率（14分）（4）循环净功量（15分）3.绝热刚性容器，中间有隔板将容器一分为二，左侧0.05kmol的3