《工程热力学》期末考试卷及答案

1、昆明理工大学2012年工程热力学期末考试卷及答案考试科目：工程热力学 任课教师：包桂蓉一、填空题（本大题有9小题，每小题2分，共18分）1、相互接触的物体，若他们处于热平衡，则他们的_温度 _必相等。2、 已知湿蒸汽的干度为0.2，其中干饱和蒸汽的质量为6 kg，则饱和液体的质量为 24 kg。3、工质绝对压力与大气压力及表压力或真空度的关系：当时，；当时，。4、用实际气体在两个恒温热源和进行一卡诺循环，则其热效率= 。5、在相同温度的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都 相等 ，与可逆循环的种类 无关 。6、空气的比定容热容为718，气体常数为287；其比定压热容= 1

2、005 。7、孤立系统是热力系统与外界无任何 能量 和_物质_交换的系统。8、熵增加的过程 不一定 (填一定或不一定)是不可逆过程。9、抽气回热循环改善了朗肯循环，其根本原因在于 水蒸汽的平均吸热温度提高了/提高了循环热效率 。二、名词解释（本大题有4小题，每小题3分，共12分）1、过热蒸汽：温度高于所处压力对应的饱和温度的蒸汽称为过热水蒸气。/ 对饱和蒸汽继续定压加热形成过热蒸汽。2、闭口系统：热力系与外界无物质交换的系统。/ 与外界只有能量交换而无物质交换。3、系统储存能：是指热力学能、宏观动能、和重力位能的总和。/ 系统中的热力学能、动能和势能。4、热力学第二定律的克劳修斯表述：不可能把

3、热从低温物体转移到高温物体而不引起其他变化。/ 热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。 三、简答题（本大题有4小题，每小题5分，共20分）1、热力循环按循环效果及进行方向可分为哪两类？其各自的目的是什么？答：按循环进行的方向和产生的效果分：正向循环与逆向循环正循环：将热能转化为机械能。逆循环：消耗功，将热量从低温物体传至高温物体。2、简述蒸汽参数对朗肯循环效率的影响。答：（1）提高初温，可提高热力循环效率和增大膨胀终点的干度，但受金属材料耐热性能的限制。（2）在相同的初温和背压下，提高初压也可使热效率增大。会使乏汽干度降低，设备强度的问题。（3）降低背压可以显著提高循环热效率。受环

4、境温度的限制。/ 提高初温、初压，降低终温、背压，均可提高循环效率。3、压缩机压缩过程的多变指数n的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数n应增加还是减少？答：，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数n应减少。/ 1nk，减少n可减少压缩机消耗的轴功。4、热力学第二定律能否表述为“机械能可以全部变为热能，而热能不可能全部变为机械能。”这种说法有什么不妥当？答：热力学第二定律的正确表述应是：热不可能全部变为功而不产生其它影响。所给说法中略去了“其它影响”的条件，因而是不妥当、不正确的。/ 不妥当，应表述为“机械能可以全部变为热能，而热能不可能全部变

5、为机械能而不引起其他任何变化。”，少了“而不引起其他任何变化” 这一句。四、作图题（本大题有2小题，每小题5分，共10分）1、 画出蒸汽压缩制冷循环的T-s图，并说明各过程是在什么设备中完成的？作法一1-2：压气机2-3：冷凝器3-4：节流阀4-1：冷库作法二 过程1-2在压缩机中完成；过程2-3在冷凝器中完成；过程3-4在节流机构中完成；过程4-1在蒸发器中完成。 （上面这两幅图及答案都符合要求，都正确）2、试在所给参数坐标图上定性地画出理想气体过点1的下述过程，分别指出该过程的过程指数n应当在什么数值范围内 (图中请标明四个基本过程线)：1）压缩、升温、吸热的过程2）膨胀、降温、吸热的过程

6、。答： (1) ； (2) 五、计算题（本大题有4小题，共40分）1、（10分）5g 氩气经历一个热力学能不变的过程，初始状态=，膨胀终了体积，氩气可作为理想气体，且假定热容为定值，求终温、终压及总熵变量。（已知Ar的Rg=0.208）解：氩气Ar 可看为理想气体，其热力学能只是温度的单一函数，故等热力学能过程也即等温过程，T2=T1=600K。根据理想气体的状态方程有由附表查出Ar的/ 由于热力学能不变，故温度不变，定温： 2、（8分）空气在加热器中吸热后，流入喷管进入绝热膨胀（如图所示）。若已知进入加热器时空气的焓值为，流速为，在加热器中吸收的热量为，在喷管出口处空气的焓值为，试求喷管出口

7、处空气的流速。解： 403.1 m/s3、（10分）两个不同温度（T1,T2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T1吸收热量Q1向低温热源T2放出热量Q2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增。假设功源的熵变SW =0。证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为对热机循环子系统： 根据卡诺定理及推论：则： 。/证明：高温热源： 低温热源： 热机： 功源： 04、（12分）某蒸汽动力厂按一级再热理想循环工作，蒸汽初参数为 =15MPa，t1=600，再热压力为=1.4MPa，再热温度ta= t1=600，背压=0.005MPa，功率为KW。试求：1）定性画出循环的T-S图；2）循环净功（考虑水泵功）；3）循环吸热量；4）求循环热效率；5）循环汽耗率；6）每小时所需蒸汽量。蒸汽的有关参数如下：状态点P/MPat/h/(KJ/kg)s/kJ/(kgK)1156003582.36.6776b1.42892.86.677