《工程热力学》练习题题解2
第八章 气体和蒸汽的流动
一 复习思考题解答
【思8-1】 答：不一定，只有当来流的Ma<1、且压力p 1>p b (背压)时，流体的流速增大。 【思8-2】 答：对渐缩喷管，出口流速不变，出口流量减少；对缩放喷管，出口流速减小，出口流量不变。
【思8-3】 答：流体在管道内连续增速的条件包括力学条件和几何条件。力学条件是：流体在管道入口截面上与管道出口处环境之间要存在压力差，且入口截面上压力要大于出口环境压力。几何条件是：当流体Ma<1时，管道截面积要渐缩；当流体Ma>1时，管道截面积要渐扩。
【思8-4】 答：对亚音速流，渐缩管1和缩放管3满足使气流加速的几种条件，宜于作喷管，渐扩管2满足使气流减速增压的几种条件，宜于作扩压管；对超音速流，渐扩管2宜于作喷管，渐缩管1和缩放管3宜于作扩压管；管4是等截面管，不具备使气流加速或减速的几种条件，既不适于作喷管，也不适于作扩压管。
【思8-5】 答：根据声速公式：s
p a ???? ??ρ??=
可见它与流体的性质和状态有关。 【思8-6】 答：摩擦损耗表现在终态焓h 2上，当流体绝热膨胀到同一终压p 2时，摩擦耗散的动能又变成热能返还给工质，导致有摩擦损耗时的h 2要大于没有摩擦损耗时的h 2，所以有摩擦损耗时的出口速度比无摩擦损耗时的出口速度小。
【思8-7】 答：因为在节流孔口附近，流体的状态变化是不平衡的变化过程，各状态参数值都不能确定，所以绝热节流过程的特征只体现在节流前后的稳定态的焓相等，而不能认为整个节流过程的焓始终不变。
【思8-8】 答：流动工质在与外界没有热量和功的交换的情况下，速度降至零的过程称为绝热滞止，此时工质的状态参数统称为滞止参数。在不计位、势能时，根据能量方程，
s w z g c h q +?+?+
?=221，则02
1
2=?+?c h ，所以任一截面的滞止焓都相等。如果是理想气体，焓仅是温度的函数，任一截面的滞止温度也都相等。滞止过程有可逆与不可逆之分。当
可逆滞止时，所有滞止状态参数无论是什么工质，在任一截面上都是一样的。当为不可逆滞止时，随不可逆性的程度不同，虽然滞止焓一样，但滞止熵却不同，不可逆性愈大，滞止熵也愈大，其它状态参数也随之发生变化。
二 练习题解答
【习题8-1】解：查水蒸气热力性质表得p =0.67MPa,t =250℃时,υ=0.3922m 3/kg, 管道截面积
22
2
04155.04
23.01416.34m d A =?==π
所以
s m A m c /3204155
.03922.04.3=?==
υ 【习题8-2】 解：已知 )/(004.1K kg kJ c p ?=，4.1=κ，MPa p 098.01=，
s m c /3001=，151=t ℃
依题意，空气在扩压管出口如要达到可能达到的最大压力，该过程一定为可逆绝热滞止过程，此时必有02=c 。
根据能量方程
22
112
1h c h =+
因为 T c h p =
所以 11T c h p = ， 22T c h p =
K c c T T p 8.33210
004.12300)15273(23
2
2112=??++=+= 又因为过程是可逆绝热的，所以
MPa T T p p 1626.0)288
8.332(098.0)(1
4.14
.111212=?==--κκ
【习题8-3】 解：先计算临界压力c p ，并比较c p 与外界压力b p 的大小后，决定喷管出口
工质的压力。
Pa p p c c 55110567.81069.15546.0?=??==β
查水蒸汽热力性质表得：kg kJ h /32551=，)/(2716.71K kg kJ s ?=
(1)因为c b p Pa p >?=51079.11，所以b p p =2。由2p ，12s s =，查表得kg kJ h /1.31732=，kg m /22352.032=υ
喷管出口流速
s m h h c /9.40410)1.31733255(2)(23212=?-?=-=
喷管流量
s kg c A m
/3623.022352
.09
.4041020062
2
22=??==-υ
(2) 因为c b p Pa p
喷管出口流速
s m h h c /57.57910)30873255(2)(23313=?-?=-=
喷管流量
s kg c A m
/362.03202
.057
.5791020063
3
33=??==-υ
(3) Pa p p b 54109807.0?==，由4p ，14s s =，查表得kg kJ h /2.26414=，
kg m /6834.134=υ
喷管出口流速
s m h h c /98.110710)2.26413255(2)(23414=?-?=-=
根据质量守衡，喷管任意截面上的流量相等，有
s kg m m
c /362.04== 缩放喷管出口截面积
22444445.5105.598
.11076834.1362.0cm m c m
A =?=?==
-υ 【习题8-4】 解：先计算临界压力c p ，并比较c p 与外界压力b p 的大小后，决定喷管出口
工质的压力。
MPa p p c c 3696.07.0528.01=?==β
因为c b p p <，所以选用缩放喷管，出口压力MPa p p b 15.02==
出口截面温度
K p p
T T 691)
7
.015
.0()273800()
(4
.114.111
212=?+==--κ
κ
出口截面流速
s m T T R c /876)6911073(1
4.1287
4.12)(12
212=-?-??=--=κκ 出口截面声速
s m RT a /9.5266912874.122=??==κ
出口截面马赫数
66.19
.526876
222===
a c Ma 出口截面空气比容
kg m p RT /3221.110
15.06912873
6222=??==
υ 空气流量
s kg c A m /975.33221
.187610604222=??=υ=-
【习题8-5】 解：先计算临界压力c p ，并比较c p 与外界压力b p 的大小后，决定喷管出口
工质的压力。
MPa p p c c 8736.06.1546.01=?==β
查水蒸汽热力性质表得：kg kJ h /32541=，)/(26134.71K kg kJ s ?=
(1) 渐缩喷管
因为c b p MPa p <=1.0，所以MPa p p c 8736.02==
由2p ，12s s =，查表得：kg kJ h /30902=，kg m /3001.03
2=υ 喷管出口截面流速
s m h h c /7.572)30903254(2000)(2212=-?=-=
喷管流量
s kg c A m /458.03001
.07.5721024062222=??=υ=-
(2)缩放喷管
MPa p p b 1.03==
由3p ，13s s =，查表得：kg kJ h /26493=，kg m /6656.133=υ 喷管出口截面流速
s m h h c /1100)26493254(2000)(2313=-?=-=
根据质量守衡，喷管任意截面上的流量相等，有
23m m
= 喷管出口截面积
22433335.69310935.61100
6656.1458.0mm m c m
A =?=?=υ=-
【习题8-6】 解：先计算临界压力c p ，并比较c p 与外界压力b p 的大小后，决定喷管的型
式。
MPa p p c c 2904.055.0528.01=?==β
因为 c b p MPa p <=1.0，所以选缩放喷管，且出口处压力b p p =2。
喷管出口截面温度
K p p
T T 352)
55
.01
.0(573)
(4
.114.111
212=?==-κ
-κ
喷管出口截面的理想流速
s m T T R c /3.666)352573(1
4.1287
4.12)(12
212=-?-??=--κκ= 速度系数
959.008.011=-=ζ-=?
喷管出口截面的实际流速
s m c c /6393.666959.022=?=='?
动能损失
kg J c E f /2.177582
3.66608.022
2
2=?=ζ=?
因为
f p E T T c ?=-')(22
所以
K R
E T c E T T f
p
f 7.369287
4.12
.17758)14.1(352)1(222=??-+
=?-+
=?+
='κκ
根据理想气体状态方程，有
kg m p RT /061039.110
1.07.3692873
6222=??==
υ'' 喷管出口实际截面积
22322211.1410411.1639
061039.185.0cm m c m
A =?=?=υ=
-'' 【习题8-7】 解：先计算临界压力c p ，并比较c p 与外界压力b p 的大小后，决定喷管出口
工质的压力。
MPa p p c c 546.01546.01=?=β=，
因为c b p MPa p >=58.0，所以MPa p 58.02=。
由MPa p 11=，3201=t ℃，查水蒸汽热力性质表得：kg kJ h /30941=，)/(20.71K kg kJ s ?=
(1)由2p ，12s s =查水蒸汽热力性质表得：kg kJ h /29622=，kg m /415.032=υ
喷管出口截面蒸汽流速
s m h h c /8.513)29623094(2000)(2212=-?=-=
喷管蒸汽流量
s kg c A m /38.12415
.08
.513101004222=??=υ=-
(2)流动中的动能损失
kg kJ c E k /87.122
8.513)95.01(2)1(22
2
22
=?-=?-=?
喷管出口蒸汽的实际出口焓值为
kg kJ E h h k /87.297487.12296222=+=?+='
由22,'h p 查水蒸汽热力性质表得：)/(22.72K kg kJ s ?='，故作功能力损失：
kg kJ s T I /02.6)20.722.7()28273(0=-?+=?=
【习题8-8】 解：空气定压比热
)/(5.10041
4.1287
4.11K kg J R c p ?=-?=-κκ=
由2
2
c h h +=*
，T c h p =得空气的实际温度
8.588.3315
.10042150)70273(222==?-+=-=*
K c c T T p ℃
【习题8-9】 解：(1)由MPa p 5.11=，3001=t ℃，查水蒸汽热力性质表得：
kg kJ h /30371=，)/(9459.61K kg kJ s ?=。
由kPa p 102=，12s s =，查水蒸汽热力性质表得：kg kJ h /22002=
每kg 蒸汽作的功
kg kJ h h w t /8372200303721=-=-=
(2)由绝热节流过程前后焓值不变，得初焓不变，即kg kJ h h /303711
==' 蒸汽功量
kg kJ w w t t /75.62783775.075.0=?=='
蒸汽出口焓值
kg kJ w h h t /25.240975.627303712=-='-'='
由2
2,h p '在水蒸汽s h -图上查得2'点，作等熵线向上与1h '的交点即1'点，查得
MPa p 35.0='
【习题8-10】 解：绝热节流过程前后焓值不变，对于理想气体，T c h p =，因此有
K T T 30012==。
由节流而引起的熵增量
)/(9.1983
5.1ln 287ln ln
1212K kg J p p R T T c s p ?=?-=-=? 可逆膨胀至2p 时，每kg 空气的作功量
kg kJ p p RT w t /1.54])
3
5
.1(1[14.13002874.1])
(1[14
.11
4.11
1
21=--??=--κκ=-κ
-κ
第九章 气体的压缩
一 复习思考题解答
【思9-1】 答：无论是活塞式压气机还是叶轮式压气机，其产生压缩气体的热力过程是相同的。都是气体流入压气机后被压缩，压力提高，然后流出压气机。在此过程中将外界输入的机械能转变成工质的压力势能，只不过前者的生产过程是间歇的、分批的，而后者是连续的。
【思9-2】 答：从以下几点考虑：（1）从相同的初态压缩到相同的终压，如果初温等于环境温度，则在初温下等温压缩最省功；（2）初温越高，定温压缩功越大；（3）不付代价能得到的最低冷却介质温度为环境温度。综上所述，可知在环境温度下的定温压缩最省功。
可采用的措施有：（1）如果工质压缩前的温度高于环境温度，则先定压冷却到环境温度，再定温压缩；（2）在压缩过程中，为实现定温压缩可采取边压缩边冷却的方法，如在活塞式压气机气缸外加冷却水套。
【思9-3】 答：为了避免活塞与气缸头相撞击，在活塞移到气缸左端时必须在活塞与气缸壁之间留有一定的间隙，该间隙所占有的气缸体积称为余隙体积。由于余隙体积的存在，高压气体在排出气缸时总剩一部分在气缸内，在下一个进汽过程中首先膨胀，而占据一定的气缸容积，使气缸吸入气体的有效体积大大减小。
【思9-4】 答：在单级压缩过程中，体积效率随增压比的提高而降低，当增压比大到一定程度时，体积效率为零，此情况下，就没有压缩气体产出了。采用分级压缩后，可使每一级的压缩比大大减小。同时，随着压力的逐级增高，进入下级气缸的体积逐级减小，气缸的尺寸也随着级数的增加而减小，从而使得每一级的余隙减小，因此可获得较高的体积效率。特别是在增压比很高的情况下，当单级压缩无能为力时，分级压缩可使目的变为现实。
在分级压缩过程中，如增加中间冷却，可降低进入下一级气缸气体的温度。一方面使气体体积减小，气缸余隙减小，体积效率提高；另一方面，又减少了功耗，可一举两得。
【思9-5】 答：在叶轮式压气机中，气体在压气机内逗留的时间很短，因此通过机壳与外界交换的热量甚微，可视为是绝热的。另外，气体在压气机内的流动过程中，摩擦是不可避免的，因此过程是不可逆的。所以，叶轮式压气机中实施的是不可逆绝热过程。
【思9-6】 答：理论过程与实际过程的比较条件为： (1)理论过程是可逆过程，实际过程是不可逆过程；
(2)被比较的两种过程中，冷却介质的状态变化情况是完全一样的； (3)被压缩工质从相同的初态变化到相同的终压。 如果我们把工质与冷却介质组成一扩大系统考虑，则工质的熵变s ?加冷却介质的熵变r s ?为孤立系统的熵增iso s ?，即
r iso s s s ?+?=? 对于理论过程，由于具有可逆特征，0=?iso s
()()R r R s s ?-=?
对于实际过程，由于不可逆，0>?iso s
()()iso i r i s s s ?+?-=?
由比较条件(2)，可知()()i r R r s s ?=?
所以 ()()0>?=?-?iso R i s s s
实际过程的终态熵必大于理论过程的终态熵。对于任意工质，()p s h h ,=
dp p h ds s h dh s
p ???? ????+???
????= (1) 因为 dp Tds dh υ+= (2)
比较(1)、(2)式可得：
T s h p
=???
???? 此式说明在一条定压线上，工质的焓随熵的增大而增大，所以实际过程的终态焓必大于理论过程的终态焓。根据开口系统能量方程
t w h q +?=
()()tR R R w h q +?= ()()ti i i w h q +?=
因为 ()()i R q q =，()()R i h h ?>?
所以 tR ti w w > 所以实际过程消耗的功必大于理论过程消耗的功。
二 练习题解答
【习题9-1】 解：根据理想气体状态方程，得
kg m p RT /84091.010
1.02932873
6111=??==
υ 空气流量
s kg m
/3303.084091
.036001000
=?=
(1)0.1=n ，即等温压缩。
技术功
kg kJ p p RT w tT /67.1501
.06.0ln 293287ln
12-=??-=-= 压气机消耗的功率
kW w m
P tT t 77.4967.1503303.00.1,=?== (2)25.1=n 时
技术功
kg kJ p p n nRT w n n tn /2.1811.06.011
25.129328725.11125.1125.11121-=??????????? ??--??=????
?????????? ??--=-- 压气机消耗的功率
kW w m
P tn t 85.592.1813303.025.1,=?== (3)4.1=n 时
技术功
kg kJ p p n nRT w n n tn /75.1961.06.0114.12932874.1114.114.11121-=??????????? ??--??=????
?????????? ??--=-- 压气机消耗的功率
kW w m
P tn t 99.6475.1963303.04.1,=?== 【习题9-2】 解：依题意，压缩终了时的压力为
MPa p p p b g 78256.02=+=
空气的定容比热
)/(7175.097
.28314.82525K kg kJ M R c m v ?=?== 空气的定压比热
)/(0045.197
.28314.82727K kg kJ M R c m p ?=?== (1)绝热压缩
技术功
kg kJ p p RT w ts /23609807.078256.0114.12902874.1114.114.11121-=??????????? ??--??=????
?????????? ??--κκ=-κ-κ 压气机耗功
kg kJ w w ts cs /236=-=
换热量
0=q
压缩终了温度
K p p T T 9.52409807.078256.02904
.114.111212=?
?
?
???=?
??
? ??=-κ
-κ
内能的变化量 ()kg kJ T c u v /5.1682909.5247175.0=-?=?=?
焓的变化量 ()kg kJ T c h p /2362909.5240045.1=-?=?=?
(2)等温压缩 技术功
kg kJ p p RT w tT /86.17209807
.078256.0ln 290287ln
12-=??-=-= 压气机耗功
kg kJ w w tT cT /86.172=-=
换热量
kg kJ w q tT /86.172-==
因为T 在压缩过程中保持不变，所以
0,0=?=?h u
【习题9-3】 解：(1)最佳分级压力
MPa p 4.06.11.02=?=
(2)各级气缸的出口气体温度
K T T T n
n 25.3891.04.0)22273(25
.11
25.11142=?
?
?
???+=π
==--
(3)根据理想气体状态方程
kg m p RT /84665.010
1.0295
28736111=??==
υ 空气流量
s kg m
/082.084665
.03600250
=?=
压气机的总功率
KW
p p n nRT m m w P n n tn t 182.2214125.129528725.1082.02112225
.11
25.11
121=??
????--????=????
??????-???? ??-==-- (4)压缩过程中空气的总放热量
()()()KW
T T n n c m T T c m
Q n n 65.625.3892951
25.14
.125.197.28314
.825
082.021
222121=-?--????=---=-=κ
υ (5)中间冷却器中的放热量
()()KW T T c m Q p p 76.729525.38997
.28314
.827
082.012=-???=-=
【习题9-4】 解：根据理想气体状态方程，可得
()kg m p RT /84575.0109807.01627328735111=?+?==
υ ()kg m p RT /20249.010904.47327328735222=?+?==υ 可求出可逆多方过程的多方指数
126.120249.084575
.0ln 109807.010904.4ln ln
ln 552
112=??=υυ=p p n
空气流量
s kg V m
/883.784575
.060400
11=?=υ= 电机功率
KW p p n nRT m w m P n n tn 11531109807.010904.41126.1289287126.1883.71
1126
.11126.1551
121=????
?
????
?
-????
?????-???=????
??????-???? ??-==--
压气机每分钟放出的热量
()()()min
/420633462891
126.14.1126.197.28314
.825
883.7601
2121kJ T T n n c m T T c m
Q n n =-?--????=---=-=κ
υ 【习题9-5】 解：依题意，可求出气缸的工作体积
332
211057.12.04
1.04m L D V V c -?=??π=π=-
又有
()35110854.705.0m V V V c c -?=-=
可得
3311064854.1m V -?=
余隙体积的膨胀过程为多方膨胀，有
3425
.115112410293.31.06.010854.7m p p V V n
c --?=??? ????=???
? ??=
(1)压气机的有效进气体积
min /528.0103192.110293.3106454.13334341m m V V =?=?-?=----
(2)压气机的体积效率
%84%10010
57.1103192.13
3
141=???=--=η--c v V V V V (3)压气机的排汽温度
K p p T T n
n 3.4196
29325
.1125.111212=?=?
??
? ??=--
(4)技术功
kg kJ p p n nRT w n n tn /2.18161125.129328725.11125.1125.11
121-=??????-?-??=????
?????????? ??--=-- 电机功率
KW w m
P tn 51.12.18160
5
.0=?== 【习题9-6】 解：混合物的质量流量
s kg kg m m
/17.0min /2.1068.015151==?== 根据理想气体状态方程，混合物的气体常数
)/(4.24815
2733.11
1093.051
1
1K kg J T p R ?=+?
?=υ=
理论技术功
kg
kJ p p RT w ts /98.601093.01021138.12884.24838.11138.11
38.155
1121-=???
??????????? ????-?-??=????
?????????? ??--κκ=-κ-κ 实际技术功
kg kJ w w s co ts ts
/37.7482
.098
.60,-=-=η=' 增压器的功率
KW w m
P ts 64.1237.7417.01=?='=
第十章 气体动力循环
一 复习思考题解答
【思10-1】 答：活塞式内燃机的实际循环属于开式。在理论分析时忽略进、排气时工质状态和成份上的差异，使进、排气的推动功相互抵消，且把开式循环看成是定质量工质的闭式循环。这样处理可以简化问题，突出热力学上的主要因素，便于分析计算。
【思10-2】 答：活塞式内燃机的基本循环有三种：等体加热循环、等压加热循环和混合加热循环。
(2)等压加热循环：
(3)混合加热循环：
【思10-3】 答：循环的T-s 图如图10-7：
从T-s 图中可以看出两循环的吸热过程都是2-3，吸热量相等；循环1-2-3-4-1的放热过程
为4-1，循环1-2-3-5-1的放热过程为5-1。因为在T-s 图上可逆过程的热力过程线与横坐标所夹部分的面积即过程热量，故此从图上可看出，4-1过程的放热量要大于
5-1过程的放热量。根据热效率公式1
21q q
t -=η，可知
循环1-2-3-5-1的热效率大。
【思10-4】 答：不矛盾，两者在本质上是相同的。 等压加热燃气轮机理想循环是由两个定压和两个定熵过程构成的。在该循环中： 因为 142
343121431121T T T T T T T T p p p p --===???
? ??=???? ??=---κ
κκ
κκ
κπ
所以 32
23411423141/)(/)(111
1s T T c s T T c T T T T p p t ?-?--=---=-=-κ
κπη
又因为3241s s ?=?；24114/)(T s T T c p =?-，13223/)(T s T T c p =?-
所以 1
2
111
1T T t -
=-
=-κ
κπ
η 从循环特征上看，π增大，意味着吸热平均温度1T 与放热平均温度2T 的差距拉大，所以t η提高。当3T 不变时，π增大，2T 提高，4T 降低，则1T 变大，2T 变小，当然t η提高。π不变时，
1q 增大，则3T 提高，同时导致4T 提高，2q 增大，且1q 与2q 按同一比例变化，所以热效率t η不
变。因此，π的变化就意味着1T 与2T 差距的变化，所以，公式κ
κπ
η11
1--
=t 与1
2
1T T t -
=η并不矛盾。
【思10-5】 答：在不采用回热的情况下，1-2’-3-4-1循环比1-2-3-4-1循环热效率低。
定压加热燃气轮机装置理想循环的热效率
κ
κπ
η11
1--
=t ，即t η只与π有关。如图所示。循环
1’-2’-3-4-1’与循环1-2-3-4-1的热效率是相等的。再比较1’-2’-3-4-1’与1-2’-3-4-1两个循环，它们吸热量一样，但后
者的排热量要大一些，多出1-1’-2’-1围成的面积，因此它的热效率低一些。
【思10-6】 答：卡诺循环采用的是可逆等温吸热过程、可逆等温放热过程，因此，吸热温度达到温限的最大温度，放热温度达到温限的最低温度，其热效率为1
2
1T T -
=η；对于内燃机循环与燃气轮机循环，由于没有采用可逆等温吸热、可逆等温放热，循环的平均吸热温度
11T T <，平均放热温度22T T >，因此，其循环热效率tc t T T η<-
=η1
2
1。 要提高燃气轮机热效率可采用以下措施：
(1)采用回热循环；
(2)在回热基础上采用分级压缩中间冷却； (3)在回热基础上采用分级膨胀中间再热； (4)尽可能减少装置中的不可逆性；
(5)在材料允许的情况下，尽可能提高升温比τ；
(6)在一定τ下，尽可能使增压比π接近最佳增压比max π。
二 练习题解答
【习题10-1】 解：已知：压缩比15=ε，初胀比2=ρ，MPa p 1.01=，
K T 294212731=+=，空气绝热指数4.1=κ，气体常数)/(287K kg J R ?=，
)
/(0045.1102871
4.14.113K kg kJ R c p ?=??-=-=-κκ)/(717
5.04.1/0045.1/K kg kJ c c p v ?===κ，
循环T-s 图如图10-9所示：
由热力学第一定律，循环作功量210q q w -=，要求出21,q q 则先要求出各点的温度1T 、2T 、3T 、4T ： 1-2为绝热压缩过程
K T T T 5.8681529414.1111
21
12=?=ε=???
? ??υ
υ=--κ-κ
2-3为等压加热过程
K T T T 173725.86822
3
2
3=?=ρ=υυ= 4-1为等体放热过程
K T T T 9.77522944.112
3
14=?=ρ=???
? ??υ
υ=κκ
循环吸热量 ()()kg kJ T T c q p /4.8725.86817370045.1231=-?=-= 循环放热量 ()()kg kJ T T c q v /8.3452949.7757175.0142=-?=-=
循环作功量
kg kJ q q w /6.5268.3454.872210=-=-=
循环最高温度
K T T 17373max ==
循环热效率
604.04
.8728.3451112=-=-
=q q t η 【习题10-2】 解：已知：增压比5=π，MPa p 1.01=，K T 288152731=+=， kJ q 26001=，空气绝热指数4.1=κ，气体常数)/(287K kg J R ?=，
)/(7175.0102871
4.11113K kg kJ R c v ?=??-=-=
-κ，循环T-s 图如图10-10所示： 根据理想气体状态方程，有
kg m p RT /82656.010
1.028828736
111=??==υ 1-2为可逆绝热压缩过程
K T p p T T 1.45652884.114.11
11
1212=?=π=???
? ??=-κ
-κκ
-κ kg m /26182.0582656.034
.11112==πυ=υκ 由循环吸热量()231T T c q v -=，得
K c q T T v 8.40797175
.01000
26001.456123=?+=+=
2-3为等体加热过程
kg m /26182.0323=υ=υ
循环的最高压力
MPa RT p p 47.426182.08.4079287333max
=?=υ==
循环热效率
369.01
.456288
1121=-=-
=ηT T t 【习题10-3】 解：已知：压缩比15=ε，初胀比3.1=ρ，等体增压比8.1=λ，
MPa p 1.01=，K T 323502731=+=，
空气绝热指数4.1=κ，气体常数)/(287K kg J R ?=，)/(0045.1102871
4.14.113K kg kJ R c p ?=??-=-=-κκ，
)/(7175.04.1/0045.1/K kg kJ c c p v ?===κ，循环T-s 图如图10-11所示：
利用过程初终参数之间的关系可得
K T T T 95415
3231
4.1111
2112=?=ε=???? ??υυ=--κ-κ K T p p T T 17188.195422323=?=λ=???? ??=
K T T T 22333.1171833434=?=ρ=???
? ??υυ=
K T T 8393.18.13234.115=??=λρ=κ
循环吸热量
()()
()()kg
kJ T T c T T c q q q p v /1065171822330045.195417187175.0342334231=-?+-?=-+-=+=
循环放热量
()()kg kJ T T c q v /3703238397175.0152=-?=-=
循环热效率
653.01065
3701112=-=-
=ηq q t 【习题10-4】 解：根据理想气体熵变化量计算公式：
2
1121212ln ln ln ln
p p R T T c R T T c s p v -=υυ+=? 来计算本题中各状态点间的熵变化量。
比热取定值
)/(71747.097.28314.825
K kg kJ c v ?=?=
)/(0045.197
.28314.827
K kg kJ c p ?=?=
循环的T-s 图如图10-12所示： 5-1为等体放热过程
)/(3275.0363
573ln 71747.0ln
1515K kg kJ T T c s s v ?=?==- 1-2为可逆绝热压缩过程
21s s =
2-3为等体加热过程
)/(1784.0673
863ln 71747.0ln
2323K kg kJ T T c s s v ?=?==- 3-4为等压加热过程
)/(863
ln 0045.1ln
43434K kg kJ T
T T c s s p ??==- 4-5为可逆绝热膨胀过程
54s s =
所以，有 ()()23341415s s s s s s s s -+-=-=-
即
3275.01784.0863
ln
0045.14
=+T 解得
K T 10014=
循环热效率
()()()()452.086310014.1673863363
5731113423151
2=-?+---=-+---=-
=T T T T T T q q t κη
同温度范围内卡诺循环热效率为
637.01001
363
1141=-=-
=T T tc η 【习题10-5】 解：空气绝热指数4.1=κ，气体常数)/(287K kg J R ?=， )/(0045.1102871
4.14.113K kg kJ R c p ?=??-=-=-κκ
)/(7175.04.1/0045.1/K kg kJ c c p v ?===κ
该循环的p-v 图如图10-13所示：
由111mRT V p =可得，
kg RT V p m 0171.028*******.010101.06111=???==
∴ kg m m V /81871.00171
.0014
.0311==
=υ 同理，有
kg m m V /16374.00171
.00028.0322===υ
1-2为绝热压缩过程
K T T 54816374.081871.02881
4.11
21
12=?
?
?
???=???
? ??υ
υ=--κ MPa RT p 9605.016374
.0548287222=?=υ=
2-3为等体吸热过程
kg m /16374.0323=υ=υ
K R p T 1055287
16374
.01085.16333=??=υ=
循环吸热量
kg kJ T T c q v /8.363)5481055(7175.0)(231=-?=-=
3-4为绝热膨胀过程
K p p T T 46085.1101.010554
.11
4.113434=?
?
?
???=?
??
?
??=-κ
-κ
4-1为等压放热过程 放热量
kg kJ T T c q p /8.172)288460(0045.1)(142=-?=-=
循环作功量 ()kJ q q m W 27.38.1728.3630171.0)(210=-?=-=
理想循环热效率
525.08
.3638.1721112=-=-
=ηq q t 同温度范围内卡诺循环热效率为
727.01055
2881131=-=-
=ηT T tc 【习题10-6】 解：已知：增压比4=π，MPa p p 1.041==，K T 300272731=+=，kg kJ q /3331=，空气绝热指数4.1=κ，气体常数)/(287K kg J R ?=，
)/(0045.1102871
4.14.113K kg kJ R c p ?=??-=-=-κκ。
循环T-s 图如图10-14所示： 1-2为可逆绝热压缩过程
MPa p p 4.01.0412=?=π=
K T T 44643004
.114.11
12=?=π=-κ-κ
kg m p RT /32.010
4.044628736
222=??==υ 2-3为等压吸热过程
MPa p p 4.023==
由)(231T T c q p -=可得
K c q T T p 5.7770045
.1333446123=+=+= kg m p RT /55786.010
4.05.77728736333=??==
υ (1) 循环最高温度
K T T 5.7773max ==
3-4为可逆绝热膨胀过程
K p p T p p T T 5234.01.05.7774
.11
4.1121313434=?
?
?
???=?
??
? ??=?
??
?
??=-κ
-κκ
-κ
4-1为等压放热过程 循环放热量
kg kJ T T c q p /224)300523(0045.1)(142=-?=-=
(2) 循环净功量
kg kJ q q w /109224333210=-=-=
(3) 循环热效率
327.0333
2241112=-=-
=ηq q t 根据熵变化量的计算公式
2
1121212ln ln ln ln
p p R T T c R T T c s p v -=υυ+=?
可得
()K kg J T T c s s p ?=?==?=?/558.0446
5.777ln 0045.1ln
231423 (4) 平均吸热温度
K s q T 595558
.0333
2311==?=
平均放热温度
K s q T 401558
.0224
1422==?=
【习题10-7】 解：该循环的T-s 图如图10-15所示，工质的循环为1-1’-b-2’-3-4’-5-6’-1，且放热过程中6’-8段放出的热量正好用于加热过程中2’-7的加热，达到极限回热。 依题意，要计算出循环的热效率，则需要先求出循环的净功量和吸热量。
已知条件如下：
kPa p p p p 1006681===='，
kPa p p p p p p b
a
2505
44
1======'
'
；
K T T b 288152731=+==，
K T T 112385027353=+==； 85.0=oi η；80.0,=s co η。
燃气及空气均为双原子理想气体，4.1=κ，实际循环对应的理论循环为1-a-b-2-3-4-5-6-1。根据效率计算的一般表
达式1
2
1q q t -
=η，要计算1q 、2q ，就必须先计算出1'T 、2'T 、4'T 和6'T 。首先计算分级压缩的压缩终点温度1'T 和2'T ，
因为
κ
κ111-???
?
??=p p T T a a
所以 K p p T T a a 3741002502884
.114.1111=?
?
?
???=???
? ??=-κ
-κ 又因为 111
111,T T T T h h h h a a s co --=
--=''η 所以 K T T T T s co a 3968
.0288
374288,111=-+=-+='η
同理
K p p T T b b 3512505002884
.114.1122=?
?
?
???=?
??
? ??=-κ
-κ
工程热力学期末考试试题
一、1.若已知工质的绝对压力P=，环境压力Pa=，则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W
2019年自学考试发展心理学练习题及答案(1)
2019 年自学考试发展心理学练习题及答案(1) 德国生理和实验心理学家普莱尔于19 世纪后半叶创立了儿童心理学。 儿童发展心理学的创立，最根本的目的是要揭示发展的普遍行为模式。而儿童的动作发展模式、语言获得模式、皮亚杰所描述的儿童思维发展阶段等，都是儿童心理发展的普遍模式。儿童动作的发展是在脑和神经中枢、神经、肌肉控制下实行的，所以动作的发展与其身体的发展、大脑和神经系统的发育密切相关。动作的发展遵循以下三个规律： 1、从上到下。儿童最早发展的动作是头部动作，其次是躯干动作，最后是脚的动作。 2、由近及远。 3、由粗到细。儿童先学会大肌肉、大幅度的粗动作，在此基础上逐渐学会小肌肉的精细动作。儿童用手握铅笔自如地一笔一画地写字，往往要到 6-7 岁才能做到。 1、以下不是儿童动作发展所遵循的规律是(D) A.从上到下 B.由近及远 C.由粗到细 D.由前到后2、儿童最早发展的动 作是(A) A. 头部动作B 躯干动作C. 手的动作D. 脚的动作 3、儿童的动作发展是沿着(A) 方向逐步成熟的。 A.抬头-翻身-坐-爬-站-行走B抬头-爬-站-翻身-坐-行走 C.坐-抬头-翻身-爬-站-行走D翻身-抬头-坐-爬-站-行走 4、儿童用手握铅笔自如地一笔一画地写字，往往要到(C) 岁才能做到。
A.3-4 B 4-5 C 6-7 D 7-8 5、儿童心理学的创始人是 （C ） A. 夸美纽斯 B 何林渥斯 C 普莱尔 D 冯特 儿童发展心理学自诞生以后发展出了多种理论派别。 如以格塞尔为代表的成熟论。格塞尔的观点源自于他的双生子爬 楼梯研究。他认为，个体的生理和心理发展，都是按照其基因规定的 顺序有规则、有次序地实行的。他通过基因来指导发展过程的机制定 义为成熟，心理发展是由机体成熟预先决定与表现的。 行为主义的创始人华生，认为心理的本质就是行为，心理学研究 的对象就是可观察到的行为。华生否认遗传在个体成长中的作用，认 为一切行为都是刺激 - 反应的学习过程。他对待儿童心理发展的基本观 点源于洛克的“白板说”。华生提出的研究方法有：观察、条件反射 法、言语报告法、测验法。 精神分析论则着重对“无意识”的探究。弗洛伊德认为，存有于 潜意识中的性本能是心理的基本动力，心理的发展就是“性”的发展， 或称心理性欲的发展。 4、潜伏期 （6-11 岁） 5、青春期 （11、12 岁开始 ） 。 相互作用论者，皮亚杰认为儿童心理的发生发展不是天生结构的 展开，也不完全取决于环境的影响。在他看来，发展受四个因素的共 同影响，这四个因素是：成熟、自然经验、社会经验以及平衡化，其 中第四个是决定性因素。他将儿童的心理发展分为五个阶段： 1、 口唇期 （0-1 岁） 2、 肛门期 （1-3 岁） 3、 性器期 （3-6 岁）
工程热力学期末试卷及答案
页脚内容1
页脚内容2
1 n c n κ - = - R =，代入上式得 页脚内容3
页脚内容4
页脚内容 6 及内能的变化，并画出p-v 图，比较两种压缩过程功量的大小。（空气： p c =1.004kJ/(kgK)，R=0.287kJ/(kgK)）（20分） 2．某热机在T1=1800K 和T2=450K 的热源间进行卡诺循环，若工质从热源吸热1000KJ ，试计算：（A ）循环的最大功？（B ）如果工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K ，在过程中与低温热源的温差为50K ，则该热量中能转变为多少功？热效率是多少？（C ）如果循环过程中，不仅存在传热温差，并由于摩擦使循环功减小10KJ ，则热机的热效率是多少？（14分） 3．已知气体燃烧产物的cp=1.089kJ/kg ·K 和k=1.36，并以流量m=45kg/s 流经一喷管，进口p1=1bar 、T1=1100K 、c1=1800m/s 。喷管出口气体的压力p2=0.343bar ，喷管的流量系数cd=0.96；喷管效率为 =0.88。求合适的喉部截 面积、喷管出口的截面积和出口温度。（空气：p c =1.004kJ/(kgK)， R=0.287kJ/(kgK)）（20分） 一．是非题（10分） 1、√ 2、√ 3、× 4、× 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×10、√ 二．选择题（10分） 1、B2、C3、B4、B5、A 三．填空题（10分） 1、功W;内能U 2、定温变化过程，定熵变化 3、小，大，0 4、对数曲线，对数曲线 5、 a kpv kRT ==， c M a = 四、名词解释（每题2分，共8分） 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统。 焓：为简化计算，将流动工质传递的总能量中，取决于工质的热力状态的那部分能量，写在一起，引入一新的物理量，称为焓。 热力学第二定律：克劳修斯(Clausius)说法：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。开尔文一浦朗克(Kelvin —Plank)说法：不可能制造只从一个热源取热使之完全变成机械能而不引起其他变化的循环发动机。 相对湿度：湿空气的绝对湿度v ρ与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s ρ的比值， 称为相对湿度?。 五简答题（8分）
工程热力学试卷1
一、分析说明题： 1、水汽化过程的P-V 与T-S 图上：1点、2线、3区、5态，分别指的是什么？ 答：1点：临界点2线：上界线（干饱和蒸汽线）、下界线（饱和水线）3区：过冷区（液相区或未饱和区）、湿蒸汽区（汽液两相区）、过热蒸汽区（气相区）5态：未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽 2、什么样的的气体可以看成是理想气体？ 答：①分子之间的平均距离相当大，分子的体积与气体的总体积相比可以忽略。②分子之间没有相互的作用力。 ③分子之间的相互碰撞及分子与器壁之间的碰撞均为弹性碰撞。 3、画图分析蒸汽初温及初压的变化对郎肯循环的影响。 ①蒸汽初温的影响： 保持p 1、p 2不变，将t 1提高，2t 1 T 1T η=- 则有：1T ↑，2T 不变?t η↑ 且乏汽干度：2'2x x > ②蒸汽初压的影响： 保持t 1、 p 2不变，提高p 1，2t 1 T 1T η=- 则有：1T ↑，2T 不变?t η↑ 但是乏汽干度：2'2x x < 4、什么叫逆向循环或制冷循环？逆向循环的经济性用什么衡量？其表达式是什么？ 答：在循环中消耗机械能，把热量从低温热源传向高温热源的循环称为逆向循环或制冷循环。或者在P-V 图和T-S 图上以顺时针方向进行的循环。 逆向循环的经济性评价指标有：制冷系数；ε =q 2/W net ；热泵系数：ε ′ =q 1/W net 5、简述绝对压强、相对压强及真空度之间的关系。 答：①当绝对压强大于当地大气压时： 相对压强（表压强）=绝对压强-当地大气压 或 当地绝表P P P -= ②当绝对压强小于当地大气压时：真空度=当地大气压-绝对压强 或 绝当地真空P P P -= 6、绝热刚性容器中间用隔板分开，两侧分别有1kg N 2和O 2，其p 1、T 1相同。若将隔板抽出，则混合前后的温度和熵有什么变化，为什么？ 答: ①因为是刚性绝热容器，所以系统与外界之间既没有热量交换也没有功量交换。②系统内部的隔板抽出后，温度保持不变。③绝热过程系统熵流为零，系统内部为不可逆变化，熵产大于零，因此总熵变大于零。 7、表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否 可能变化？ 答：①表压力或真空度不能作为状态参数进行热力计算，因为表压力或真空度只是一个相对压力。 ②若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。
工程热力学试卷终极版
工程热力学考试试卷 All rights reserved. 判断题 1.流动功是系统维持流动所花费的代价，所以流动功不能为0。（×） 2.质量保持不变的系统就是闭口系。（×） 3.处于稳定状态的系统一定处于平衡状态（×） 4.（×） 5.等温过程的膨胀功与与吸收的热量相等。（×） 线比等容线陡。（×） 7.绝热系可以是开口系。（√） 8.可以从单一热源中取热并使之完全转换为功。（√） 9.定容过程对湿蒸汽进行加热，干度一定增大。（×） 10.可逆循环的热效率一定大于不可逆循环的热效率。（×） 任何过程。（×） 分析、简答题 1.“系统经某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，则经不可逆途径系统的熵变必大于可逆途径的熵变。”，这种说法是否正确，为什么？答：不正确。因为熵是状态参数，不论过程是否可逆，只要初终态相同，其熵变均相同，故系统从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，经不可逆途径系统的熵与可逆途径的熵变相等。 2.
答：通过2点作等温线，分别与过1点的等容线和等压线相交于2v 及2p 点；由于理想气体的热力学能和焓是温度的单值函数，p v T T T 222==，可以得到p v h h u u 2222,==。 等容过程的吸热量与相同温限下的热力学能的变化相等，可以得到 12u u q v v -=。 等压过程的吸热量与相同温度下的焓的变化相等，可以得到 12h h q p p -=。s T -图上过程线下方的面积表示热量，所以 11212s s q v v v 面积=；11212s s q p p p 面积=。从而可以得到，1121212s s q u u v v v 面积==-；1121212s s q h h p p p 面积==-。 3.某理想气体在v p -图上的两种过程如下图所示，试在s T -图上画出相应的两个过程，指出过程多变指数n 的围，并说明各过程中工质是膨胀还是压缩，吸热还是放热，升温还是降温，降压还是升压。
工程热力学考研试题及答案
1．湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中，不相互独立的一对是（D ）D ．(p,t)2．在不可逆循环中（B ）A ． ??>?ds T q B ． ??t w >t C ．t DP =t w =t D ．t w > t DP >t 6．如果孤系内发生的过程都是可逆过程，则系统的熵（C ） A ．增大 B ．减小 C ．不变 D ．可能增大，也可能减小21．理想气体的可逆过程方程式=n pv 常数，当n ＝ ∞ 时，即为等体过程。 7．pdv dT c q v +=δ适用于（A ）A ．可逆过程，理想气体 B ．不可逆过程，理想气体 C ．可逆过程，实际气体 D ．不可逆过程，实际气体 8．电厂蒸汽动力循环回热是为了（C ）A ．提高循环初参数 B ．降低循环终参数C ．提高平均吸热温度 D ．提高汽轮机的相对内效率 9．活塞式压气机采取分级压缩（ C ）A ．能省功 B ．不能省功 C ．不一定省功 D ．增压比大时省功 10．理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大，将使生产1kg 压缩空气的耗功量（C ）A 增大 B ．减小C ．不变 D ．的变化视具体压缩空气的耗功量 11．下列各项中，不影响燃烧过程热效应的是（C ）A ．反应物的种类 B ．反应温度C ．反应速度D ．反应压力 12．欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用（C ）A ．渐缩喷管B ．渐扩喷管C ．缩放喷管D ．前后压差较大直管 13．水蒸汽h －s 图上定压线（C ．在湿蒸汽区是直线，在过热蒸汽区是曲线 14．为提高空气压缩制冷循环的制冷系数，可以采取的措施是（D ） A ．增大空气流量 B ．提高增压比C ．减小空气流量 D ．降低增压比 15．在范德瓦尔方程中，常数b 为考虑气体 而引入的修 正项。（C ）A 分子间内位能 B ．分子运动动能C ．分子本身体积D ．分子间相互作用力 二、多项选择题16．理想气体可逆等温过程的体积变化功w 等于（AC ）A ．2 1 p p RT ln B ．1 2p p RT ln C ．1 2v v RT ln D ．2 1v v RT ln E ．(p 2v 2－p 1v 1) 17．vdp dh q －=δ适用于 AC A ．可逆过程，理想气体 B ．不可逆过程，理想气体 C ．可逆过程，实际气体D ．不可逆过程，实际气体 E ．任意过程，任意气体 18．再热压力若选得合适，将使（BCDE ） A ．汽耗率提高 B ．热耗率提高 C ．循环热效率提高 D ．排汽干度提高 E ．平均吸热温度提高 19．马赫数小于1的气流可逆绝热地流过缩放管时，如果把喷管的渐扩段尾部切去一段，在其他条件不变的情况下，其（BDE ）A ．流量变小B ．流量不变 C ．流量变大 D ．出口压力变大E ．出口速度变大 20．不可逆循环的热效率（BE ） A ．低于可逆循环的热效率 B ．在相同的高温热源和低温热源间低于可逆循环的热效率 C ．高于可逆循环的热效率 D ．在相同的高温热源和低温热源间高于可逆循环的热效率 E ．可能高于，也可能低于可逆循环的热效率 三、填空题 22．在一定的压力下，当液体温度达到 饱和 时，继续加热，立即出现强烈的汽化现象。 23．湿空气的绝对温度是指lm 3湿空气中所含水蒸汽的 质 量 。 24．火电厂常用的加热器有表面式和 混合 式。 25．可逆绝热地压缩空气时，无论是活塞式压气机还是叶轮式压气机，气体在压气机内的 状态变化 规律是相同的。 26．理想气体的绝热节流效应是 零效应 。 27．利用平均比热表计算任意体积气体在定压过程中的吸热量时，应使用公式 Q ＝V 0 )t |c -t |(c 1t 0'p 2t 0'p 1 2?? 。 28．图示通用压缩子图上一状态点A ，其位置表明： 在该状态下气体分子之间的相互作用力 主要表现为 排斥 力。
河南城建学院期末考试考查试题 工程热力学试卷答案
1．可逆过程一定是准静态过程； 对，因为一个可逆过程，首先应该是准平衡过程。 2．工质经一不可逆循环后其熵一定增加； 错，工质经一不可逆循环后其熵是不变的。 3．第二类永动机违反了热力学第一和第二定律； 错，第二类永动机并不违背热力学第一定律。 4．节流过程是一个等焓过程； 错，节流过程中，流体在孔口附近产生严重的扰动及涡流，处于不稳定状态，因而不能确定各截面的焓值，所以，尽管节流前后焓不变，但不能把节流过程理解为等焓过程。 5．制冷系数是大于1的数； 错，制冷系数是指制冷循环中制冷量与消耗功的比值，可能大于1，也可能小于1。 6．压缩机的余隙容积对压缩机压缩每公斤工质的理论功没有影响； 对，有余隙容积后，如生产增压比相同、质量相同的同种压缩气体，理论上所消耗的功与无余隙容积时相同。 7．熵减少的过程是可以发生的； 对，只对于孤立系统，熵必定增加或不变，但是对于其他非孤立系统，不一定熵增。 8．孤立热力系熵减少的过程是无法实现的； 对，根据熵增原理，孤立系统熵必定增加或不变。 9．热量不可能从低温热源传向高温热源； 错，根据热力学第二定律，热不可能自发的从低温物体转向高温物体。 10．当蒸汽的温度高于饱和温度时，称该蒸汽为过热蒸汽； 错，当蒸汽温度高于对应压力下的饱和温度时，该蒸汽为过热蒸汽。二．名二、名词解释：（15分，每题3分） 1. 混合气体的分压力； 答：在与混合气体温度相同的情况下，每一种组成气体都独自占据体积V时，组成气体的压力成为分压力。 2. “焓”； 答：在有关热工计算中时常有U出现，为了简化公式和简化计算，把它定义为焓，用符号H表示。pV+ 3. 第二类永动机； 答：从环境大气或海水吸收热量不断转化为机械功，这种单一热源下做功的动力机械称为第二类永动机。 4. 孤立热力系； 答：任何一个热力系（闭口系、开口系、绝热系、非绝热系），总可以将它连同与其相互作用的一切物体组成一个复合系统，该复合系统不再与外界有任何形式的能量交换和质量交换，我们称该复合系统为孤立系统。 5. 理想气体； 答：理想气体是一种实际上不存在的假想气体，其分子是些弹性的、不具体积的质点，分子间相互没有作用力。 三．（15分） 空气由初态压力为0.1MPa，温度20℃，经2级压缩机压缩后，压力提高到2MPa。若空气进入各级气缸的温度相同，且各级压缩过程的多变指数均为1.2，求最佳的中间压力为多少？并求生产1kg质量的压缩空气所消耗的理论功？求各级气缸的排气温度为多少？ 解：最佳中间压力MPa p p p447 .0 2 1.0 2 1 2 = ? = =； 理论比功：() KJ p p p p T R n n w n n n n g c 21 . 286 2 1.0 447 .0 2 20 15 . 273 10 06 . 287 1 2.1 2.1 2 1 2.1 1 2.1 3 1 2 3 1 1 2 1 = ? ? ? ? ? ? ? ? - ? ? ? ? ? ? + ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ?? ? ? ? ? + ?? ? ? ? ? - = - - - -
工程热力学期末试卷及答案课件.doc
一．是非题三．填空题（10 分） 1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（） 1．理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围_________ 2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（）2．蒸汽的干度定义为_________。 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（）3．水蒸汽的汽化潜热在低温时较__________，在高温时较__________，在临界温度 为__________。 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为 T 2 p 2 k 1 k （） 4．理想气体的多变比热公式为_________ 5．采用Z级冷却的压气机，其最佳压力比公式为_________ 四、名词解释（每题 2 分，共8 分） T 1 p 1 1．卡诺定理： 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。（） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。 （） 7．对于过热水蒸气，干度x 1（） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最 多增大到临界流量。（） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量（） 10．已知露点温度t d 、含湿量 d 即能确定湿空气的状态。（） 二．选择题（10 分） 1．如果热机从热源吸热100kJ，对外作功100kJ，则（）。 （A）违反热力学第一定律；（B）违反热力学第二定律； （C）不违反第一、第二定律；（D）A 和B。 2．压力为10bar 的气体通过渐缩喷管流入1bar 的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为（）。 A 流速减小，流量不变（B）流速不变，流量增加 C流速不变，流量不变（D）流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（）。 （A）系统的初、终态；（B）系统所经历的过程； （C）（A）和（B）；（D）系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（）。 （A）全部水变成水蒸汽（B）部分水变成水蒸汽2．．理想气体 3．水蒸气的汽化潜热 5．含湿量 五简答题（8 分） t t wet 、温度，试用H d —图定性的 d 1.证明绝热过程方程式 2.已知房间内湿空气的 确定湿空气状态。 六．计算题（共54 分） 1．质量为2kg 的某理想气体，在可逆多变过程中，压力从0.5MPa 降至0.1MPa，温度从162℃降至27℃，作出膨胀功267kJ，从外界吸收热量66.8kJ。试求该理想气体的定值比热容c p 和c V p v 图和T s 图上 [kJ/(kg·K)]，并将此多变过程表示在 （图上先画出 4 个基本热力过程线）。（14 分） 2．某蒸汽动力循环。汽轮机进口蒸汽参数为p1=13.5bar，t1=370℃,汽轮机出口蒸汽参数为p2=0.08bar 的干饱和蒸汽，设环境温度t0=20℃,试求：汽轮机的实际功量、 理想功量、相对内效率（15 分） 3．压气机产生压力为6bar，流量为20kg/s 的压缩空气，已知压气机进口状态 p =1bar，t1 =20℃，如为不可逆绝热压缩，实际消耗功是理论轴功的 1.15 倍，求1 c 压气机出口温度t2 及实际消耗功率P。（已知：空气 p =1.004kJ/(kgK)，气体常数R=0.287kJ/(kgK)）。（15 分）
工程热力学期末试题及答案
工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =??? ? ?++- ?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，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△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?= iso S ?=
5. 试由开口系能量程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态程可写成：P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。 答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分） 证明：T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε，当 2q 不变，T ?↑时，↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分） 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ，若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。
自学者参考相对论习题
自学者参考相对论习题 8-1 一艘空间飞船以0.99c 的速率飞经地球上空1000 m 高度，向地上的观察者发出持续2×10-6 s 的激光脉冲. 当飞船正好在观察者头顶上垂直于视线飞行时，观察者测得脉冲讯号的持续时间为多少？ 在每一脉冲期间相对于地球飞了多远？ 8-1 62 21014/1?×=?Δ=Δc v t τ s , 4200=Δ=Δt v l m. 8-2 1952年杜宾等人报导，把 π+ 介子加速到相对于实验室的速度为(1- 5)×10-5 c 时，它在自 身静止的参考系内的平均寿命为2.5×10-8 s ，它在实验室参考系内的平均寿命为多少？通过的平均距离为多少？ 8-2 5 105.2?×=Δ=Δτγt s , l = 7.5×103 m. 8-3 在惯性系K 中观测到两事件发生在同一地点，时间先后相差2 s ．在另一相对于K 运动的 惯性系K ′中观测到两事件之间的时间间隔为3 s ．求K ′系相对于K 系的速度和在其中测得两事件之间的空间距离. 8-3 c c t v ?= ?ΔΔ?=3 5 )(12τ , c t v l 5=Δ=. 8-4 在惯性系K 中观测到两事件同时发生，空间距离相隔1 m ．惯性系K ′沿两事件联线的方 向相对于K 运动，在K ′系中观测到两事件之间的距离为3 m ．求K ′系相对于K 系的速度和在其中测得两事件之间的时间间隔。 8-4 c c x x v ?= ?ΔΔ?=3 8 )' (12, 81094.0'?×?=Δt s. 8-5 一质点在惯性系K 中作匀速圆周运动，轨迹方程为x 2 + y 2 = a 2, z = 0, 在以速度V 相对于K 系沿x 方向运动的惯性系K ′中观测，该质点的轨迹若何？ 8-5 质点的轨迹为一椭圆： 1')/1('2 2 2222=+?a y a c v x . 8-6 斜放的直尺以速度V 相对于惯性系K 沿x 方向运动，它的固有长度为l 0， 在与之共动的 惯性系K ′中它与x ′轴的夹角为θ′.试证明：对于K 系的观察者来说，其长度l 和与x 轴的夹角θ分别为 2 2 2 2 2 2 0/1'tan tan ,sin )'cos /1(c V c V l l ?= +?=θθθθ. 8-6 )/1' tan arctan(2 2c v ?=θθ. 8-7 惯性系K ′相对于惯性系K 以速度V 沿x 方向运动，在K ′系观测， 一质点的速度矢量
工程热力学期末试卷及答案
一.就是非题 1.两种湿空气的相对湿度相等,则吸收水蒸汽的能力也相等。() 2.闭口系统进行一放热过程,其熵一定减少() 3.容器中气体的压力不变,则压力表的读数也绝对不会改变。() 4.理想气体在绝热容器中作自由膨胀,则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??=() 5.对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析,其结果与所取系统的形式无关。() 6.工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程,则工质熵的变化就是一样的。() 7.对于过热水蒸气,干度1>x () 8.对于渐缩喷管,若气流的初参数一定,那么随着背压的降低,流量将增大,但最多增大到临界流量。() 9.膨胀功、流动功与技术功都就是与过程的路径有关的过程量() 10.已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。() 二.选择题(10分) 1.如果热机从热源吸热100kJ,对外作功100kJ,则()。 (A)违反热力学第一定律;(B)违反热力学第二定律; (C)不违反第一、第二定律;(D)A 与B 。 2.压力为10bar 的气体通过渐缩喷管流入1bar 的环境中,现将喷管尾部截去一小段,其流速、流量变化为()。 A 流速减小,流量不变(B)流速不变,流量增加 C 流速不变,流量不变(D)流速减小,流量增大 3.系统在可逆过程中与外界传递的热量,其数值大小取决于()。 (A)系统的初、终态;(B)系统所经历的过程; (C)(A)与(B);(D)系统的熵变。 4.不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后,其结果只能就是()。 (A)全部水变成水蒸汽(B)部分水变成水蒸汽 (C)部分或全部水变成水蒸汽(D)不能确定 5.()过程就是可逆过程。 (A)、可以从终态回复到初态的(B)、没有摩擦的 (C)、没有摩擦的准静态过程(D)、没有温差的 三.填空题(10分) 1.理想气体多变过程中,工质放热压缩升温的多变指数的范围_________ 2.蒸汽的干度定义为_________。 3.水蒸汽的汽化潜热在低温时较__________,在高温时较__________,在临界温度为__________。 4.理想气体的多变比热公式为_________ 5.采用Z 级冷却的压气机,其最佳压力比公式为_________ 四、名词解释(每题2分,共8分) 1.卡诺定理: 2..理想气体 3.水蒸气的汽化潜热 5.含湿量 五简答题(8分) 1、证明绝热过程方程式 2、已知房间内湿空气的d t 、wet t 温度,试用H —d 图定性的确定湿空气状态。 六.计算题(共54分) 1.质量为2kg 的某理想气体,在可逆多变过程中,压力从0、5MPa 降至0、1MPa,温度从162℃降至27℃,作出膨胀功267kJ,从外界吸收热量66、8kJ 。试求该理想气体的定 值比热容p c 与V c [kJ/(kg ·K)],并将此多变过程表示在v p -图与s T -图上(图上 先画出4个基本热力过程线)。(14分) 2.某蒸汽动力循环。汽轮机进口蒸汽参数为p1=13、5bar,t1=370℃,汽轮机出口蒸汽参数为p2=0、08bar 的干饱与蒸汽,设环境温度t0=20℃,试求:汽轮机的实际功量、理想功量、相对内效率(15分) 3.压气机产生压力为6bar,流量为20kg/s 的压缩空气,已知压气机进口状态1p =1bar,1t =20℃,如为不可逆绝热压缩,实际消耗功就是理论轴功的1、 15倍,求压气 机出口温度2t 及实际消耗功率P 。(已知:空气p c =1、004kJ/(kgK),气体常数R=0、287kJ/(kgK))。(15分) 4.一卡诺循环,已知两热源的温度t1=527℃、T2=27℃,循环吸热量Q1=2500KJ,试求:(A)循环的作功量。(B)排放给冷源的热量及冷源熵的增加。(10分) 一.就是非题(10分) 1、× 2、× 3、× 4、√ 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×10、× 二.选择题(10分) 1、B 2、A3、A4、A5、C 三.填空题(10分)
工程热力学试题
工程热力学试题 （本试题的答案必须全部写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效） 说明： 1）答题前请考生务必认真阅读说明； 2）考生允许携带计算器； 3）重力加速度g＝9.80m/s2； 4）本套试题中所用到的双原子理想气体绝热指数K＝； 5）理想气体通用气体常数R＝(mol·k)； 6）标准大气压Pa＝； 7）氧原子量取16，氢原子量取1，碳原子量取12，N原子量取14； 8）空气分子量取29，空气的定压比热Cp=(kg·K)。 一、是非题（每题2分，共20分；正确的打√，错误的打×。） 1、系统从同一始态出发，分别经历可逆过程和不可逆过程到达同一终态，则两个过程该系统的熵变相同。（） 2、循环功越大，热效率越高。（） 3、对于由单相物质组成的系统而言，均匀必平衡，平衡必均匀。（） 4、系统经历不可逆过程后，熵一定增大。（） 5、湿空气相对湿度越高，含湿量越大。（） 6、理想气体绝热节流前后温度不变。（）
7、系统吸热，熵一定增大；系统放热，熵一定减小。（） 8、对于具有活塞的封闭系统，气体膨胀时一定对外做功。（） 9、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（） 10、对于实际气体，由焓和温度可以确定其状态。（） 二、填空题（每题5分，共50分） 1、某气体的分子量为44，则该气体的气体常数为。 2、某甲烷与氮的混合气，两组分的体积百分含量分别为70％和30％，则该混气的平均分子量为。 3、300k对应的华氏温度为。 4、卡诺循环热机，从200℃热源吸热，向30℃冷源放热，若吸热率是10kw，则输出功率为。 5、自动升降机每分钟把50kg的砖块升高12m，则升降机的功率为。 6、、30℃的氦气经节流阀后压力降至100kpa，若节流前后速度相等，则节流前管径与节流后管径的比值为。 7、某双原子理想气体的定压比热为，则其定容比热可近似认为等于。 8、容积2m3的空气由、40℃被可逆压缩到1MPa、0.6m3，则该过程的多变指数为。 9、空气可逆绝热地流经某收缩喷管，若进口压力为2MPa，出口
(完整版)工程热力学习题集附答案
工程热力学习题集 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。 2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。 5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。 12．绝热系是与外界无 交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。 17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。（填大、小） 18．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。 22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。 23、热力平衡的充要条件是：（ ）。 24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。 25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。
工程热力学期末试卷及答案
一．是非题 1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（ ） 2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（ ） 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??= （ ） 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。 （ ） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。 （ ） 7．对于过热水蒸气，干度1>x （ ） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。（ ） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 （ ） # 10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。 （ ） 二．选择题 （10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则（ ）。 （A ） 违反热力学第一定律； （B ） 违反热力学第二定律； （C ） 不违反第一、第二定律；（D ） A 和B 。 2．压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为（ ）。 （A ） 流速减小，流量不变 （B ）流速不变，流量增加 （C ） 流速不变，流量不变 （D ） 流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（ ）。 （A ） 系统的初、终态； （B ） 系统所经历的过程； [ （C ） （A ）和（B ）； （ D ） 系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（ ）。 （A ）全部水变成水蒸汽 （B ）部分水变成水蒸汽 （C ）部分或全部水变成水蒸汽 （D ）不能确定 5．（ ）过程是可逆过程。 （A ）.可以从终态回复到初态的 （B ）.没有摩擦的 （C ）.没有摩擦的准静态过程 （D ）.没有温差的 三．填空题 （10分） 1．理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围_________
同济大学《工程热力学》期末模拟试卷
同济大学《工程热力学》期末模拟试卷 第一部分 选择题（共15分） 一、单项选择题（本大题共15小题，每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共15分） 1、压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一段， 其流速、流量变化为。 【 】 A.流速减小，流量不变 B.流速不变，流量增加 C.流速不变，流量不变 D.流速减小，流量增大 2、某制冷机在热源T 1= 300K ，及冷源T 2= 250K 之间工作，其制冷量为1000 KJ ，消耗功为250 KJ ，此制冷机是 【 】 A.可逆的 B.不可逆的 C.不可能的 D.可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为 【 】 A. U B. U pV + C. 2/2f U mc mgz ++ D. 2 /2f U pV mc mgz +++ 4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ?=-只适用于 【 】 A.一切工质的可逆过程 B.一切工质的不可逆过程 C.理想气体的可逆过程 D.理想气体的一切过程 5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个【】过 程 。 【 】
A.可逆绝热压缩 B.不可逆绝热压缩 C.边压缩边吸热 D.边压缩边放热 6、混合气体的通用气体常数，【】。【】 A.与混合气体的成份有关 B.与混合气体的质量有关 C.与混合气体所处状态有关 D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系 7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则【】 A.Q＞0，△U＞0，W＞0 B.Q=0，△U＞0，W＞0 C.Q＞0，△U＞0，W=0 D.Q=0，△U=0，W=0 8、未饱和空气具有下列关系【】 A.t＞t w＞t d B.t＞t d＞t w. C.t = t d = t w D.t = t w＞t d 9、绝热节流过程是【】过程。【】 A.定压 B.定温 C.定熵 D.节流前后焓相等 10、抽汽式热电循环的结果是【】 A.提高循环热效率，提高热能利用率 B.提高循环热效率，降低热能利用率 C.降低循环热效率，提高热能利用率 D.降低循环热效率，降低热能利用率 11、一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气球的容积，则气球内的气球进行的是【】 A.定压过程 B.多变过程 C.定温过程 D.定容过程 12、气体的容积比热是指【】
电路网络自学习题.
电路原理自习习题电自学院电路电机教研室 上海电力学院 2003.1
1-1 根据图示参考方向，判断各元件是吸收还是发出功率，其功率各为多少？ 图题1-1 1-2 各元件的条件如图所示。 图题1-2 (1)若元件A吸收功率为10 W，求I a；(2)若元件B产生功率为(－10 W)，求U b； (3)若元件C吸收功率为(－10 W)，求I c；(4)求元件D吸收的功率。 1-3 电路如图所示，求各电路中所标出的未知量u、i、R或p的值。 图题1-3 1-7 (1)已知电容元件电压u的波形如图题1-7(b)所示。试求i(t)并绘出波形图。 (2)若已知的是其电流i的波形，如图题1-7(c)所示。设u(0)＝0，试求u(t)(t≥0)并绘出波形图。如果u(0)改为－20 V，则结果如何? ·1·
·2· 图题1-7 1-13 图示各电路中的电源对外部是提供功率还是吸收功率?其功率为多少 ? 图题1-13 1-15 求图示各电路中电压源流过的电流和它发出的功率。 图题1-15 1-18 (1)求图题1-18(a)电路中受控电压源的端电压和它的功率； (2)求图题1-18(b)电路中受控电流源的电流和它的功率； (3)试问(1)、(2)中的受控源是否可以用电阻或独立电源来替代?若能，所替代元件的参数值为多少?并说明如何联接。 图题1-18
1-19 试用虚断路和虚短路的概念求图示两电路中的i1、i2及u o的表达式。 图题1-19 1-22 求图示各电路中的U ab，设端口a、b均为开路。 图题1-22 1-24 电路如图示，求m、n两点间的电压U mn。 图题1-24 图题1-26 1-26 求图题1-26所示电路中的电压u和电流i，并求受控源吸收的功率。 ·3·