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北京航空航天大学2008年硕士研究生考试工程热力学442试题

北京航空航天大学2008年硕士研究生考试工程热力学442试题
北京航空航天大学2008年硕士研究生考试工程热力学442试题

北京航空航天大学2008年

硕士研究生入学考试试题科目代码:942

工程热力学(共3页)

考生注意:所有答题务必书写在考场提供的答题纸上,写在本试题单上的答题一律无效(本题单不参与阅卷)

一、填空题(本题40分,每空2分)

1 湿空气可以作为完全气体看待。该表述是的。

(a)正确(b) 错误

2 比热是过程量,它的大小和过程有关。该表述是的。

(a)正确(b) 错误

3 在压容图上,等熵线的斜率为。

4 空气的平均分子量为28.97,定压比热,则空气的定容比热

为。

5 热量(Q)是过程量,但热量?()是状态量,该表述是的。

(a)正确(b) 错误

6 根据克劳修斯不等式,相同初终态参数条件下,不可逆过程的熵变一定可逆

过程的熵变。

(a)大于(b) 小于(c) 等于

7 对任意一个过程,如体系的熵变等于零,则。

(a)该过程可逆(b)该过程不可逆(c)无法判定过程的可逆与否

8 不可逆循环的熵产一定零。

9 绝热过程,因为吸放热为零,所以该过程必为等熵过程,该表述是的。

(a)正确(b) 错误

10热机循环效率= 适用于______ 热机,多热源可逆循环热机的热效率可以表示为_____________。

11一完全气体在一容器内作绝热自由膨胀,体积扩大了两倍,该气体做功为,熵变为。

12在压缩比相同、吸热量相同时,定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环的热效率大小依次为____________;最高压力和最高温度相同时,三种循环的热效率大小依次是。

13 等熵过程的膨胀功和气体常数的关系为。

14 相对湿度时空气当中没有水蒸气,因此时,湿空气中完全是水蒸

汽,该说法。

(a)正确(b) 错误

15 给出湿空气的焓和湿球温度就可以确定它的状态。该表述是的。

(a)正确(b) 错误

16 定压比热和定容比热都是温度的函数,则二者之差也是温度的函数,该表述是

的。

(a)正确(b) 错误

17 摄氏温度是经验温标,理想气体温标才是绝对温标。该表述是。

(a)正确(b) 错误

二、作图题(28分,每题7分)

1 定性画出带回热的燃气轮机装置示意图,并在p-v图上定性地画出各个不同的热力

过程,并说明这些过程各在哪些部件内完成的,其特点是什么?

2 在T-S图上表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功的大小。并说明为什

么。

3 试在p-v图上表示内能用的大小,并证明内能用大于零。

4 利用能流图和?流图分析电炉取暖和热泵取暖的异同。(提示:用示意图说明其工

作原理,分别分析各自的能效率和?效率)

三、简述题(28分)

1(本题7分) 在循环增温比相同的条件下,说明Brayton循环的循环功和增压比之间的关系,热效率和增压比之间的关系,并给出最佳热效率和极限热效率的定义。

2 (本题7分) 简述克劳修斯是如何证明“工作在同温限下的一切实际热机的热效率不

可能大于卡诺热机的热效率”这一卡诺定理的。

3 (本题7分) 简述露点温度的定义,并就此说明眼镜上产生雾气的条件。

4 (本题7分) 简述“热量”的定义。在热力系统中有绝热闭口系的定义,在开口系统

中,由于有流体的进出,就不可能有绝热开口系。该说法对否?分析之。

四、计算题(本题14分) 某燃气轮机装置循环为Brayton 循环,即定压加热循环。燃烧 室出口温度为 ,进口为环境大气压 ,环境温度为 。输

出功率为800kW ,压气机出口压力 .取空气的 , , 试求空气的最小质量流量。

五、计算题(本题20分) 为测定某气体的定

压比热 和定容比热 ,有人提出下面的

实验方案,如题五图所示,容器初始状态为

真空,管道的压力、温度为 、 。实验时,

打开阀门向容器内充气,并测定充气过程容

器内气体的温度T 。即可确定 和 值。试研究上述方法在理论上是否正确。若容器的初始状态不是真空,该实验又如何进行?假设该气体的比内能和比焓只是温度的函数且满足 , 。 和 之间有满足迈耶公式 ,可认为 和 为常数,R 为气体常数,气体的状态方程为 。

六、计算题(本题20分) 欲设计一热机,使之能从973K 的高温热源吸热2000kJ ,并

向温度为303K 的冷源放热800kJ 。 (1)此循环能否实现? (2)若把此热机当制冷机用,从冷源吸热800kJ ,能否向热源放热2000kJ ?若使之从冷源吸热800kJ ,至少消耗多少功?

题五图

浙江大学工程热力学期末考试试题

一、简答题(每小题?5?分,共?30?分) 1、未饱和湿空气经历绝热加湿过程,其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化 2、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程,其多变指数的值分别是多少 3、画出燃气轮机装置定压加热理想循环的?p-v?图和?T-s?图,并写出其用循环增压比表示的热效率公式。(假设工质为理想气体,比热取定值) 4、反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个写出其定义式。 5、住宅用空调机当夏天环境温度升高时,其制冷系数和耗功量如何变化 6、为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应 二、计算题(共?70?分) 1?.(?18?分)?3kmol?温度?t?1?=?100 ℃的氮气流与?1kmol?温度?t?2?=?20 ℃的空气流在管道中绝热混合。已知混合前空气的摩尔分数为:?x?N 2 ?=?0.79?、?x?O2=?0.21?,若混合前后氮气、空气和混合物的压力都相 等,试求: (1)?混合后气体的温度; (2)?混合气体中?N 2?和?O?2?的摩尔分数; (3)?对应于?1kmol?的混合气产物,混合过程的熵增。

设摩尔热容为定值:?C?p,m,N2=?29.08kJ/?(?kmol·K?)、?C?p,m?,O2=29.34kJ/?(?kmol·K?)、?R?=?8.314kJ/?(?kmol·K?) 2?.(?17?分)空气初态为?p?1=?0.4MPa?、?T?1?=?450K?,初速忽略不计。经一喷管绝热可逆膨胀到?p?2=?0.1MPa?。若空气的?Rg?=?0.287 kJ/ (kg·K)?;?c?p=?1.005 kJ/ (kg·K)?;?γ?=?c?p?/?c?v?=?1.4?; ?=0.528?;试求: 临界压力比?ν cr (1)在设计时应选用什么形状的喷管为什么 (2)喷管出口截面上空气的流速?C?f2?、温度?T?2?和马赫数?Ma?2; (3)若通过喷管的空气质量流量为?q?m?=?1kg/s?,求:喷管出口截面积和临界截面积。 3?.(?15?分)活塞式压气机每秒钟从大气环境中吸入?p?1=?0.1MPa?、?t1=?17 ℃的空气?0.1m 3?,绝热压缩到?p?2=?0.4MPa?后送入储气罐。若该压气机的绝热效率?η?c,s?=0.9?,空气的?Rg?=?0.287k J/ (kg·K)?;?c?p?=?1.005 kJ/ (kg·K);?γ?=?c?p?/?c?v?=?1.4?;试求: (1)?压气机出口的空气温度; (2)?拖动压气机所需的功率; (3)?因摩擦引起的每秒钟的熵产。 4.(?20?分)一单级抽汽回热循环如图?1所示,水蒸气进入汽轮机的状态参数为5MPa、450℃,在10kPa下排入冷凝器。水蒸气在0.45MPa压力下抽出,送入混合式给水加热器加热给水。给水离开加热器的温度为抽

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 s>s′>s″>s′s>s″ 16.可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为(B) ====pdv 17、饱和湿空气的相对湿度(B)A.>1B.=1C.<<<1 18.湿空气的焓h为(D)湿空气的焓湿空气的焓干空气与1kg水蒸汽焓之和干空气的焓与1kg干空气中所含水蒸汽的焓之和 二、多项选择题 1.单位物量的理想气体的热容与_____有关。(ACDE)A.温度B.压力C.气体种类D.物量单位E.过程性质 2.卡诺循环是__AD___的循环。 A.理想化 B.两个定压、两个绝热过程组成 C.效率最高 D.可逆 3.水蒸汽h-s图上的定压线(AD)A.在湿蒸汽区为直线B.在过热蒸汽区为直线C.在湿蒸汽区为曲线 D.在过热蒸汽区为曲线 E.在湿蒸汽区和过热蒸汽区是斜率不同的直线 4.理想气体经绝热节流后,前后稳定截面上的__BD___相等。 5.A.压力B.温度C.比体积D.焓E.熵

工程热力学与传热学试题及答案.doc

《工程热力学与传热学》 一、填空题(每题 2 分,计 20 分) 1.如果热力系统与外界之间没有任何形式的能量交换,那么这个热力系统一定是 ( ) 2.理想气体的比热容只与 ( )参数有关。 3.若组成热力系统的各部分之间没有热量传递,热力系统将处于热平衡状态。此时热力系统 内部一定不存在 ( )。 4.若组成热力系统的各部分之间没有相对位移,热力系统将处于力平衡状态。此时热力系统 内部一定不存在 ( )。 5.干饱和蒸汽被定熵压缩,将变为:( )。 6.湿空气压力一定时,其中水蒸气的分压力取决于( )。 7. 再热循环的目的是 ( )。 8. 回热循环的主要目的是( )。 9.热辐射可以不依靠 ( ),在真空中传播。 10. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态,而与( )的过程无关。 二. 判断题(每题 1 分,计 20 分) 1.孤立系统的热力状态不能发生变化;() 2.孤立系统就是绝热闭口系统;() 3.气体吸热后热力学能一定升高;() 4.只有加热,才能使气体的温度升高;() 5.气体被压缩时一定消耗外功;() 6.封闭热力系内发生可逆定容过程,系统一定不对外作容积变化功;() 7.流动功的改变量仅取决于系统进出口状态,而与工质经历的过程无关;() 8.在闭口热力系中,焓 h 是由热力学能u 和推动功 pv 两部分组成。() 9.理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。() 10. 对于确定的理想气体,其定压比热容与定容比热容之比cp/cv 的大小与气体的温度无关。() 11. 一切可逆热机的热效率均相同;() 12. 不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率;() 13. 如果从同一状态到同一终态有两条途径:一为可逆过程,一为不可逆过程,则不可逆过 程的熵变等于可逆过程的熵变;()

《工程热力学》期中测试题参考答案

1 一、判断题(正确的划“√”,错误的划“×”,每小题2分,共20分) 1. 理想气体只有取定比热容时,才能满足迈耶公式c p -c v =R g 。………………………………………( × ) 2. 经不可逆循环,系统与外界均无法完全恢复原态。…………………………………………………( × ) 3. 某容器中气体的压力为1MPa ,而被密封在压力为0.5MPa 的空间中用来测量该容器压力的压力表的读数是0.5MPa 。………………………………………………………………………………………( √ ) 4. 由于Q 和W 都是过程量,故(Q-W) 也是过程量。…………………………………………………( × ) 5. 活塞式压气机应采用隔热措施,使压缩过程接近绝热过程。………………………………………( × ) 6. 系统中发生吸热过程系统熵必增加。………………………………………………………………( × ) 7. 只要知道闭口系统发生某个过程前后的熵差值就可求出整个过程中系统与外界交换的热量。( × ) 8. 热力学恒等式du =Tds -pdv 与过程可逆与否无关。…………………………………………………( × ) 9. 对于可逆过程有δQ =T d S ,对于不可逆过程有δQ >T d S 。…………………………………………( × ) 10. 理想气体的内能、焓和熵都是温度的单值函数。…………………………………………………( × ) 二、选择题(每小题3分,共30分) 1.工质进行了一个吸热,升温,压力增加的多变过程,则多变指数n 满足:…………………………( C ) A. 0k D 不能确定 2. 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:……………( D ) A 可逆绝热压缩过程; B 不可逆绝热压缩过程; C 边压缩边吸热过程; D 边压缩边放热过程 3. 一定量的理想气体经历一个不可逆过程,对外做功15kJ ,放热5kJ ,则气体温度变化为:………( B ) A 升高; B 降低. C 不变 D 不能确定 4. 对于理想气体,下列参数中( )不是温度的单值函数。……………………………………( D ) A 内能 B 焓 C 比热 D 熵 5.0v q c dT δ-=适用条件为:…………………………………………………………………………( C ) A 理想气体可逆过程; B 理想气体绝热过程; C 理想气体可逆定容过程; D 理想气体可逆定温过程 6. 在相同温度下,蒸发与沸腾所需要的汽化潜热……………………………………………………( B ) A 沸腾时大于蒸发; B 沸腾时等于蒸发; C 沸腾时小于蒸发; D 不能确定其大小 7. 某制热机的制热系数等于5,则该制热机作为制冷用时,其制冷系数等于………………………( C ) A 6; B 5; C 4; D 无法确定 8. 两种性质不同,但状态相同的气体作绝热混合,其熵变为………………………………………( C ) A 零 B 负 C 正 D 不确定 9. 确定湿蒸汽状态的条件是……………………………………………………………………………( C ) A.压力与温度; B.压力或温度; C.压力与比容; D.温度或比容 10. 夏天时对绝热刚性密闭房间中所安装的空调器通电启动,如取房间空气为系统,则过程中的能量关系有……………………………………………………………………………………………………( B ) A Q >0,ΔU >0,W >0; B Q <0,ΔU <0,W <0; C Q >0,ΔU >0,W =0; D Q <0,ΔU =0,W <0 三、证明题(共10分) 设某种气体的热力学能可能表示为u =a+b pv ,式中a 、b 为常数。试证明:当气体经过一个无耗散现象的准静态绝热过程时,有pv (b+1)/b =常数。 证明:根据热力学第一定律,对于可逆过程有: δq =d u +p d v (1) 由题设可知,气体经过一个无耗散现象的准静态绝热过程,则δq =0。 u =a+b pv ? d u =b p d v +b v d p (2) 将式(2)代入式(1)可得: (b+1)p d v +b v d p =0?[(b+1)/b]d v/v +d p /p =0 ?pv (b+1)/b =常数 证毕。 四、计算题(共40分,每小题20分) [1]两股理想气体流A 、B 在密闭刚性的容器中进行绝热混合,其压强分别为p A =16MPa 、p B =25MPa ,温度T A = T B =400K ,质量流量均为 A m = B m =1kg/s ,求混合后理想气体流能达到的最大压力p max 。 解:设绝热稳定混合的理想气体温度为T ,根据绝热稳定混合能量方程可得: A m c p T A +B m c p T B = c p (A m +B m )T (1) (4分) 由T A = T B 和A m =B m ,则有T = T A = T B 。 (6分) 将密闭刚性的容器及其密闭刚性的容器中的两股理想气体流A 、B 视为研究的系统,则该系统为孤立系统,其熵变满足: ΔS iso =ΔS A +ΔS B ≥0 (2) (9分) 由于ΔS A =A m c p ln T /T A -A m R g ln p /p A =0-A m R g ln p /p A ,ΔS B =B m c p ln T /T B -B m R g ln p /p B =0-B m R g ln p /p B (14分) 则: ΔS iso =-A m R g ln p /p A -B m R g ln p /p B ≥0 (17分) 即: p 2≤p A p B ,故p max =(p A p B )1/2=20 MPa (20分) [2]已知空气瓶A 的体积为20.0L ,内有压力为10.0MPa 的空气;空气瓶B 的体积为40.0L ,内有压力为5.0MPa 的空气,现用抽气体积为0.1L 的抽气筒对空气瓶A 抽气后再对空气瓶B 充气。由于抽气和充气过程十分缓慢,可认为气体温度始终不变。为使空气瓶B 压力至少为8.0MPa ,应该对空气瓶B 充气多少次?此时空气瓶A 中压力为多少? [解] 由题设条件设空气瓶A 中初始压力为p A ,p A =10.0×106Pa ,容积为V A ,V A =0.020m 3;空气瓶B 中初始压力为p B ,p B =5.0×106Pa ,容积为V B ,V B =0.040m 3,抽气和充气体积均为ΔV ,ΔV =0.0001m 3;抽气和充气过程为 等温变化过程,则: (1)对于空气瓶A 第1次抽气后空气瓶A 中初始压力为p A1,则在等温变化情况下有: p A1(V A +ΔV ) = p A V A (2分) 同理,第n 次抽气完毕时,空气瓶A 中最终压力为p A n ,则: p A n (V A +ΔV )= p n -1V A 故: p A n =p A [V A /(V A + ΔV )]n (4分) (2)对于空气瓶B 第1次充气时充气压力为p A1,第1次充气后空气瓶B 中初始压力为p B1,则在等温变化情况下有: p B1V B = p B0V B + p A1ΔV (6分) 同理,第n 次充气完毕时,空气瓶B 中最终压力p B n ≥8.0MPa ,则: p B n V B =p B n -1V B + p A n ΔV 故:p B n V B = p B0V B +(p A1+ p A2+…+p A n )ΔV (9分) 考虑到p A1、p A2、…、p A n 为首项为p A [V A /(V A +ΔV )],公比为V A /(V A +ΔV )的等比数列,则: (p A1+ p A2+…+p A n ) = p A [V A /(V A + ΔV )]{1-[V A /(V A + ΔV )]n }/{1-[V A /(V A + ΔV )]} (12分) 则:(p B n - p B0)V B ≥p A ΔV [V A /(V A + ΔV )]{1-[V A /(V A + ΔV )]n }/{1-[V A /(V A + ΔV )]} B B0B A A A A A A A (-)[1/()]ln{1- }/()ln[/()]n p p V V V V p VV V V n V V V -+??+?≥ +? (15分) 将数据代入可得: (8.0-5.0)0.04[120/20.1]ln{1-}100.000120/20.1ln[20/20.1] n ?-??≥=183.7 (18分) 故应该对空气瓶B 充气至少184次。 (3)对空气瓶A 抽气184次时空气瓶A 中压力 p A n =p A [V A /(V A + ΔV )]n =10×106×(20/20.1)184=3.99MPa (20分)

湖南大学工程热力学试题及答案1

诚信应考,考试作弊将带来严重后果! 湖南大学课程考试试卷

2. 理想气体只有取定值比热容时,才能满足迈耶公式g v p R c c =-。……( ) 3. 不可逆过程不能T-s 图上表示,所以也不能计算过程的熵变量。………… ( ) 4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。…………………………( ) 5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况,不论过程是否可逆,有无耗散效应。……………………( ) 6. 自发过程都是不可逆过程,非自发过程都是可逆过程。…………………( ) 7. 活塞式压气机应采用隔热措施,使压缩过程接近绝热过程。………………( ) 8. 经不可逆循环,系统与环境无法完全恢复原态。……………………………( ) 9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。………………………………………( ) 10. 实际气体绝热自由膨胀之后,其热力学能不变。…………………………( ) 三、选择题(每小题2分,共20分) 1. 理想气体可逆吸热过程,下列哪个参数一定增加:( )。 A.热力学能; B.熵; C.压力; D.温度 2. ? +?=pdv u q 适用于 ( B ) A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程 C 理想气体一切过程 D 理想气体准静态过程 3. 下面参数中,量纲不相同的有( B ) A. 比热容 B. 比焓 C. 质量气体常数 D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程,则:( C )。 A.空气作功量大于其热力学能增量; B.空气作功量等于其热力学能增量; C.空气作功量小于其热力学能增量; D.无法确定 5. 下列三种状态的空气,哪种状态的熵最大( A )。 A. 100oC ,20bar ; B. 200oC ,10bar ; C. 100oC ,10bar ; D. 150oC ,15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作,其输入功W 为25kJ ,从冷源吸热量Q ,2为110kJ ,此制冷机是( C )。

北航4系

941 流体工热综合考试大纲(2012版) 01 航空发动机总体设计与 数值仿真 02 推进系统气动热力学、气 动声学 03 发动机燃烧与传热 04 发动机结构强度、振动与 可靠性 05 发动机控制、测试、状态 监视与故障诊 第一部分工程流体力学(40%,60分) 一、考试范围及内容 1、流体力学的基本概念 连续介质的概念,流体的基本性质及分类,广义牛顿内摩擦定律,流线方程。 2、流体静力学 流体静平衡方程,自由面的形状,流体静平衡规律,非惯性坐标系中的静止液体。 3、一维定常流动的基本方程 控制体和体系,连续方程,动量方程,动量矩方程,伯努利方程,能量方程。 4、粘性流体动力学基础 粘性流体运动的两种流态,微分形式的流体力学基本方程组,N-S方程的准确解,初始条件和边界条件。 5、边界层流动 附面层概念和附面层几种厚度的定义,附面层的积分方程。 6、可压缩流动 可压缩流动基本概念,音速和马赫数,几个重要的气流参数。 二、基本要求 1、对流体的力学特性(连续性、压缩性、膨胀性、粘性、静止流体和理想 流体的压强特性、粘性流体的应力)以及作用力的分类有清晰的概念。 2、学会描述流体运动的方法,能够正确地运用欧拉法计算流动参数和流线 方程。

3、会建立一维定常流动的基本方程(连续方程、动量方程、伯努利方程和能量方程)。能正确地运用上述基本方程组解决工程中简单的一维定常流动的问题。 4、能熟练地掌握判定流态(层流、紊流)的方法和紊流的基本知识,了解粘流运动的特点、紊流流动的处理方法及描述二维不可压粘性流体的N-S方程和雷诺方程。 5、掌握附面层的概念,会建立附面层积分关系式,并用平板附面层的计算方法对工程问题做近似估算,了解附面层分离的原因后果及防止分离的一般方法。 6、理解可压缩流动的特点,掌握气流滞止参数、临界参数、速度系数及气动函数的物理意义及其在气动参数计算中的作用。 三、参考书 《气体动力学基础》(流体力学部分),西北工业大学出版社(2006年 5月出版),王新月主编 第二部分工程热力学(40%,60分) 一、考试范围及内容 1 、基本概念 热力学系统;工质的热力学状态及其基本状态参数;平衡状态、状态 方程式、坐标图;工质的状态变化过程;功和热;热力循环。 2、热力学第一定律 热力学第一定律实质;热力学能和总能;能量的传递和转化;焓;热 力学第一定律基本能量方程式;开口系统能量方程式;能量方程式的应用。 3、理想气体的性质 理想气体的概念;理想气体状态方程式;理想气体的比热容;理想气 体的热力学能、焓和熵;理想气体混合物。 4、理想气体的热力过程 研究热力过程的目的及一般办法;定容过程;定压过程;定温过程; 绝热过程;多变过程 5、热力学第二定律

工程热力学期末复习题1答案知识分享

一、判断题: 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律; 3.公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4.容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5.在T —S 图上,任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6.膨胀功与流动功都是过程的函数。 7.当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时,以可逆定温压缩过程最为省功。 8.可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行,并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ,可知理想气体的p c 为一过程量; 10. 自发过程为不可逆过程,非自发过程必为可逆过程; 11.在管道内作定熵流动时,各点的滞止参数都相同。 12.孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13.闭口绝热系的熵不可能减少。 14.闭口系统进行了一个过程,如果熵增加了,则一定是从外界吸收了热量。 15.理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16.实际气体绝热节流后温度一定下降。 17.任何不可逆过程工质的熵总是增加的,而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率; 19.混合气体中质量成分较大的组分,其摩尔成分也一定大。 20.热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21.当热源和冷源温度一定,热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22.从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态,因为气化过程温度未变,所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23.定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体,不能用于实际气体。 24.在p -v 图上,通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。

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 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 )如何变化,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 0 S ?=

5. 试由开口系能量方程一般表达式出发,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:开口系一般能量方程表达式为 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 代入能量方程,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 组元的状态方程。 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 ,则该组元的状态方程可写成: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。

北京航空航天大学2006年硕士研究生考试工程热力学442试题

北京航空航天大学2006年 硕士研究生入学考试试题科目代码:442 工程热力学(共4页) 考生注意:所有答题务必书写在考场提供的答题纸上,写在本试题单上的答题一律无效(本题单不参与阅卷) 一、填空题(本题36分,每空1分) 1 湿空气是干空气和水蒸气的混合物,不能作为完全气体看待,该表述是的。 (a)正确(b) 错误 2定压比热和定容比热都是温度的函数,则二者之差也是温度的函数,该表述是 (a)正确(b) 错误 3 水、冰和汽三相共存点的热力学温度为K。 4 不同种气体,其千摩尔容积相同的条件是和。 5 多变过程不是可逆过程(填对或错),它的比热表达式为,过 程中技术功和膨胀功之比为。 6 机械能形式的热力学第一定律为。 (a)(b)(c) 7 对任意一个过程,如体系的熵变等于零,则。 (a)该过程可逆(b)该过程不可逆(c)无法判定过程的可逆与否 8 熵增大的过程,必为不可逆过程,该说法。 (a)正确(b) 错误 9 水的临界点的汽化潜热为。 10热机循环效率= 适用于______ 热机,而=1-适用于热机。 11 一完全气体在一容器内作绝热自由膨胀,该气体做功为,其温度变将。 12在压缩比相同、吸热量相同时,定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环的热效率大小依次为____________;最高压力和最高温度相同时,三种循环的热效率大小依次是。

13 循环功越大,则热效率越高,该说法。 (a)正确(b) 错误 14 实际气体的范德瓦尔方程中的两个系数a和b是考虑到和而 引入的。 15根据热力学第二定律,与大气温度相同的压缩空气不能膨胀做功,该表述是。 (a)正确(b) 错误 16 不可逆过程不可能在T-S图上表示,所以过程的熵变量无法计算,该表述是。 (a)正确(b) 错误 17 空气在有摩擦的绝热管道中流动时,其进口截面的熵必然出口截面的熵。 18 电冰箱可以制冷,在夏天,将门窗关闭,同时打开电冰箱的门,就会是室温降低, 该说法。 (a)正确(b) 错误 19相对湿度时空气当中没有水蒸气,因此时,湿空气中完全是水蒸汽,该说法。 (a)正确(b) 错误 20 水蒸气焓熵图上,饱和区的等压线即是,为斜率等于的直线。 21 适用于介质的过程。 22 从某一初始状态到另一终态有两条途径:一为可逆,一为不可逆,则不可逆途径 的熵的变化必大于可逆途径熵的变化。该说法。 (a)正确(b) 错误 23 试定性地判断下图所示的三种理想循环热效率,循环热效率最大,循环热 效率最小。

最新工程热力学期末复习题答案

最新工程热力学期末复习题答案 《工程热力学》练习题参考答案 第一单元 一、判断正误并说明理由: 1.给理想气体加热,其热力学能总是增加的。 错。理想气体的热力学能是温度的单值函数,如果理想气体是定温吸热,那么其热力学能不变。 1.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变 化。 错。压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。所以压力表读数发生变化可以是气体的发生了变化,也可以是大气压力发生了变化。 2.在开口系统中,当进、出口截面状态参数不变时,而单位时间内流入与流出 的质量相等,单位时间内交换的热量与功量不变,则该系统处在平衡状态。 错。系统处在稳定状态,而平衡状态要求在没有外界影响的前提下,系统在长时间内不发生任何变化。 3.热力系统经过任意可逆过程后,终态B的比容为v B大于初态A的比容v A,外 界一定获得了技术功。 错。外界获得的技术功可以是正,、零或负。 4.在朗肯循环基础上实行再热,可以提高循环热效率。 错。在郎肯循环基础上实行再热的主要好处是可以提高乏汽的干度,如果中间压力选的过低,会使热效率降低。 6.水蒸汽的定温过程中,加入的热量等于膨胀功。 错。因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数,所以水蒸汽的定温过程中,加入的热量并不是全部用与膨胀做功,还使水蒸汽的热力学能增加。 7.余隙容积是必需的但又是有害的,设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。 对。余隙容积的存在降低了容积效率,避免了活塞和气门缸头的碰撞,保证了设备正常运转,设计压气机的时候应尽可能降低余容比。 8.内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高。 错。在循环增压比相同吸热量相同的情况下,定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高;但是在循环最高压力和最高温度相同时,定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率低。 9.不可逆过程工质的熵总是增加的,而可逆过程工质的熵总是不变的。 错。熵是状态参数,工质熵的变化量仅与初始和终了状态相关,而与过程可逆不可逆无关。 10.已知湿空气的压力和温度,就可以确定其状态。

(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_______。

北航工程热力学参考题

北航2013-2014 学年《工程热力学》考试试题 、简答题 1. 状态量(参数)与过程量有什么不同?常用的状态参数哪些是可以直接测定 的?哪些是不可直接测定的? 2. 写出状态参数中的一个直接测量量和一个不可测量量;写出与热力学第二定律 有关的一个状态参数。 3. 对于简单可压缩系统,系统与外界交换哪一种形式的功?可逆时这种功如何计 算。 交换的功为体积变化功。可逆时T「 4. 定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程,其多变指数的值分别是多少? 5. 试述膨胀功、技术功和流动功的意义及关系,并将可逆过程的膨胀功和技术功 表示在p v图上。 6. 热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么?写出各自的数学表达式。 7. 对于简单可压缩系,系统只与外界交换哪一种形式的功?可逆时这种功 如何计算(写出表达式)? 8. 试述可逆过程的特征及实现可逆过程的条件

9. 在稳定流动参量方程中,哪几项参量是机械能形式? 10. 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分?指出它们的正负号。 11. 实际气体绝热节流后,它的温度如何变化? 12. 采用两级活塞式压缩机将压力为O.IMPa的空气压缩至2.5MPa,中间压力 为多少时耗功最少? 13. 压气机高压比时为什么采用多级压缩中间冷却方式? 14?闭口系进行一放热过程,其熵是否一定减少? 15. 热力系统熵变化有哪两种?各代表什么物理意义? 16. 第一类永动机是怎样的一种机器? 17. 试画出朗肯循环的T-s图,并指明该循环是由哪些过程组成的,以及这些过 程都是在什么设备完成的。它与蒸汽卡诺循环有什么不同? 18. 提高蒸汽轮机动力循环热效率的措施有那些? 答:提高蒸汽初温初压、采用回热循环、抽汽回热循环、再热循环和热电联供循环等。 、判断题(对的打“/”,错的打“X”,把正确答案填在下表上)

工程热力学期末考试试题

建筑环境与设备工程专业 一、选择题(每小题3分,共分) 1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa,环境压力Pa=0.1MPa,则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 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 ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt

A.焓值增加 B.焓值减少 C.熵增加 D.熵减少 7.空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动,其滞止压力为0.8MPa,喷管后的压力为0.2MPa,若喷管因出口磨损截去一段,则喷管出口空气的参数变化为( C ) A.流速不变,流量不变 B.流速降低,流量减小 C.流速不变,流量增大 D.流速降低,流量不变 8.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压,经( A )过程气体终温最高。 A.绝热压缩 B.定温压缩 C.多变压缩 D.多级压缩 9._________过程是可逆过程。( C ) A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的 C.没有摩擦的准平衡 D.没有温差的 10.绝对压力p, 真空pv,环境压力Pa 间的关系为( D ) A.p+pv+pa=0 B.p+pa-pv=0 C.p-pa-pv=0 D.pa-pv-p=0 11 Q.闭口系能量方程为( D ) A. +△U+W=0 B.Q+△U-W=0 C.Q-△U+W=0 D.Q-△U-W=0 12.气体常量Rr( A )

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_________

工程热力学期末试题答案.doc

全国考研专业课高分资料 中北大学 《工程热力学》 期末题 笔记:目标院校目标专业本科生笔记或者辅导班笔记 讲义:目标院校目标专业本科教学课件 期末题:目标院校目标专业本科期末测试题2-3 套 模拟题:目标院校目标专业考研专业课模拟测试题 2 套 复习题:目标院校目标专业考研专业课导师复习题 真题:目标院校目标专业历年考试真题,本项为赠送项,未公布的不送!

中北大学工程热力学试题(A)卷(闭卷) 2013--2014 学年第一学期 学号:姓名: 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. 2 、某制冷机在热源T1= 300K,及冷源消耗功为 250 KJ ,此制冷机是流速减小,流量增大 T2= 250K 之间工作,其制冷量为 【】 1000 KJ, 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. U mc2f / 2 mgz D. U pV mc2f / 2 mgz 4、熵变计算式s c p In (T2 / T1) R g In ( p2 / p1) 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。

工程热力学春季期中考试试题

班级: 学号: 姓名: 装 订 线 第1页 共2页 第2页 共 2页 一、判断下列命题对错(每题2分,总分30分) 1.用压力表可以直接读出被测工质的绝对压力。 2.系统的状态参数保持不变,则系统一定处于平衡状态。 3.气体膨胀时一定对外做功。 4.系统内质量保持不变,则一定是闭口系统。 5.绝热闭口系的熵增就是其与相关外界构成的孤立系统熵增。 6.机械能可以完全转变为热能,而热能不能完全转变为机械能。 7.理想气体可逆定温过程,工质的膨胀功等于技术功。 8.在相同温限间工作的一切可逆热机,其热效率均相等。 9.理想气体经过绝热自由膨胀,热力学能不变,温度不变。 10. 熵变计算公式Δs =c v ln (T 2/T 1)+R g ln (v 2/v 1)适用于理想气体任何过程。 11. 工质从初状态1变化到另一状态2,不论中间经历什么过程,其内能的变化量均相等。 12. 多变过程就是任意过程。 13. 热力系统经过一不可逆过程,则系统与外界皆无法回到原状。 14. 能量方程δq=Δu+pdv 适用于任何工质闭口系统的可逆过程。 15. 理想气体的热力学能、焓和熵都仅仅是温度的单值函数。 二、图示题:(总分17分) 1.在T-S 图上用面积表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时体积膨胀功的大小。(5分) 2.试在p-v 图和T-S 图上定性地画出理想气体的下述过程 (借助四个基本热力过程线): (12分) 1)压缩、升温、放热的过程; 2)膨胀、降温、吸热的过程; 3)多变系数n =1.6的压缩过程。 三、简答题(每题5分,共20分) 1.平衡状态与稳定状态有何区别和联系? 2.下列两组公式分别适用于理想气体的何种过程? 21212121(),();(),()v p v p u c t t h c t t q u c t t q h c t t ?=-?=-=?=-=?=- 3.有人认为,开口系统中系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系不可能是绝热系。对不对,为什么? 4.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是可逆绝热过程、2-1为不可逆绝热过程,如图所示,图中1,2,3分别为三个平衡状态点。试问此循环能否实现,为什么? 四、计算题(总分33分) 1、医用氧气袋中空时呈扁平状态,内部容积为零。接在压力为14MPa 、温度为17℃的钢质氧气瓶上进行充气。充气后氧气袋隆起,体积为0.008m 3,压力为0.15MPa 。由于充气过程很快可近似为绝热充气,且充气过程中钢瓶内氧气参数始终保持不变。设氧气可作为理想气体,c v =0.657 kJ/(kg ·K),c p = 0.917 kJ/(kg ·K)。求充入氧气袋内氧气的质量。(12分) 2、2kg 理想气体,定容下吸热量Q V =367.6kJ ,同时输入搅拌功468.3kJ 。该过程中气体的平均比热容为c p =1124J/(kg ·K),c v =934J/(kg ·K),已知初态温度为t 1=280℃,求:(1)终态温度t 2和热力学能的变化量ΔU ;(2)焓、熵的变化量ΔH 、ΔS 。(11分) 3、有人设计了一台热机,工质分别从温度为T 1=900K 、T 2 = 400K 的两个高温热源吸热Q 1=1500kJ 和Q 2=500kJ ,以T 0=300K 的环境为冷源,放热Q 3,问: (1)要求热机作出循环净功W net =1000 kJ ,该循环能否实现? (2)最大循环净功W net,max 为多少?(10分) 哈尔滨工程大学本科生考试试卷 ( 2012 年 春季 学期期中考试) 课程编号: 03050010 课程名称: 工程热力学

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