工程热力学试卷.doc
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1、广州大学 20072008 学年第 2 学期考试卷课程 工程热力学 考试形式(开/闭卷,考试/查)学院 土木 系 建备 专业 2006 班级 班 学号 姓名 题次一二三四五总分评卷人分数81230842100评分一填空题(每空1分,共8分)1、 系统与外界之间没有_ _传递和_ _交换的系统,称为孤立系统。2、 若已知工质的表压力为0.07MPa,当地大气压力为0.1MPa。则工质的绝对压力为 MPa。3、 某工质在某过程中内能增加15KJ,对外作功15KJ,则此过程中工质与外界交换热量Q KJ。4、 露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的 温度。5、 当湿蒸汽的干度x1时, 工质全部为。6、
2、压缩因子z反映 气体与 气体的偏差程度。二单项选择题(6小题,每小题2分,共12分)1、理想气体的焓是 的单值函数.(A)压力; (B)比体积; (C)温度; (D)热力学能。2、闭口系统从热源取热5000kJ,系统的熵增加为20 kJ/K,如系统在吸热过程中温度保持为300K,则这一过程是 。(A)可逆的; (B)不可逆的;(C)不能实现的; (D)不能确定的。3、湿空气加热过程的特征是湿空气的 不变。(A)焓; (B)含湿量; (C)相对湿度; (D)温度。4、用干、湿球温度计和露点仪对湿空气进行测量,得到3个温度:16,18,29,则干球温度t_,湿球温度tw_。 (A)16,18; (
3、B)29,16; (C)29,18; (D)16,29。5、多变过程是指 。(A)一切热力过程; (B)一切可逆过程;(C)一切不可逆过程; (D)一切符合的过程。6、当空气以M1的超音速流出喷管时,流体速度,该喷管为 喷管。 (A)增大,缩放; (B)减小,渐扩;(C)减小,渐缩; (D)增大,渐缩。三简答题(5小题,每小题6分,共30分)1、理想气体能否进行吸热而降温的过程?试用热力学第一定律解释之。答:2、水在某温度条件下的饱和液体的焓为h、熵为s,饱和蒸汽的焓为h”、熵为s”,则此温度下,当湿蒸汽的干度为x时,请写出湿蒸汽的焓hx和熵sx的表达式。 3、空气流经喷管,进口流速c1=0,
4、进口压力为p11MPa,出口压力为p2=0.5 MPa,请问应采用什么类型的喷管?(已知压力比0.528)4、“对刚性容器中的水加热,使其在恒温下蒸发”。请判断该过程是否可逆,说明理由。5、试先在p-v图和T-s图上画出以自点1出发的四种基本热力过程的过程曲线的位置,然后在图上画出自点1出发的多变系数n1.6的压缩过程,并判断q,w,u的正负(工质为空气)。四 证明题(8分)试证明服从范德瓦尔方程的气体绝热自由膨胀时,。 (提示:)证明:五 计算题(共42分)1、气体经历某一过程,在此过程中从外界吸热300kJ,同时气体的热力学能增加120 kJ,问:(1)此过程与外界交换的功量是多少?(2)
5、经历此过程后,气体的比体积是增大还是减小了?(6分)解:2、某热机循环,工质温度为TH=2000K的热源吸热QH,并向温度为TL=300K的热源放热QL。在下列条件下,试根据孤立系统熵增原理确定该机循环可能实现吗?是否是可逆循环?(1)QH1500 J,QL800 J;(2)QH2000 J,W01800J(6分)解:3、空气经历一个如图所示的动力循环。已知1-2为定熵过程,2-3为定温过程,3-1为定压过程,且:T1=1500K,T2=300K,p21bar,将比热容当作定值比热容且绝热指数k1.4。求(1)p1;(2)循环的热效率;(3)在T-s图上表示出该循环。(10分)解:4、空调系统
6、将温度为5,相对湿度为40的室外空气加热至25;然后,向空气流中喷入压力为400kPa的水蒸气,从而将最终的相对湿度又提高至40。已知:B101325Pa。问:(1)如果室外空气进入空调系统时的体积流量为60m3/min,求加热空气所需的热流量;(2)计算喷入水蒸气的流量。(h-d图见附表)(8分)解:5、某蒸汽压缩式制冷机,用氨作致冷剂。致冷量为105kJ/h。冷凝器出口氨饱和液的温度为300K,压力为1.06MPa;节流后温度为260K,压力为0.255 MPa。经查表得:h11570kJ/kg,h21770 kJ/kg,h3=450 kJ/kg。试求:(1)每千克氨的吸热量q2;(2)氨
7、的质量流量;(3)压气机消耗的功率P;(4)冷却水带走的热量Q1;(5)致冷系数。(6)相同温度范围内逆向卡诺循环的致冷系数c。(12分)学院领导审批并签名A / B卷广州大学 20072008 学年第 2 学期考试卷课程 工程热力学 考试形式(开/闭卷,考试/查)学院 土木 系 建备 专业 2006 班级 班 学号 姓名参考答案题次一二三四五总分评卷人分数81230842100评分一填空题(每空1分,共8分)1、按照系统与外界之间物质和能量的交换情况,系统可分为开口系统、 系统、绝热系统、_ _系统。2、露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的 温度。3、工质在热机中经历一个不可逆循环回到初态,
8、其熵的变化量总是_。4、单位质量的理想气体被定容加热时,由于温度升高,则压强_ _。55、湿空气加热过程的特征是湿空气的 不变。6、对逆卡诺致冷循环,冷热源的温差越大,则致冷系数 。7.在最高温度与最低温度相同的所有循环中,以循环的热效率为最高。二最佳选择题(6小题,每小题2分,共12分)1、理想气体在一个带活塞的气缸中膨胀,容器绝热,可以忽略热传递,则气体的温度。 (A)减少; (B)保持不变;(C)增加; (D)无法确定。2、对于水蒸气定压发生过程可分为三个阶段,下列选项中错误的是:_。 (A)未饱和水的定压预热过程; (B)未饱和水的定压汽化过程; (C)饱和水的定压汽化过程。 (D)水
9、蒸气的定压过热过程。3、在暖房温度和环境温度一定的条件下,冬天用热泵取暖和用电炉取暖相比,从热力学观点看 。(A)热泵取暖合理; (B)电炉取暖合理; (C)二者效果一样; (D)无法确定。4、以空气为工质所进行的某过程中,加热量的一半转变为功,则该过程的多变指数n为 (A)1.8; (B)1.6;(C)1.3; (D)0.6。5、湿空气在总压力不变,干球温度不变的条件下,如果湿球温度越低,则其含湿量 。 (A)愈大 (B)愈小 (C)不变(D)不确定6、气体流经渐缩喷管而射向真空,则流速 ,流量 。 (A)增大,减小; (B)减小,增大; (C)减小,不变; (D)增大,不变。三简答题(5小
10、题,每小题6分,共30分)1、“对刚性容器中的水搅拌,使其在恒温下蒸发”。请判断该过程是否可逆,说明理由。2、 将p-v图表示的循环,如图所示,表示在Ts图上。图中:2-3,5-1,为定容过程;1-2,4-5为定熵过程;3-4为定压过程。 3、门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行,若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面,感到凉爽。于是有人就想通过敞开冰箱大门降低室内温度的目的,你认为这种想法可行吗?请以门窗紧闭的房间为系统,利用热力学第一定律进行分析。4、 在寒冷的阴天,虽然气温尚未达到0,但晾在室外的湿衣服会结冰,这是什么原因?5、右图为蒸气压缩制冷循环的T-s图,试指出进行各热力过程相应设备的名
11、称,并写出制冷量q2和制冷系数的计算式。四证明题(8分)试证明服从范得瓦尔方程的气体绝热自由膨胀时,。 (提示:)证明:五计算题(5小题,共42分)1、系统经一热力过程,放热8kJ,对外做功26kJ.为使其返回原状态,对系统加热6kJ,问需对系统做功多少?(8分)解:2、卡诺循环工作于600及40两个热源之间,设卡诺循环每秒钟从高温热源取热100 kJ。求(1)卡诺循环的热效率;(2)卡诺循环产生的功率;(3)每秒钟排向冷源的热量。(8分)3、某一刚性绝热容器,有一隔板将容器分为容积相等的两部分,每一部分容积为0.1m3。如容器一边是温度为40,压力为0.4MPa的空气,另一边是温度为20,压
12、力为0.2MPa的空气。当抽出隔板后,两部分空气均匀混合而达到热力平衡。求混合过程引起的空气熵的变化。(10分)4、有两股空气,压力均为大气压力B=101325Pa,温度分别为40和0相对湿度均为40%,它们之间的干空气流量百分比依次为60%和40% 。求混合后的温度和相对湿度。设混合后的压力仍为大气压力。(h-d图见附表)(8分)5、空气进入一渐缩喷管,进口空气的压力,温度,流速m/s,喷管背压,若喷管出口截面积f2=100mm2。求(1)喷管出口的气流速度;(2)喷管出口的质量流量。(8分)学院领导审批并签名A / B卷广州大学 20062007 学年第 2 学期考试卷课程 工程热力学 考
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