工程热力学与传热学试卷(A).doc

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大学 2007 — 2008 学年第 2 学期
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《工程热力学与传热学》试卷（A卷）
总得分
阅卷人
复查人
考试方式
本试卷考试分数占学生总评成绩比例

闭卷
70 %
分数
10
得分

一、选择题(本题共10分，每题2分)
1．在某一个过程中吸入了100kJ的热量，同时内能增加了150kJ，过程是（ ）
（A）膨胀过程 （B）压缩过程 （C）定容过程
2．一绝热刚性容器用隔板分成两部分。左边是盛有高压理想气体，右边为中空。抽去隔板后，容器内的气体温度将( ）
（A)升高 （B）降低 （C)不变
3．湿空气的含湿量相同时,温度越高，则其吸湿能力( ）
(A）越强 (B）越弱 (C)相等
4．有内热源的常物性无限大平壁，稳态导热时的温度分布为（ ）

（A） （B） （C）
5．物体1为无限长的圆柱表面，物体2为无限大平面，则表面1对表面2的角系数为（ )
（A）X1，2=0.2 (B）X1，2=0.5 （C）X1，2=1
分数
10
得分

二、填空题（本题共10分,每小题2分）
6．卡诺机A工作在927℃和T的两个热源间,卡诺机B工作在T和27℃的两个热源间。当此两个热机的热效率相等时，T热源的温度为 K。
7．冬季取暖,若不采取任何其它措施，室内温度将 ，室内相对湿度将 。（填增大，减小或不变）。
8．物体能全部吸收外来射线，这种物体称为 ，物体的单色黑度不随波长而变化的物体称为 。
9．在换热器中，冷热流体沿热表面不断地吸收和放出热量,故温度沿整个热表面是不断变化的，常采用 表示其平均温度，它的表达式为 .
10．热量传递的推动力是 ，质量传递的推动力是 。
分数
12
得分

三、判断题（是画√，非画×，本题共12分，每小题1分）
11. 如果工质的所有状态参数都不随时间变化，则工质就处于平衡状态.（ ）
12。 由同一初始状态出发,经过两个不同的过程，它们的终了状态可能相同。（ )
13。 自然界中发生的一切过程都必须遵守能量守衡，反之，遵守能量守衡的一切过程都能自发地进行。（ ）
14。 卡诺循环是理想循环，一切循环的热效率都比卡诺循环的热效率低。（ ）
15. 封闭热力系统发生放热过程，系统的熵不一定减少。（ ）
16。 在增压比相同的条件下，压气机采用等温压缩要比采用绝热压缩省功。( )
17。 有回热的空气压缩制冷循环的制冷系数与无回热时相同。（ ）
18. 炉墙平壁用两层保温材料保温，两种材料的导热系数为，若将的材料放在炉墙内侧,则保温效果要好一些.( ）
19。管内强制对流换热时，主流速度增加，对流换热系数便会增加。（ ）
20.在相同的流动和换热壁面条件下，导热系数较大的流体，对流换热系数就较小。（ ）
21.黑体绝对温度增加1倍，总辐射力增加16倍，特定波长的单色辐射力也增加16倍。（ ）
22.有一固体（灰体），其发射率，则其吸收率.（ ）
分数
24
得分

四、简答题（本题共24分，每小题6分）
23．可逆过程的膨胀功和技术功的计算式表示出来，分别阐述各自的意义,并在图上表示出来。
24．试将满足以下要求的理想气体多变过程在图上表示出来:
(1)工质又膨胀、又降温； (2）工质又膨胀、又升压；
(3)工质又膨胀、又升温，又降压.
25．下图为一组电子元件的散热,试分析：(1）为增强散热，这些元件是集中还是分散放置?(2）如果某一元件对温度要求较高或不能承受较高温度，则应放在什么位置，为什么?
26．下图为冷热水顺流、逆流两种换热情况，要求:（1）定性描述（作图）冷热水温度的变化；（2）根据能量守恒原理，建立冷热水进出口温度之间的关系。
HOT
COLD
HOT
COLD

分数
44
得分

五、分析计算题(本题共44分）
27．闭口热力系统中工质沿acb途径有状态a变到状态b时吸收热量80kJ，并对外作功30kJ，如图所示.问:（1)如果沿途径adb变化时，对外做功10kJ,则进入热力系的热量是多少?（2）当工质沿直线途径从b返回a时外界对热力系作功20kJ，此时热力系是吸热还是放热？是多少?(3）若Ua = 0，Ud = 40kJ时,过程ad和db中与外界交换多少热量？（14分)
t1
h1
t2
h2

28．右图为多层平板在空气中的散热过程.平板两侧的空气温度分别为,平板与空气之间的对流换热系数分别为。各层平板的厚度与导热系数分别为。证明通过平板的传热量可表示为：。 （14分）
29．一可逆热机在质量相同的热物体和冷物体之间工作。热物体的初温为，冷物体的初温为,两物体始终保持压力不变，且无相变，试求:（1)此系统最终达到平衡时的温度;（2)该热机总共输出的功量；(3)如两物体直接接触进行热交换至温度相等，求平衡温度及两物体总熵的变化。（16分）
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河南理工大学 2007-2008 学年第 2 学期
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《工程热力学与传热学》(A卷）标准答案与评分标准
总得分
阅卷人
复查人
考试方式
本试卷考试分数占学生总评成绩比例

闭卷
70％
一、 （标分标准：每小题2分）

分数
10分
得分

1．B 2.C 3.A 4。B 5。B
分数
10
得分

二、 （标分标准：每小题2分）

6．600 7。 增大，减小 8。 黑体，灰体
9。 对数平均温度， 10. 温度差，浓度差
分数
12
得分

三、 （标分标准：每小题1分）

11．× 12。√ 13。 × 14. × 15. √ 16。 √ 17. √ 18。 ×
19. √ 20。 × 21。 × 22. ×
分数
24
得分

四、 （标分标准：每小题6分）

23．

膨胀功：， 技术功：。
膨胀功是由体积变化所引起的,往往是闭口系所对应的功，技术功是技术上可以利用的功，往往是开口系所对应的功.
24．
o
p
n = 1
n = 0
v
（1）
o
p
n = 1
n = 0
v
（2）
o
p
n = 1
n = 0
v
（3）
`
25. （1)分散放置要好，能有效削弱边界层。
（2)应将对温度要求较高的电子元件放在前端，此时在电子元件表面形成的边界层较薄。
26. 热水的温度不断降低，冷水不断得到加热。温度变化如下图

冷热水进出口温度之间的关系由能量守恒原理得：
五、 （标分标准：每小题12分，具体步骤分如下所示）
分数
44
得分

27．由闭口系热力学第一定律 可知： （1分）
（1）当工质沿acb变化时，
，, （2分）
当沿adb变化时， (2分）
即进入热力系的热量为.
(2)当工质沿直线从b返回a时,，,
（2分）
此时热力系是放热，放出热量为。（2分）
(3），（1分）
，，(1分）
故， （1分）
所以 (1分）
。（1分）
28．首先，设固体壁面的温度依次为、、、。
其次,根据系统的能量守恒原则，建立如下关系：….. （2分)
； ….。 （2分)
； …。. （2分）
； …。。 （2分)
; ….. （2分）
…。. (2分）
最后，对上式进行整理运算即可得 ….。 （2分）
29．（1）取热物体、冷物体及热机为孤立系，设系统平衡是的温度为，则 （1分）
因，故
（2分）
即 ，
所以系统平衡时的温度 。(3分）
（2）热物体为有限热源,过程中放出热量，冷物体为有限冷源,过程中吸收热量
， （1分）
热机为可逆热机时,作功量最大， （1分）
(2分）
（3)平衡温度由能量平衡方程式求得,即 （1分）
故 （2分）
两物体组成系统的熵的变化量为
（3分)
…………………………密………………………………封………………………………线…………………………

《工程热力学与传热学》A试卷 第3页（共3页）