工程熱力學 期末試題 答案Word版

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1、全國考研專業(yè)課高分資料中北大學工程熱力學期末題筆 記:目標院校目標專業(yè)本科生筆記或者輔導班筆記講 義:目標院校目標專業(yè)本科教學課件期末題:目標院校目標專業(yè)本科期末測試題2-3套模擬題:目標院校目標專業(yè)考研專業(yè)課模擬測試題2套復習題:目標院校目標專業(yè)考研專業(yè)課導師復習題真 題:目標院校目標專業(yè)歷年考試真題,本項為贈送項,未公布的不送! 整理為word格式整理為word格式中北大學 工程熱力學 試題(A )卷(閉卷)2013-2014學年第 一 學期 學號: 姓名: 一、單項選擇題(本大題共15小題,每題只有一個正確答案,答對一題得1分,共15分) 1、壓力為10 bar的氣體通過漸縮噴管流入1

2、bar的環(huán)境中,現將噴管尾部截去一段,其流速、流量變化為。 【 】 A.流速減小,流量不變 B.流速不變,流量增加 C.流速不變,流量不變 D.流速減小,流量增大 2、某制冷機在熱源T1= 300K,及冷源T2= 250K之間工作,其制冷量為1000 KJ,消耗功為250 KJ,此制冷機是 【 】A.可逆的 B.不可逆的C.不可能的 D.可逆或不可逆的 3、系統的總儲存能為 【 】 A. B. C. D. 4、熵變計算式只適用于 【 】A.一切工質的可逆過程 B.一切工質的不可逆過程C.理想氣體的可逆過程 D.理想氣體的一切過程 5、系統進行一個不可逆絕熱膨脹過程后,欲使系統回復到初態(tài),系統需

3、要進行一個【】過程。 【 】 A.可逆絕熱壓縮 B.不可逆絕熱壓縮 C.邊壓縮邊吸熱 D.邊壓縮邊放熱6、混合氣體的通用氣體常數,【 】。 【 】A.與混合氣體的成份有關 B.與混合氣體的質量有關C.與混合氣體所處狀態(tài)有關 D.與混合氣體的成份、質量及狀態(tài)均無關系7、貯有空氣的絕熱剛性密閉容器中裝有電熱絲,通電后如取空氣為系統,則 【 】A.Q0,U0,W0 B.Q=0,U0,W0C.Q0,U0,W=0 D.Q=0,U=0,W=08、未飽和空氣具有下列關系 【 】A.ttwtd B.ttdtw.整理為word格式C.t = td = tw D.t = twtd9、絕熱節(jié)流過程是【 】過程。 【

4、 】A.定壓 B.定溫 C.定熵 D.節(jié)流前后焓相等 10、抽汽式熱電循環(huán)的結果是 【 】A.提高循環(huán)熱效率,提高熱能利用率B.提高循環(huán)熱效率,降低熱能利用率 C.降低循環(huán)熱效率,提高熱能利用率D.降低循環(huán)熱效率,降低熱能利用率 11、一個橡皮氣球在太陽下被照曬,氣球在吸熱過程中膨脹,氣球內的壓力正比于氣球的容積,則氣球內的氣球進行的是 【 】A.定壓過程 B.多變過程 C.定溫過程 D.定容過程12、氣體的容積比熱是指 【 】 A.容積保持不變的比熱。B.物量單位為一立方米時氣體的比熱。C.物量單位為一摩爾容積氣體的比熱。D.物量單位為一標準立方米時氣體的比熱。13、抽氣回熱循環(huán)改善了朗肯循

5、環(huán),其根本原因在于 【 】A.每公斤水蒸汽的作功量增加了B.排氣的熱能得到了充分利用C.水蒸汽的平均吸熱溫度提高了D.水蒸汽的放熱溫度降低了14、孤立系統是指系統與外界 【 】A.沒有物質交換 B.沒有熱量交換C.沒有任何能量交換 D.沒有任何能量傳遞與質交換15、熱機從熱源取熱1000 KJ,對外作功1000 KJ,其結果是 【 】A.違反第一定律 B.違反第二定律C.違反第一及第二定律 D.不違反第一及第二定律第二部分 非選擇題(共85分)二、判斷題(本大題共10小題,每題1分,共 10 分,答A表示說法正確.答B(yǎng)表示說法不正確,本題只需指出正確與錯誤,不需要修改)16、孤立系統的熵與能量

6、都是守恒的。 ( )整理為word格式17、實際氣體在壓力趨于零的極限狀態(tài)就成為理想氣體。 ( )18、容器中氣體的壓力不變則壓力表的讀數也絕對不會改變。 ( )19、在TS圖上,任意二條可逆絕熱過程線不能相交。 ( )20、再熱循環(huán)的主要目的是提高汽輪機尾部排汽干度。 ( ) 21、任一熱力循環(huán)的熱效率都可用= 1q2/q1 = 1T2/T1 計之。( )22、孤立系統達到平衡時總熵達極大值。 ( ) 23、一桶具有環(huán)境溫度的河水與一杯沸水,前者的可用能大于后者。( )24、凡符合熱力學第一定律的過程就一定能實現。 ( )25、卡諾循環(huán)的熱效率僅取決于其熱和冷源的溫度,而與工質的性質無關。

7、( )三、填空題(本大題共5小題,每空1分,共12分。)26、混合氣體由N2和CO2組成,已知N2的質量成分為0.72,則混合氣體的平均氣體常數Rg,eq= ,平均摩爾質量Meeq= 。(N2的摩爾質量為0.028kg/mol,CO2為0.044 kg/mol)27、冬季取暖,若不采取任何其他措施,室內溫度 ,室內相對濕度 。(填增大,減少或不變)。28、濕蒸汽的干度定義為 。已知濕蒸汽的干度為0.2,其中干飽和蒸汽的質量為6 kg,則飽和液體的質量為kg。29、氧氣的平均比定壓熱容,則 , 。30、范德瓦爾方程式的表達式為: ,其中常數a是對 的修正。常數b是對 的修正。四、名詞解釋(本大題

8、共4小題,每題 4分,共16分。)31、干飽和蒸汽、濕飽和蒸汽和過熱蒸汽整理為word格式32、熱容的定義和單位33、濕空氣的露點34、控制質量整理為word格式五、簡答題(本大題共3小題,每題 4分,共12分。) 35、定壓、定溫、絕熱和定容四種典型的熱力過程,其多變指數的值分別是多少?36、簡述蒸汽參數對朗肯循環(huán)效率的影響。37、準平衡過程與可逆過程有何共同處?有何區(qū)別?有何聯系?六、計算題(本大題共4小題,共35分。)整理為word格式38、某蒸汽動力廠按一級抽汽回熱(混合式)理想循環(huán)工作,如圖所示,已知新蒸汽參數p1=4.0MPa,t1=4200C,汽輪機排汽壓力p2=0.007MPa

9、,抽汽壓力pA=0.4MPa,忽略泵功。試求:(1)定性畫出循環(huán)的T-s圖;(2)抽汽系數;(3)循環(huán)吸熱量q1,放熱量q2及輸出凈功net;(4)循環(huán)熱效率;(15分)p(MPa)t(0C)h(kJ/kg)skJ/(kg.K)Ps(MPa)h(kJ/kg)h(kJ/kg) skJ/(kg.K)skJ/(kg.K)44203261.46.83990.4604.72737.61.77646.89430.42716.36.83990.007163.42572.60.55978.2767整理為word格式39、一閉口系從狀態(tài)1沿1-2-3途徑到狀態(tài)3,傳遞給外界的熱量為47.5kJ,而系統對外作功為

10、30kJ,如圖所示。(1)若沿1-4-3途徑變化時,系統對外作功15kJ,求過程中系統與外界傳遞的熱量。(2)若系統從狀態(tài)3沿圖示曲線途徑到達狀態(tài)1,外界對系統作功6kJ,求該過程中系統與外界傳遞的熱量。(3)若U2=175kJ,U3=87.5kJ,求過程2-3傳遞的熱量及狀態(tài)1的熱力學能。(7分)40、m=2.26kg理想氣體的氣體常數Rg=430J/(kg.k),比熱比=1.35。初溫T1=477K,經可逆定容過程后終溫T2=591K。求Q、U、W、S。(7分)41、空氣可逆絕熱流過一噴管,入口壓力p1=0.7MPa,溫度t1=800,出口壓力p整理為word格式2=0.15MPa,此噴管

11、是什么外型的噴管?入口空氣流速忽略不計,比熱容和比熱比取定值,分別為cp=1.004kJ/(kgK),=1.4,Rg=287J/(kg.k)。求噴管出口空氣的溫度、流速、馬赫數。(7分)整理為word格式參考答案第一部分 選擇題(共15 分)一、單項選擇題(每題只有一個正確答案,答對一題得1分,共 15 分)1、C 2、B 3、C 4、C 5、C 6、D 7、C 8、A 9、D 10、A11、B 12、D 13、C 14、D 15、B第二部分 非選擇題(共85分)二、判斷題(本大題共10小題,每題1分,共 10 分,答A表示說法正確.答B(yǎng)表示說法不正確,本題只需指出正確與錯誤,不需要修改)16

12、、B 17、A 18、B 19、A 20、A21、B 22、A 23、B 24、B 25、A三、填空題(本大題共5小題,每空1分,共11分。)26、0.267kJ/(kg.K) 31.110-3kg/mol27、增大 減少28、飽和蒸汽的質量占整個濕蒸汽質量的比值 24 29、0.946kJ/(kg.K) 0.686kJ/(kg.K)30、 對氣體分子間的引力 對氣體分子體積四、名詞解釋(本大題共4小題,每題 4分,共16分。)31、干度為1的濕蒸汽為干飽和蒸汽;(1分)蒸汽和水的混合物稱為濕飽和蒸汽;(1分)溫度高于蒸汽壓力下所對應的飽和溫度的蒸汽,稱為過熱蒸汽。(2分)32、物體溫度升高1

13、K(或1oC)所需熱量稱為熱容,以C表示。(2分)單位有J/(kg.K)、 J/(mol.K)和 J/(m3.K)。(2分)33、在保持濕空氣中水蒸氣分壓力pv不變的條件下,降低濕空氣溫度而使其達到飽和狀態(tài)時所對應的溫度,稱為露點。(4分)整理為word格式34、一個熱力系統如果和外界只有能量交換而無物質交換,則該系統稱為閉口系統。閉口系統內的質量保持恒定不變,閉口系統又叫做控制質量。(4分)五、簡答題(本大題共3小題,每題 4分,共12分。)35、定壓n=0,定容n=,定溫n=1,定熵n=(4分)36、(1)提高初溫,可提高熱力循環(huán)效率和增大膨脹終點的干度,但受金屬材料耐熱性能的限制。(2分

14、) (2)在相同的初溫和背壓下,提高初壓也可使熱效率增大。會使乏汽干度降低,設備強度的問題。(1分) (3)降低背壓可以顯著提高循環(huán)熱效率。受環(huán)境溫度的限制。(1分)37、它們共同處都是在無限小勢差作用下,非常緩慢地進行,由無限接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)組成的過程。(2分) 它們的區(qū)別在于準平衡過程不排斥摩擦能量損耗現象的存在,可逆過程不會產生任何能量的損耗。(1分) 一個可逆過程一定是一個準平衡過程,沒有摩擦的準平衡過程就是可逆過程。(1分)六、計算題(本大題共4小題,共36分。)38、(1)圖略。(可參照教材p329圖10-14) (2分)(2)抽汽系數 (2分)(3)(2分)(2分)(2分)(2

15、分)(2分) (4)(2分)39、對途徑1-2-3,由閉口系能量方程得(1分)(1)對途徑1-4-3,由閉口系能量方程得 (系統對外放熱)(2分) (2)對途徑3-1,可得到(1分)(3)對途徑2-3,有(1分)則(1分)(1分)40、(1分)整理為word格式 (1分) (2分) (1分)(2分)41、為縮放型噴管。(1分) (2分) (2分) (2分)整理為word格式中北大學 工程熱力學 試題(A )卷(閉卷)2012-2013學年第 一 學期 學號: 姓名: 一、簡答題(每小題5分,共40分)1. 什么是熱力過程?可逆過程的主要特征是什么?答:熱力系統從一個平衡態(tài)到另一個平衡態(tài),稱為熱

16、力過程。可逆過程的主要特征是驅動過程進行的勢差無限小,即準靜過程,且無耗散。2. 溫度為500C的熱源向熱機工質放出500 kJ的熱量,設環(huán)境溫度為30C,試問這部分熱量的火用(yong)值(最大可用能)為多少?答: 303.95kJ3. 兩個不同溫度(T1,T2)的恒溫熱源間工作的可逆熱機,從高溫熱源T1吸收熱量Q1向低溫熱源T2放出熱量Q2,證明:由高溫熱源、低溫熱源、熱機和功源四個子系統構成的孤立系統熵增 。假設功源的熵變SW =0。證明:四個子系統構成的孤立系統熵增為(1分)對熱機循環(huán)子系統: 1分 1分根據卡諾定理及推論:1分則: 。1分B隔板A自由膨脹4. 剛性絕熱容器中間用隔板分

17、為兩部分,A中存有高壓空氣,B中保持真空,如右圖所示。若將隔板抽去,試分析容器中空氣的狀態(tài)參數(T、P、u、s、v)如何變化,并簡述為什么。答:u、T不變,P減小,v增大,s增大。5. 試由開口系能量方程一般表達式出發(fā),證明絕熱節(jié)流過程中,節(jié)流前后工質的焓值不變。(絕熱節(jié)流過程可看作穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程,宏觀動能和重力位能的變化可忽略不計)整理為word格式 答:開口系一般能量方程表達式為絕熱節(jié)流過程是穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程,因此有如下簡化條件,則上式可以簡化為:根據質量守恒,有代入能量方程,有 6. 什么是理想混合氣體中某組元的分壓力?試按分壓力給出第i組元的狀態(tài)方程。答:在混合氣體的溫度之下,當i組元單獨占

18、有整個混合氣體的容積(中容積)時對容器壁面所形成的壓力,稱為該組元的分壓力;若表為Pi,則該組元的狀態(tài)方程可寫成:PiV = miRiT 。7. 高、低溫熱源的溫差愈大,卡諾制冷機的制冷系數是否就愈大,愈有利?試證明你的結論。答:否,溫差愈大,卡諾制冷機的制冷系數愈小,耗功越大。(2分)證明:,當不變,時,、。即在同樣下(說明得到的收益相同),溫差愈大,需耗費更多的外界有用功量,制冷系數下降。(3分)8. 一個控制質量由初始狀態(tài)A分別經可逆與不可逆等溫吸熱過程到達狀態(tài)B,若兩過程中熱源溫度均為整理為word格式。試證明系統在可逆過程中吸收的熱量多,對外做出的膨脹功也大。答:經歷可逆或不可逆定溫

19、過程后,按題給兩種情況下過程的初、終狀態(tài)相同,因而系統的熵變相同。由系統的熵方程,對于可逆過程其熵產為零,故熱熵流將大于不可逆過程。可見,可逆過程的熱量將大于不可逆過程;(3分)由熱力學第一定律,因過程的初、終狀態(tài)相同,熱力學能變化Du相同,故可逆與不可逆兩種情況相比,可逆過程的過程功亦較大。(2分)二、作圖題:(每小題5分,共10分)1. 試在所給參數坐標圖上定性地畫出理想氣體過點1的下述過程,分別指出該過程的過程指數n應當在什么數值范圍內 (圖中請標明四個基本過程線):1)壓縮、升溫、吸熱的過程2)膨脹、降溫、吸熱的過程。答: (1) ; (2) 整理為word格式評分:四條基本線(2分)

20、兩條曲線(2分)n取值(1分)2. 如圖所示Ts圖上理想氣體任意可逆過程12的熱量如何表示?熱力學能變化量、焓變化量如何表示?若過程12是不可逆的,上述各量是否相同?(請寫出簡明的作圖方法。)答:對可逆過程,熱量為面積1-m-k-2-1,熱力學能變化量為面積1-m-n-2v-1,焓變化量為1-m-g-2p-1。對不可逆過程,熱量無法表示,熱力學能和焓變化量相同三、計算題:(共50分)1. 壓氣機在95 kPa、25 的狀態(tài)下穩(wěn)定地以340 m3/min的容積流率吸入空氣,進口處的空氣流速可以忽略不計;壓氣機排口處的截面積為0.025 m2,排出的壓縮空氣的參數為200 kPa、120 。壓氣機

21、的散熱量為60 kJ/min。已知空氣的氣體常數Rg=0.287 kJ/(kg.K),比定熱容cV=0.717 kJ/(kg.K),求壓氣機所消耗的功率。(16分)解:以壓氣機中空氣為研究對象,其穩(wěn)定工況的能量方程為即 (a)其中: 整理為word格式將以上數據代入式(a),可得壓氣機所消耗的功率為:N28 kg0.1 MPa17 N22 kg0.07MPa672. 在高溫環(huán)境中有一容器,A側裝有2 kg氮氣,壓力為0.07 MPa,溫度為67; B側裝有8 kg氮氣,壓力為0.1 MPa,溫度為17,。A和B的壁面均為透熱壁面,它們之間用管道和閥門相連,見附圖?,F打開閥門,氮氣由B流向A。氮

22、氣可視為理想氣體,已知氣體常數Rg,N2 = 297 J/(kgK),過程中的平均定容比熱容cv = 0.742 kJ/( kgK),若壓力平衡時容器中氣體溫度為t2 = 40,試求:平衡時終壓力P2;吸熱量Q ;氣體的熵變。(18分)解:容器A和B的容積分別為(4分)取A+B中的氣體為系統(CM),m = mA + mB = 2 +8 =10 kgV = VA + VB = 2.8851 + 6.8904 = 9.7755 m3(2分)終態(tài)時的氣體壓力(2分)按題給,系統不對外作功,有(5分)原在A中的氮氣熵變(2分)原在B中的氮氣熵變(2分)全部氮氣的熵變(1分)整理為word格式3. 將100 kg 溫度為30 的水與200 kg溫度為80 的水在絕熱容器中混合,假定容器內壁與水之間也是絕熱的,且水的比熱容為定值,取,環(huán)境溫度為17 。求混合過程導致的可用能損失?(16分)解:以絕熱熔器內水為研究對象,由其能量方程可得可得水的混合過程的熵變?yōu)橛捎诮^熱混合過程的做功能力的損失為 友情提示:本資料代表個人觀點,如有幫助請下載,謝謝您的瀏覽! 整理為word格式

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