熱工習(xí)題1標(biāo)準(zhǔn)答案

1、2008.22008.2 習(xí)題課習(xí)題課 2008.22008.2 一、選擇題一、選擇題 1. 1. 已知當(dāng)?shù)卮髿鈮阂阎?dāng)?shù)卮髿鈮?Pb , Pb , 表壓力讀數(shù)為表壓力讀數(shù)為 Pe , Pe , 則絕對壓力則絕對壓力P P 為（）。為（）。 (a) P= Pb - Pe (b) P= Pe - Pb (c) P= Pb + Pe 2. A 2. A 點(diǎn)是海平面某點(diǎn)，點(diǎn)是海平面某點(diǎn)， B B點(diǎn)是高原上一點(diǎn)，試問點(diǎn)是高原上一點(diǎn)，試問 A A、B B處處 哪點(diǎn)沸水溫度高（）哪點(diǎn)沸水溫度高（） c a (a) A (a) A 點(diǎn)點(diǎn) （b b） B B 點(diǎn)點(diǎn) (c)(c)同樣高同樣高 3.3.以下（）措

2、施，不能提高蒸汽朗肯循環(huán)的熱效率。以下（）措施，不能提高蒸汽朗肯循環(huán)的熱效率。 c (a) (a) 提高新汽溫度（提高新汽溫度（b b）提高新汽壓力（）提高新汽壓力（c c）提高乏汽壓力）提高乏汽壓力 2008.22008.2 4.4.同一理想氣體從同一初態(tài)分別經(jīng)定溫壓縮、絕熱壓同一理想氣體從同一初態(tài)分別經(jīng)定溫壓縮、絕熱壓 縮和多變壓縮（縮和多變壓縮（ 1nk 1nk ）到達(dá)同一終壓，耗功最大）到達(dá)同一終壓，耗功最大 的的是（的的是（ ）過程）過程 b (a)定溫壓縮定溫壓縮 （b）絕熱壓縮）絕熱壓縮 （c）多變壓縮（）多變壓縮（ 1nk ） 5.5. t whq 適用于（適用于（ ） a (

3、a) 穩(wěn)流開口系統(tǒng)穩(wěn)流開口系統(tǒng) (b) 閉口系統(tǒng)閉口系統(tǒng) (c) 任意系統(tǒng)任意系統(tǒng) (d) 非穩(wěn)流開口系統(tǒng)非穩(wěn)流開口系統(tǒng) 6. 6. 處于平衡狀態(tài)的簡單可壓縮熱力系統(tǒng)，其狀態(tài)參數(shù)間處于平衡狀態(tài)的簡單可壓縮熱力系統(tǒng)，其狀態(tài)參數(shù)間 的關(guān)系正確的是（的關(guān)系正確的是（ ）。）。 c 0),( TF 0),( pF 0),( pTF (a) (b) (c) 7 7在在T-s T-s 圖上，經(jīng)過同一狀態(tài)點(diǎn)的理想氣體等壓過程線斜圖上，經(jīng)過同一狀態(tài)點(diǎn)的理想氣體等壓過程線斜 率的絕對值比等容過程線斜率的絕對值（率的絕對值比等容過程線斜率的絕對值（ ） b (a) 大大 (b)小小 (c)相等相等 (d)可能大，

4、也可能小可能大，也可能小 2008.22008.2 8 8理想氣體理想氣體 1kg 1kg 經(jīng)歷一不可逆過程，對外做功經(jīng)歷一不可逆過程，對外做功20kJ 20kJ 放熱放熱20kJ 20kJ ，則氣體溫度變化為（，則氣體溫度變化為（ ） b (a) 提高提高 (b)下降下降 (c)不變不變 9 9理想氣體等溫過程的技術(shù)功為（理想氣體等溫過程的技術(shù)功為（ ） c 21 hh 2 1 11 ln p p Vp )( 21 pp (a) （b）0 (c)（d） 10.10.理想氣體絕熱流經(jīng)節(jié)流閥，節(jié)流后穩(wěn)定截面處的焓值（理想氣體絕熱流經(jīng)節(jié)流閥，節(jié)流后穩(wěn)定截面處的焓值（ ） c (a) 升高升高 （b

5、） 降低降低 (c) 不變不變 （d） 無法確定無法確定 11.11.隨著壓力的提高，飽和水的汽化潛熱將（隨著壓力的提高，飽和水的汽化潛熱將（ ） b (a) (a) 增大增大 （b b）減?。p小 (c) (c) 維持不變維持不變 2008.22008.2 12. 12.一理想氣體其初始溫度為一理想氣體其初始溫度為1373K 1373K ，經(jīng)定容放熱后其出，經(jīng)定容放熱后其出 口溫度為口溫度為443K 443K ，該理想氣體初終態(tài)壓力值比為（，該理想氣體初終態(tài)壓力值比為（ ） c (a) 3.1 倍倍 (b) 6.47 倍倍 (c) 0.323 倍倍 (d) 2.864 倍倍 2008.220

6、08.2 二、判斷正誤（劃二、判斷正誤（劃“”或或“”號(hào)）號(hào)） 1.1.熱力系統(tǒng)的邊界可以是固定的，也可以是移動(dòng)的；熱力系統(tǒng)的邊界可以是固定的，也可以是移動(dòng)的； 可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的?？梢允菍?shí)際存在的，也可以是假想的。 （ ） 2.2.熱力系統(tǒng)放熱后，系統(tǒng)的熵一定減少。熱力系統(tǒng)放熱后，系統(tǒng)的熵一定減少。 ( ) ( ) 3.3.理想氣體任意兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)確定后，氣體的狀態(tài)就一定理想氣體任意兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)確定后，氣體的狀態(tài)就一定 確定了。確定了。 ( ) ( ) 4.4.因?yàn)椴豢赡孢^程不可能因?yàn)椴豢赡孢^程不可能 T Ts s 圖上表示，所以也不能計(jì)圖上表示，所以也不能計(jì) 算過程的熵變量。

7、算過程的熵變量。 ( ) ( ) 5.5.水蒸汽絕熱膨脹過程中的技術(shù)功水蒸汽絕熱膨脹過程中的技術(shù)功Tchw pt ( ) ( ) 2008.22008.2 6.6.循環(huán)的熱效率越高，所得到的循環(huán)凈功也越大。循環(huán)的熱效率越高，所得到的循環(huán)凈功也越大。( ) ( ) 7.7.任何可逆循環(huán)的熱效率都相等。任何可逆循環(huán)的熱效率都相等。 ( ( ) ) 8.8.實(shí)際氣體的壓縮因子可能等于實(shí)際氣體的壓縮因子可能等于 1 1 。 （ ） 9. 9.水蒸氣在定溫過程前后溫度不變水蒸氣在定溫過程前后溫度不變 其內(nèi)能也不變。其內(nèi)能也不變。( ) ( ) 10 10供熱系數(shù)一定大于供熱系數(shù)一定大于 1 1 ，制冷系

8、數(shù)也一定大于，制冷系數(shù)也一定大于 1 1 。 ( ) ( ) 11 11沸騰狀態(tài)的水總是燙手的。沸騰狀態(tài)的水總是燙手的。 ( ) ( ) 1212絕熱過程一定是定熵過程。絕熱過程一定是定熵過程。 ( ) ( ) 1313系統(tǒng)從外界吸收熱量，溫度一定升高。系統(tǒng)從外界吸收熱量，溫度一定升高。( )( ) 1414平衡狀態(tài)不一定是均勻狀態(tài)。平衡狀態(tài)不一定是均勻狀態(tài)。 （ ） 1515理想氣體不可能進(jìn)行吸熱而降溫的過程。理想氣體不可能進(jìn)行吸熱而降溫的過程。 ( )( ) 2008.22008.2 1616經(jīng)不可逆循環(huán)，工質(zhì)無法恢復(fù)為原來狀態(tài)。經(jīng)不可逆循環(huán)，工質(zhì)無法恢復(fù)為原來狀態(tài)。 ( ) ( ) 17

9、17多變過程即任意過程多變過程即任意過程( )( )。 1818在相同溫度的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的卡諾循環(huán)在相同溫度的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的卡諾循環(huán) 效率最高，其他循環(huán)的效率都小于卡諾循環(huán)的效率效率最高，其他循環(huán)的效率都小于卡諾循環(huán)的效率 ( )( )。 1919熱力學(xué)第一定律適用于任意的熱力過程，不管過程是否熱力學(xué)第一定律適用于任意的熱力過程，不管過程是否 可逆（可逆（ ）。）。 2020提高活塞式壓氣機(jī)的增壓比，壓氣機(jī)的容積效率將減提高活塞式壓氣機(jī)的增壓比，壓氣機(jī)的容積效率將減 ?。ㄐ。?）。）。 2008.22008.2 三、填空三、填空 1.1.理想氣體在一熱力過程中，其熱

10、力學(xué)能增加理想氣體在一熱力過程中，其熱力學(xué)能增加 50J 50J ，同，同 時(shí)外界對系統(tǒng)做功為時(shí)外界對系統(tǒng)做功為 100J 100J 。則該熱力系統(tǒng)傳給外界的。則該熱力系統(tǒng)傳給外界的 熱量為熱量為 J J 。 50 2.2.在理想氣體的定溫過程中，初、終參數(shù)壓力與體積的在理想氣體的定溫過程中，初、終參數(shù)壓力與體積的 關(guān)系為關(guān)系為。 p c v c 3.3.已知氧氣在已知氧氣在250K250K時(shí)時(shí) =0.913 kJ/(kg=0.913 kJ/(kgK)K)， =0.653 kJ/(kg=0.653 kJ/(kgK)K)。則該氣體的。則該氣體的 氣體常數(shù)氣體常數(shù)Rg =Rg = kJkJ/(kg

11、/(kgK)K)。 0.26 4.4.熱的品位比機(jī)械能的品位熱的品位比機(jī)械能的品位 ( () )。 低低 2008.22008.2 5.5.水在定壓加熱過程中吸收熱量成為過熱蒸汽必需要水在定壓加熱過程中吸收熱量成為過熱蒸汽必需要 經(jīng)歷五種狀態(tài)的變化，即未飽和水、飽和水、經(jīng)歷五種狀態(tài)的變化，即未飽和水、飽和水、 、 干飽和蒸汽及過熱蒸汽。干飽和蒸汽及過熱蒸汽。 濕蒸汽濕蒸汽 6.6.氧氣瓶中的氧氣容積是氧氣瓶中的氧氣容積是 0.4m0.4m3 3 ，氧氣壓力為，氧氣壓力為 10MPa 10MPa ， 設(shè)氧氣的內(nèi)能為設(shè)氧氣的內(nèi)能為 8100kJ 8100kJ ，則氧氣的焓值為，則氧氣的焓值為 kJ

12、. kJ. 12100 7 7當(dāng)濕蒸汽的干度當(dāng)濕蒸汽的干度x x0 0 時(shí)，工質(zhì)全部為時(shí)，工質(zhì)全部為 。 飽和水飽和水 8. 8. 一熱泵工作時(shí)向高溫?zé)嵩磦鬟f熱量一熱泵工作時(shí)向高溫?zé)嵩磦鬟f熱量 50kJ, 50kJ, 消耗掉的消耗掉的 機(jī)械能機(jī)械能 20 kJ, 20 kJ, 供暖系數(shù)為供暖系數(shù)為 。 2.5 9. 9. 穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)能量方程式穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)能量方程式vdpdhq 的適用條件的適用條件 。任何工質(zhì)的穩(wěn)定流動(dòng)，可逆過程任何工質(zhì)的穩(wěn)定流動(dòng)，可逆過程 2008.22008.2 1010露點(diǎn)是對應(yīng)于濕空氣中水蒸汽分壓力下的露點(diǎn)是對應(yīng)于濕空氣中水蒸汽分壓力下的 溫度。溫度。 飽和飽和 11

13、11工質(zhì)在溫度為工質(zhì)在溫度為30 30 的恒溫?zé)嵩春偷暮銣責(zé)嵩春?0 20 的恒溫冷源的恒溫冷源 之間工作，該循環(huán)的最高制冷系數(shù)為之間工作，該循環(huán)的最高制冷系數(shù)為 。 5.1 1212一理想氣體初始溫度為一理想氣體初始溫度為 25 25 ，壓力為，壓力為 1Mpa 1Mpa ，經(jīng)定容，經(jīng)定容 過程到達(dá)終態(tài)，這時(shí)壓力為過程到達(dá)終態(tài)，這時(shí)壓力為 2.5Mpa 2.5Mpa 其終態(tài)溫度為其終態(tài)溫度為 。 409.7 2008.22008.2 的關(guān)系？的關(guān)系？的函數(shù)關(guān)系式，并分析的函數(shù)關(guān)系式，并分析和和 四、證明、作圖、簡答四、證明、作圖、簡答 1 1、試推導(dǎo)出壓縮空氣制冷循環(huán)的制冷系數(shù)、試推導(dǎo)出壓縮

14、空氣制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與循環(huán)的增與循環(huán)的增 壓比壓比 令令 12 / pp 帶入上式，帶入上式， 2008.22008.2 得得 1 1 1 k k ，由此式可知，由此式可知， 越小，越小， 越大；反之，越大；反之， 越大，越大， 越小。越小。 2 2、試畫出壓氣機(jī)兩級(jí)壓縮中間冷卻的、試畫出壓氣機(jī)兩級(jí)壓縮中間冷卻的p-V p-V 圖圖, ,并表示出與單并表示出與單 級(jí)壓縮相比少消耗的功量。級(jí)壓縮相比少消耗的功量。 2008.22008.2 3 3、試述膨脹功、技術(shù)功和流動(dòng)功的意義，并將可逆過、試述膨脹功、技術(shù)功和流動(dòng)功的意義，并將可逆過 程的膨脹功和技術(shù)功表示在程的膨脹功和技術(shù)功表示在 P-V

15、 P-V 圖上。圖上。 閉口系閉口系 開口系開口系 2008.22008.2 4 4、畫出壓縮蒸汽制冷循環(huán)的、畫出壓縮蒸汽制冷循環(huán)的 T-s T-s 圖，并寫出循環(huán)的圖，并寫出循環(huán)的 制冷量制冷量 c q、制冷系數(shù) 、制冷系數(shù)的表達(dá)式。的表達(dá)式。 2008.22008.2 5 5、試寫出卡諾循環(huán)的組成和循環(huán)熱效率計(jì)算公式。通、試寫出卡諾循環(huán)的組成和循環(huán)熱效率計(jì)算公式。通 過此公式得出什么重要結(jié)論？過此公式得出什么重要結(jié)論？ 卡諾循環(huán)由兩個(gè)等溫過程和兩個(gè)絕熱過程組成，其熱效率計(jì)卡諾循環(huán)由兩個(gè)等溫過程和兩個(gè)絕熱過程組成，其熱效率計(jì) 算公式：算公式： 1 2 1 T T ，通過卡諾循環(huán)得到的，通過卡

16、諾循環(huán)得到的 結(jié)論：結(jié)論： （ 1 1 ）卡諾循環(huán)的熱效率之決定于高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)幔┛ㄖZ循環(huán)的熱效率之決定于高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)?源的溫度源的溫度 （ 2 2 ）卡諾循環(huán)的熱效率只能小于）卡諾循環(huán)的熱效率只能小于1 1 ，決不能等于，決不能等于1 1 （ 3 3 ）第二類永動(dòng)機(jī)是不可能存在的）第二類永動(dòng)機(jī)是不可能存在的 2008.22008.2 五、計(jì)算五、計(jì)算 1 1、進(jìn)入某汽輪機(jī)的新蒸汽比焓為、進(jìn)入某汽輪機(jī)的新蒸汽比焓為 h h1 1 =3000kJ/kg =3000kJ/kg ，流速為，流速為 C C1 1 =50m/s =50m/s 。由汽輪機(jī)排出的乏汽的比焓降為。由汽輪機(jī)排出的乏汽的比焓

17、降為 h h2 2 =2000kJ/kg =2000kJ/kg ，流速為，流速為 C C2 2 =120m/s =120m/s ，汽輪機(jī)對環(huán)境散熱為，汽輪機(jī)對環(huán)境散熱為 6.81 6.81 10 10 5 5 kJ/h kJ/h ，忽略高度差的影響。設(shè)蒸汽流量為，忽略高度差的影響。設(shè)蒸汽流量為4040 噸噸 / / 小時(shí)，求該汽輪機(jī)的功率。小時(shí)，求該汽輪機(jī)的功率。 2008.22008.2 2 2、 一制冷機(jī)在一制冷機(jī)在 -15 -15 和和 30 30 的熱源間工作，若其的熱源間工作，若其 吸熱量為吸熱量為 20kW 20kW ，循環(huán)制冷系數(shù)是同溫限間逆向卡諾循，循環(huán)制冷系數(shù)是同溫限間逆向卡

18、諾循 環(huán)的環(huán)的7575，試計(jì)算：（，試計(jì)算：（1 1）散熱量；（）散熱量；（2 2）循環(huán)凈耗功量）循環(huán)凈耗功量 (1(1）散熱量）散熱量 =24.65 kW =24.65 kW (2(2）凈耗功量）凈耗功量 kW kW 2008.22008.2 3 3、理想氣體逆向循環(huán)、理想氣體逆向循環(huán) 1-2-3-11-2-3-1。其中。其中 1-2 1-2 為絕熱膨脹過為絕熱膨脹過 程，程， 2-3 2-3 為等壓吸熱過程，為等壓吸熱過程， 3-1 3-1 為等溫放熱過程。已知為等溫放熱過程。已知 點(diǎn)點(diǎn)1 1的溫度的溫度 T T1 1 =1500K =1500K ，壓力，壓力P1 =0.1Mpa; P1

19、=0.1Mpa; 點(diǎn)點(diǎn)2 2的溫度的溫度 T T2 2 =300K =300K 。如果循環(huán)中的工質(zhì)為。如果循環(huán)中的工質(zhì)為 1kg 1kg 空氣，其定壓比熱空氣，其定壓比熱 c cp p =1.01kJ/kg.K =1.01kJ/kg.K ，k=1.4 k=1.4 。 求：（求：（ 1 1 ）做出該循環(huán)的）做出該循環(huán)的 P-V P-V 圖及圖及 T-S T-S 圖；圖； （ 2 2 ）求該循環(huán)的制冷系數(shù)。）求該循環(huán)的制冷系數(shù)。 2008.22008.2 2008.22008.2 =0.1MPa =0.1MPa，氣壓表，氣壓表1 1讀數(shù)為讀數(shù)為 =0.1013MPa=0.1013MPa，氣壓表，氣

20、壓表2 2 讀數(shù)為讀數(shù)為 4 4、容器被分隔成、容器被分隔成 A A、B B 兩室，如附圖所示。已知當(dāng)?shù)貎墒?，如附圖所示。已知當(dāng)?shù)?大氣壓力大氣壓力 b p 2eB p 1eA p=0.294MPa=0.294MPa。求氣壓表。求氣壓表3 3的的 讀數(shù)。讀數(shù)。 2008.22008.2 SHU , p c 5 5、有、有5kg5kg的空氣，初態(tài)時(shí)的空氣，初態(tài)時(shí)T T1 1 =477K,P =477K,P1 1 =0.32Mpa =0.32Mpa，經(jīng)可，經(jīng)可 逆定容加熱，終溫逆定容加熱，終溫T T2 2 =600K. =600K.設(shè)空氣為理想氣體，求設(shè)空氣為理想氣體，求 過程功及過程熱量過程功及

21、過程熱量Rg=287J/( kgRg=287J/( kgK)K)， =1.005 kJ/( kg =1.005 kJ/( kgK)K)） kJkJ kJ/KkJ/K 過程功為過程功為 0 0 ，過程熱量，過程熱量 2008.22008.2 6 6、空氣初態(tài)為、空氣初態(tài)為 p p1 1 =0.1MPa =0.1MPa、t t1 1 =20 =20，經(jīng)過二級(jí)活塞式壓，經(jīng)過二級(jí)活塞式壓 氣機(jī)后，壓力提高到氣機(jī)后，壓力提高到4.9MPa4.9MPa，假定各級(jí)壓縮過程的多變指，假定各級(jí)壓縮過程的多變指 數(shù)數(shù)n=1.3n=1.3。試求：（。試求：（1 1）以耗功最小為前提的各級(jí)壓比；）以耗功最小為前提的各

22、級(jí)壓比； （2 2）生產(chǎn)）生產(chǎn)1kg 1kg 壓縮空氣理論上消耗的功；（壓縮空氣理論上消耗的功；（3 3）各級(jí)氣缸）各級(jí)氣缸 的出口溫度；（的出口溫度；（4 4）若采用單級(jí)壓縮，壓氣機(jī)消耗的功及）若采用單級(jí)壓縮，壓氣機(jī)消耗的功及 出口溫度。出口溫度。(Rg=0.287kJ/(Rg=0.287kJ/（kgkgk k）) ) （1 1） (2) (2) (3) (3) 2008.22008.2 (4) (4) 7 7、利用逆向卡諾機(jī)作為熱泵向房間供熱，設(shè)室外溫度為、利用逆向卡諾機(jī)作為熱泵向房間供熱，設(shè)室外溫度為 -10-10，室內(nèi)溫度保持，室內(nèi)溫度保持2020。要求每小時(shí)向室內(nèi)供熱。要求每小時(shí)向室

23、內(nèi)供熱 4 105 . 2 kJkJ。試問：。試問：1 1）每小時(shí)從室外吸收多少熱量？）每小時(shí)從室外吸收多少熱量？ 3 3）熱泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，如電動(dòng)機(jī)效率為）熱泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，如電動(dòng)機(jī)效率為95%95%，電動(dòng)機(jī)的功，電動(dòng)機(jī)的功 率多大？率多大？ 2 2）此循環(huán)的供暖系數(shù)多大？）此循環(huán)的供暖系數(shù)多大？ 2008.22008.2 2008.22008.2 8 8、 某車間從溫度為某車間從溫度為-23-23的倉庫中領(lǐng)來一只容積為的倉庫中領(lǐng)來一只容積為 0.04m0.04m3 3 ，指示壓力為，指示壓力為150bar150bar的氧氣瓶。該氧氣瓶長期未的氧氣瓶。該氧氣瓶長期未 經(jīng)使用，為了車間安全，安

24、全檢查員發(fā)現(xiàn)該氧氣瓶上壓力經(jīng)使用，為了車間安全，安全檢查員發(fā)現(xiàn)該氧氣瓶上壓力 表指示壓力為表指示壓力為152bar152bar，車間溫度為，車間溫度為1717。當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿?。?dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿?壓力為壓力為760mmHg760mmHg。問該氧氣瓶是否漏氣？如漏氣，試計(jì)算。問該氧氣瓶是否漏氣？如漏氣，試計(jì)算 漏去的氧氣量。設(shè)漏去的氧氣量。設(shè)Rg=0.2599 J/(kgRg=0.2599 J/(kgK)K)， 760mmHg=1.0133760mmHg=1.013310105 5 Pa Pa 可見，該氧氣瓶漏氣，漏去的氧氣量為 1.1766 kg 2008.22008.2 9 9、某卡諾熱機(jī)每分鐘從、某卡諾熱機(jī)每分鐘從 500500的熱源吸熱的熱源吸熱5000kJ,5000kJ