工程熱力學(xué)2018試卷B 試卷標(biāo)準(zhǔn)答案

1、浙江科技學(xué)院考試試卷 專業(yè)班級 學(xué)號 姓名 裝訂線 浙江科技學(xué)院2017- 2018 學(xué)年第 1 學(xué)期 b試卷標(biāo)準(zhǔn)答案考試科目 工程熱力學(xué) 考試方式 閉 完成時(shí)限 120分鐘 擬題人 許友生 審核人 批準(zhǔn)人 2018 年1 月 9 日 機(jī)械與汽車工程 學(xué)院 2016年級 能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)題序一二三四五六七八九十總分加分人復(fù)核人得分簽名命題：得分一、 是非題（每小題2分，共20分）1. 任何沒有體積變化的過程就一定不對外做功。（錯(cuò)誤）2. 氣體膨脹時(shí)一定對外做功，氣體壓縮時(shí)一定消耗外功。（錯(cuò)誤）3. 進(jìn)行任何熱力分析都要選取熱力系統(tǒng)。（正確）4. 水蒸氣在等壓汽化過程中溫度不變。（正確）5

2、. 穩(wěn)定狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)。（正確）6. 熱力學(xué)第二定律可以表述為“機(jī)械能可以全部變?yōu)闊崮埽鵁崮懿豢赡苋孔優(yōu)闄C(jī)械能”。（錯(cuò)）7. 理想氣體定溫膨脹過程中吸收的熱量可以全部轉(zhuǎn)換為功。（正確）8. 若從某一初態(tài)經(jīng)可逆與不可逆兩條途徑到達(dá)同一終態(tài)，則不可逆途徑的必大于可逆過程途徑的。（錯(cuò)誤）9. 內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)中壓縮比愈大，其理論效率越高。（正確）10. “循環(huán)功越大，則熱效率越高”；“可逆循環(huán)熱效率都相等”；“不可逆循環(huán)效率一定小于可逆循環(huán)效率”。（錯(cuò)誤）二、 選擇題（每小題2分，共20分）得分 1 當(dāng)系統(tǒng)從熱源吸收一定數(shù)量的熱量時(shí)，工質(zhì)絕對溫度-，則系統(tǒng)熵的變化- 熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ?程度（

3、a ）a 越高/越小/越大 b 越高/越大/越大 c 越低/越小/越小 d 越低/越小/越大 2由封閉表面包圍的質(zhì)量恒定的物質(zhì)集合或空間的一部分稱為（ c ） a 封閉系統(tǒng) b 孤立系統(tǒng) c 熱力學(xué)系統(tǒng) d 閉口系統(tǒng)3與外界只發(fā)生功的交換的熱力系統(tǒng)，不可能是（ c ） a 封閉系統(tǒng) b 絕熱系統(tǒng) c開口系統(tǒng) d b+c4關(guān)于狀態(tài)變化過程( c ) 非靜態(tài)過程在壓容圖上無法用一條連續(xù)曲線表示；系統(tǒng)進(jìn)行了一個(gè)過程后，如能使系統(tǒng)沿著與原過程相反的方向恢復(fù)初態(tài)，則這樣的過程稱為可逆過程；內(nèi)外平衡是可逆過程的充分和必要條件； 只有無摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程才是可逆過程。a 對 b 對 c 對 d 對5在t-s圖

4、上，某熵增加的理想氣體可逆過程線下的面積表示該過程中系統(tǒng)所( a )。 a 吸收的熱量 b對外作的功量 c放出的熱量 d 消耗的外界功量6不考慮化學(xué)反應(yīng)和電磁效應(yīng)的熱力系統(tǒng)，過程的不可逆因素是( d )a耗散效應(yīng) b有限溫差下的熱傳遞 c 自由膨脹d a+b+c 7卡諾循環(huán)包括( c )過程 a 定容加熱，定容放熱，絕熱膨脹，絕熱壓縮 b 定溫加熱，定溫放熱，絕熱膨脹，絕熱壓縮 c 可逆定溫加熱，可逆定溫放熱，可逆絕熱膨脹，可逆絕熱壓縮 d 可逆定壓加熱，可逆定壓放熱，可逆絕熱膨脹，可逆絕熱壓縮8在p_v圖上，某比容增加的理想氣體可逆過程線下左側(cè)的面積表示該過程中系統(tǒng)所( c ) a作的膨脹功

5、的大小b 消耗外界功的答案小 c作的技術(shù)工的大小d消耗的熱量9下列說法中( d )不對 理想氣體經(jīng)過絕熱節(jié)流后，溫度不變，熵值也不變； 不論進(jìn)行何種熱力過程，理想氣體的比熱不可能小于零；任何系統(tǒng)的不可逆過程，其熵值一定增加；功不是狀態(tài)參數(shù)，內(nèi)能與流動(dòng)功之和也不是狀態(tài)參數(shù)a b c d 10對于一定質(zhì)量的理想氣體，不可能發(fā)生的過程是( d ) a 氣體放熱，壓強(qiáng)增大 b 氣體放熱，溫度不變 c 定溫放熱，壓強(qiáng)增大 d 定溫壓縮，氣體吸熱三、 簡答題。（每小題6分，共12分）得分1. 既然壓縮過程需要消耗功，為什么內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)裝置在燃燒過程前要有壓縮過程？ 答：對于內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)，都是靠高溫

6、高壓的氣體工質(zhì)推動(dòng)活塞或葉輪機(jī)械來對外做功的（即膨脹降壓過程）。為了連續(xù)地輸出有用功，就必須連續(xù)地產(chǎn)生高溫高壓的氣體工質(zhì)，因此在燃燒過程前要進(jìn)行壓縮過程，主要目的是提高氣體工質(zhì)的壓力，同時(shí)工質(zhì)溫度也有所提高。2. 理想氣體定溫膨脹過程中吸收的熱量可以全部轉(zhuǎn)換為功，這是否違反熱力學(xué)第二定律？為什么？答：理想氣體定溫膨脹過程中吸收的熱量可以全部轉(zhuǎn)換為功，這個(gè)過程不違反熱力學(xué)第二定律。因?yàn)樵谏鲜鲞^程中，氣體的體積變大，也就是說這個(gè)熱量全部轉(zhuǎn)換為功的過程引起了其它變化，所以不違反熱力學(xué)第二定律。同時(shí)，理想氣體定溫膨脹過程僅僅是一個(gè)單獨(dú)的過程，而不是一個(gè)循環(huán)，這就意味著這個(gè)過程不能連續(xù)不斷地將熱量全部轉(zhuǎn)

7、換為功，因此從這個(gè)角度來講上述過程也不違反熱力學(xué)第二定律。四 證明題：（13分）得分微元準(zhǔn)靜態(tài)過程的膨脹功為，證明不是全微分？證明：不是全微分，證明如下：對于函數(shù)z如果要滿足全微分，必要條件為：而只能表示為一個(gè)變量的微分關(guān)系，不能滿足充要條件，故不是全微分?；蛘撸憾?，所以不是全微分。五 計(jì)算題（其中第1道15分，第2道20分，共35分）得分 1. 空氣在氣缸中由初狀態(tài)t1=300 k、p1=0.15 mpa進(jìn)行如下過程： (1) 定壓吸熱膨脹，溫度升高到480 k； (2) 先定溫膨脹，然后再在定容下使壓力增到 0.15 mpa，溫度升高到 480 k。試將上述兩種過程畫在壓容圖和溫熵圖中；利

8、用空氣的熱力性質(zhì)表計(jì)算這兩種過程中的膨脹功、熱量，以及熱力學(xué)能和熵的變化，并對計(jì)算結(jié)果略加討論。解 ： (1)、(2)要求的兩個(gè)過程在p-v圖和t-s圖中表示如圖a、b所示。(1) 空氣按理想氣體處理，查附表5得： 時(shí)，時(shí)，所以 對定壓吸熱膨脹過程有 (2) 對11 2即先定溫膨脹，然后再定容壓縮過程有對 11 定溫膨脹過程： 所以 對 12定容壓縮過程：wv = 0 圖 a 圖 b因?yàn)?12 是定容過程，所以因而 或 所以對整個(gè)112過程來說有：（第二項(xiàng)是0，結(jié)果：40。48）現(xiàn)將(1)、(2)計(jì)算結(jié)果列表如下：wq1(p)51.678182.30130.630.47560.28352(t-

9、v)40.48171.11130.630.47560.2366討論：a）(1)、(2)兩個(gè)過程的狀態(tài)參數(shù)的變化量是相等的：如、與具體過程無關(guān)，而只與始終兩狀態(tài)有關(guān)，進(jìn)一步表明狀態(tài)參數(shù)的特性。b） (1)、(2)兩個(gè)過程的傳熱量q和作功量w是不同的，說明q、w與具體過程有關(guān)：定壓過程的吸熱量和作功量都比先定溫后定容過程要多。2 有一閉口系，從狀態(tài)1經(jīng)過a變化到狀態(tài)2（圖）；又從狀態(tài)2經(jīng)過b回到狀態(tài)1；再從狀態(tài)1經(jīng)過c變化到狀態(tài)2。在這三個(gè)過程中，熱量和功的某些值已知（如下表中所列數(shù)值），某些值未知（表中空白）。試確定這些未知值。過 程熱量q / kj膨脹功w / kj1-a-210（7）2-b-1-7-41-c-2（11）8 解 ： 關(guān)鍵在于確定過程 12的熱力學(xué)能變化，再根據(jù)熱力學(xué)能變化的絕對值不隨過程而變，對三個(gè)過程而言是相同的，所不同的只是符號有正、負(fù)之差