工程熱力學2017試卷B試卷標準答案

1、浙江科技學院考試試卷第 頁共 頁2016- 2017學年第1學期B試卷標準答案考試科目工程熱力學考試方式 閉 完成時限120分鐘擬題人 許友生 審核人 批準人 2016年1_月 J0 日機械與汽車工程學院2015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 復核人得分命題:簽名一、是非題（每小題2分，共20分）1.根據(jù)平衡態(tài)的定義，不受外界影響的系統(tǒng)，其穩(wěn)定態(tài)就是平衡態(tài)。（正確）2 .不可逆過程是無法恢復到起始狀態(tài)的過程。（錯誤）3 .飽和濕蒸汽的干球溫度等于濕球溫度等于露點溫度。（正確）4 .已知飽和濕蒸汽的溫度和壓力不能確定其他狀態(tài)參數(shù)。（正確）5 .自

2、然界的過程都是朝著嫡增大的方向進行，因此嫡減小過程是不可能實現(xiàn)的。（錯誤）6 .郎肯循環(huán)基礎上實現(xiàn)再熱可提高循環(huán)熱效率。（正確）7 .熱力過程中，工質(zhì)向外界放熱，其溫度不一定降低。（正確）8 .節(jié)流過程是一個等烙過程。（錯誤）9 .不可逆過程& S無法計算。（錯誤）10 .不可逆過程可自發(fā)進行。（正確）二、選擇題（每小題2分，共20分）11 開口系統(tǒng)是指（A ）的系統(tǒng) A與外界有物質(zhì)交換B與外界有熱量交換| C與外界有物質(zhì)交換沒有熱量交換D與外界有功的交換2與外界只發(fā)生熱量的交換的熱力系統(tǒng)，不可能是（ D ）A封閉系統(tǒng)B絕熱系統(tǒng)C開口系統(tǒng) D B+C 3當系統(tǒng)從熱源吸收一定數(shù)量的熱量時，工質(zhì)絕

3、對溫度越高，則系統(tǒng)嫡的變化越小,熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ某潭龋˙ ）A越小 B越大 C不受影響D均不對4不考慮化學反應和電磁效應的熱力系統(tǒng)，過程的不可逆因素是（A ）耗散效應 不同 工質(zhì)的混合熱傳遞膨脹ABCD5在壓容圖上，可逆態(tài)過程-用一條連續(xù)曲線表示，不可逆過程（B ）用一條連續(xù)曲線表不。A可以/可以B可以/不可以C不可以/可以D不可以/不可以6對于一定質(zhì)量的理想氣體，不可能發(fā)生的過程是（ A ）A氣體絕熱壓縮，溫度降低B氣體放熱，溫度升高C氣體絕熱膨脹，溫度降低D氣體吸熱，溫度升高7在T_S圖上，某嫡減小的理想氣體可逆過程線下的面積表示該過程中系統(tǒng)所 （C ）A吸收的熱量B對外做的功量C放出的熱量

4、 D消耗的外界功8提高循環(huán)熱效率的不正確的途徑是（ D ）A盡量提高高溫熱源溫度B盡量降低地問熱源溫度C盡可能使實際的熱力循環(huán)接近理想卡諾循環(huán)D 盡量增大各種傳熱溫差9對于一定質(zhì)量的理想氣體，可能發(fā)生的過程是（A ）A定溫放熱，壓強增大B定容吸熱，溫度不變C絕熱膨脹，溫度升高D定溫壓縮，氣體吸熱10下列說法中（D ）不對。1公斤油在100c是具有很大的能量；空氣中的氧氣和氮氣具有不同的溫度和體積；實際氣體在壓力較低的時就可以當作理想氣體；實際氣體在溫度較高時就可以當做理想氣體。A BCD三、簡答題。（本大題共2小題，每小題6分，共12分）B1 .若工質(zhì)從同一初態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)可逆絕熱過程與不可逆

5、絕熱過程到達相同的終壓，兩過程終態(tài)嫡如何？答：從T-S圖上可以看出，從同一初態(tài)出發(fā)，達到相同的終壓（注意僅為 相同終壓，不是相同狀態(tài)）：1）對于可逆絕熱過程，嫡增為零，2）對于不可逆絕熱過程，嫡流為零，嫡產(chǎn)大于零，因此嫡要增大。由于工質(zhì)從同一個初態(tài)出發(fā)，因此不可逆絕熱過程終態(tài)的嫡要大于可逆絕熱過程終態(tài)的嫡。2.蒸氣壓縮制冷循環(huán)與空氣壓縮制冷循環(huán)相比有哪些優(yōu)點？為什么有些時候還要用空氣壓縮制冷循環(huán)？答：蒸汽壓縮制冷循環(huán)中吸、放熱過程是依靠工質(zhì)的相變潛熱，通常相變潛熱是比較大的，因此與空氣壓縮制冷循環(huán)相比，蒸汽壓縮制冷循環(huán)有以下兩個優(yōu)點：1）工質(zhì)單位質(zhì)量的制冷量大， 這就決定了在相同的制冷能力下，

6、蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)的體積小于空氣壓縮制冷系統(tǒng)；2）由于工質(zhì)是相變傳熱（工質(zhì)側(cè)溫度在兩相區(qū)內(nèi)恒定），因此縮小了傳熱溫差，減小了溫差傳熱導致的不可逆性。但隨著回熱和葉輪式壓縮機和膨脹機技術的出現(xiàn)，空氣壓縮制冷循環(huán)再一次得到了人們的注意。對于采用回熱和葉輪機械的空氣壓縮制冷循環(huán)，工質(zhì)流量大大提高， 同時實際循環(huán)的制冷系數(shù)也有所提高。當制冷溫度不是很低， 且對設備體積要求不高時，可以考慮采用空氣壓縮制冷循環(huán)。四、證明題：（本題13分）任意一個Maxwell關系可以導出其余的 Maxwell關系;答：對于簡單可壓縮純物質(zhì)系統(tǒng)，證明如下：三二人若已知 v s二s v則利用循環(huán)關系式和倒數(shù)式有下面的結(jié)果I禽.

7、(1口.(l/SldT/V禽力一 I氏41.絕熱封閉的氣缸中貯有不可壓縮的液體 0.002 m3,通過活塞使液體的壓力從 0.2 MPa提高到 4 MPa (圖2-15)。試求：(1)外界對流體所作的功；計算題1 圖五、計算題(其中第1道15分，第2道20分，共35分)(2)液體熱力學能的變化；(3)液體燃的變化。解:(1)由于液體是不可壓縮的，所以外界對流體所作的功為零：W = 0(2)由閉口系能量方程：Q =AU + W因為絕熱，Q = 0又不作功W = 0所以AU = 0即液體的熱力學內(nèi)能沒有變化。(3)雖然液體熱力學能未變，但是由于其壓力提高了，而容積不變，所以始增加了 (H = U

8、工(PV) =0 0.002(4 - 0.2) 106 = 7.6 kJ2.空氣從T1 = 300 K、p1 = 0.1 MPa壓縮到p2 = 0.6 MPa。試計算過程的膨脹功(壓縮 功)、技術功和熱量，設過程是 (1)定溫的、(2)定嫡的、(3)多變的(n=1.25)。按定 比熱容理想氣體計算，不考慮摩擦。解:依題意計算過程如下：(1)定溫過程計算P20.1=WtT =qT =RTln 2 =28.71 300 InP10.6=154.324kJ/kg(2)定嫡過程計算1k0 -1ko J0.2871 300I他RT1 1 -| 1 31.41 J絲產(chǎn) ,93-143.978kJ/kgWt

9、s =k0Ws =1.4 (143.930) = -201.513kJ /kg qs =0(3)多變過程計算=1.25 (相關處都換成n)1W =-1RT1 1 21 0.2871 300 1.25 -11.251產(chǎn),I。-148.477kJ / kgWt =k0W =1.25 (-148.477) =-185.596kJ/kgcv0 -CP0 /.q =)=cv0cp0-11.25 0.718 -1.005-X1.25 -1/b.6 7300 M 931.251.25-3001TJ1-55.595kJ / kg現(xiàn)將計算結(jié)果列表如下:WqT-154.324-154.324-154.324S-143.138-201.5130n-148.477-185.596-55.595從以上結(jié)果可見，定溫壓縮耗功最小，因為在定溫壓縮過程中，產(chǎn)生的熱量及 時散出去了，在相同壓力下比容較小，所以消耗的技術功較少；對定嫡壓縮來說，于是絕熱的，壓縮產(chǎn)生的熱量散不出去,使得工質(zhì)的溫度升高,在相同壓力下比容較 大，所以消耗的技術功較多。在實際壓縮過程中，定溫壓縮做不到，而等嫡壓縮又耗功較多