工程熱力學(xué)試題答案(A)

1、工程熱力學(xué)試題答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、 是非判斷題（共30分，每題3分）（1）正確；根據(jù)平衡狀態(tài)的定義可得。（判斷1分，解釋2分）（2）錯(cuò)誤；技術(shù)功壓降可以實(shí)現(xiàn)。（判斷1分，解釋2分）（3）錯(cuò)誤；孤立系統(tǒng)的熵不一定守恒。（判斷1分，解釋2分）（4）正確；狀態(tài)參數(shù)性質(zhì)決定，與過(guò)程無(wú)關(guān)。（判斷1分，解釋2分）（5）錯(cuò)誤；過(guò)冷度越大，蒸氣壓縮機(jī)制冷循環(huán)的制冷系數(shù)就越大。（判斷1分，解釋2分）（6）正確；消耗外功的情況下可以實(shí)現(xiàn)。（判斷1分，解釋2分）（7）正確；卡諾定理之一。（判斷1分，解釋2分）（8）錯(cuò)誤；如氣體吸熱全部用于熱力學(xué)能的增加，則不膨脹做功。（判斷1分，解釋2分）（9）正確；根據(jù)穩(wěn)定流動(dòng)能量

2、方程，各截面上的滯止參數(shù)都相等。（判斷1分，解釋2分）（10）正確；飽和濕空氣中的水蒸氣處于飽和狀態(tài)，未飽和濕空氣中的水蒸氣處于過(guò)熱狀態(tài)。（判斷1分，解釋2分）二、 簡(jiǎn)答題（共25分，每題5分）1）簡(jiǎn)述可逆過(guò)程與準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程之間的區(qū)別與聯(lián)系。舉例說(shuō)明自然界中哪些現(xiàn)象自發(fā)而不可逆。答：可逆過(guò)程是一種理想化的過(guò)程。即當(dāng)系統(tǒng)完成某一過(guò)程后，若能使過(guò)程逆向進(jìn)行而使系統(tǒng)及外界回復(fù)到原始狀態(tài)不留下任何變化的痕跡，則此過(guò)程稱為可逆過(guò)程。（2分）準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是指熱力學(xué)過(guò)程中系統(tǒng)所經(jīng)歷的一切中間狀態(tài)都無(wú)限接近于平衡狀態(tài)，即認(rèn)為系統(tǒng)與外界之間的不平衡勢(shì)為無(wú)限小?？梢?jiàn)，可逆過(guò)程強(qiáng)調(diào)的是過(guò)程所產(chǎn)生的外部效果，而準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程

3、強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)的內(nèi)部的變化?？赡孢^(guò)程一定是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，而準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程不一定就是可逆過(guò)程。（2分）自由膨脹，混合過(guò)程，溫差傳熱過(guò)程（1分）2）壓縮、升溫、放熱的過(guò)程，終態(tài)在p-v圖和T-s圖的哪個(gè)區(qū)域？（各2.5分）3） 蒸汽壓縮制冷循環(huán)裝置主要由哪些設(shè)備組成？工質(zhì)在各設(shè)備中進(jìn)行的熱力過(guò)程是什么？有何特點(diǎn)？在T-s圖上如何表示？答：蒸汽壓縮制冷循環(huán)由下列設(shè)備組成：壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器。（2分）在壓縮機(jī)中工質(zhì)被絕熱壓縮，壓力提高，消耗外界機(jī)械功；冷凝器中工質(zhì)定壓凝結(jié)放熱達(dá)到該壓力下的飽和液狀態(tài)。膨脹閥中工質(zhì)絕熱節(jié)流，壓力下降，溫度下降，前后焓不變；蒸發(fā)器中工質(zhì)定壓吸熱蒸發(fā)達(dá)到該壓力下的干飽和

4、汽狀態(tài)。（2分）T-s圖（1分）4）漸縮噴管入口壓力不變，當(dāng)其背壓降低時(shí)，噴管出口截面的流速及噴管流量是如何變化的？并解釋這種變化規(guī)律的原因。答：當(dāng)背壓降低時(shí)，漸縮噴管出口速度會(huì)增大，直到增加到臨界速度時(shí)不再增大（2分），噴管流量隨背壓的下降而增加，直到增加到最大流量后，噴管的流量不再增加（1分）。出口速度達(dá)到臨界流速后不再增加，是因?yàn)樵跐u縮噴管中，流速不可能超過(guò)當(dāng)?shù)芈曀伲?分）。5）濕空氣相對(duì)濕度的意義是什么？它和濕空氣的水蒸汽分壓力有何關(guān)系？在其他條件不變時(shí)，濕空氣的干球溫度改變對(duì)濕空氣相對(duì)濕度有何影響？答：濕空氣相對(duì)濕度的意義是空氣距離飽和空氣的程度（1分）。也就是濕空氣中的水蒸汽分壓力

5、與相同溫度下飽和濕空氣中水蒸汽壓力下的比值，或濕空氣的絕對(duì)濕度與同溫度下飽和濕空氣絕對(duì)濕度的比值，=v/s=Pv/Ps（2分）,在其他條件不變時(shí)，濕空氣溫度提高使飽和水蒸汽的壓力增加，因而相對(duì)濕度下降。反之空氣溫度下降，飽和水蒸汽壓力降低，增加（2分）。三、計(jì)算題1、答：a 可逆絕熱膨脹P2=P1(v1v2)kP2=P1(v2v1)kp2=(1/2)1.4*5=1.895bar,（1分）T2=T1(v1v2)k1T2=T1(v2v1)k1T2=(1/2)0.4*340=257.7K（1分）由穩(wěn)流方程q=Wsh (c22/2-c12/2) g(z2-z1)（1分）故Ws=-h=Cp(T1-T2)

6、=82.67kJ/kg,（1分）s=0, u=Cv(T2-T1)=-59.05kJ/kg（1分）h=-Ws=-82.67kJ/kgb 絕熱節(jié)流膨脹h=0, （1分）空氣可作為理想氣體T=0,T2=T1=340K同樣有u=0,（1分）p2=(V1/V2)p1=1/2*5=2.5bar,（1分）由q=wsh (c22/2-c12/2)g(z2-z1),ws=-h=0s=Rln(p1/p2)s =0.287ln(5/2.5)=0.1989kJ/kg.K（1分）T-s圖（2分）2、答：1）可逆過(guò)程t,C=1T2T1=1285800=0.644t,C=1T1T2=1800285=0.644（1分）wC=

7、t,Cq1=0.644600=386.4kJ/kgwC=t,Cq1=0.644600=386.4kJ/kg（1分）2）高溫?zé)嵩挫氐淖兓縮1=q1T1s1=T1q1=0.75（1分）高溫?zé)嵩磦鳠岽嬖?0K溫差的熵增：s=q1T1q1T1s高溫溫差=T1q1T1q1=0.05（1分）絕熱膨脹不可逆性引起熵增ss不可逆性0.25kJ/kg.K300k熱源的熵變化s300k=q2T2s300k=T2q2（1分）s300k=s1 s ss300k=s1s高溫溫差s不可逆（1分）w=q1q2=285kJ/kgw=q1q2=285kJ/kg（1分）t=wq1=0.475t=q1w=0.475（1分）s=q

8、2T2q2T2=q2285q2300s低溫溫差=T2q2T2q2=285q2300q2（1分）siso=s s s=0.355kJ/kg.Ksiso=s高差s不可逆s低差=0.355kJ/kg.K（1分）=T0siso=101.2kJ/kg=T0siso=101.2kJ/kg（1分）3、答：h3=h4=512.38kJ/kg，h2=1699.55kJ/kg（2分）由s1=s2s2”，t1=20，（1分）得x1（s1s1）/(s1”-s1)（2分）=(8.5658-3.8171)/(9.0895-3.8171)=0.90067h1=h1 x(h1”-h1)=1523.757kJ/kg，（2分）1q2/w。（h1h4）/(h2h1)=5.753（2分）壓氣機(jī)功率w。Q2/1100/5.75317.38kW（2分）4、答：從圖中可以查出d1=11g/kg(d.a)（1分）d2=26.80g/kg(d.a)（1分）H1=47kJ/kg(d.a)（1分）H2=108.5kJ/kg(d.a)（1分）Dc=(mA1d1 mA2d2)/(mA1 mA2)=14.16g/kg(d.a)（2分）H360.5kJ