工程熱力學(xué)試卷1

工程熱力學(xué)試卷[1]一、問(wèn)答題（525）在p-vT-圖上畫出空氣的n=1.21-2n=1.61-31-21-3學(xué)能的大小若分別以某種服從p(v-b)=RgT（其中b）和理效率大一些，為什么。條途徑到達(dá)同一終態(tài)，則不可逆途徑的ΔS'必大于可逆途徑ΔS”12kJ10kJ析空氣的熵變有哪幾種可能性？為什么？是什么？二、計(jì)算題（75）1.356kJ/h628kJ/h。在(27℃)下進(jìn)行,問(wèn)運(yùn)動(dòng)時(shí)多余熱量需每小時(shí)蒸發(fā)多少汗才能排出？（10分、h\；t=28℃：h'=117.31kJ/kg、2.容積V=0.5m3=0.3MPa,初溫=150℃,經(jīng)膨脹過(guò)程到終態(tài)=0.08MPa,=20℃,求過(guò)程中熱力學(xué)能,焓及熵的變化量?？諝庾鳛槔硐霘怏w,其比熱容可取定值,氣體常數(shù)=287J/(kg·K)；=1005J/(kg·K)。（10）2kg,35℃,2MPa3MPa=260J/(kg·K)、=917J/(kg·K)；氮?dú)獗葻崛萑《ㄖ?氣體常數(shù)=297J/(kg·K)；=1038J/(kg·K)。(10分)90℃，流出時(shí)溫度為50℃，若室內(nèi)溫度維持25℃，為維持室內(nèi)溫度恒定需供熱36000kJ/h,求（1）(kg/)；（2）以水為系統(tǒng)，求過(guò)程的熵流、熵產(chǎn)及作功能力損失；（3）0℃。假定空氣作理想氣體，比熱容取定值，氣體常數(shù)=287J/(kg·K)、=1005J/(kg·K)。）36021℃140.52MPa1.3,壓縮機(jī)容積效率ηV=0.95:(1)=287J/(kg·K)、=1005J/(kg·K)、環(huán)境大氣壓pb=0.1013MPa。（15）輸送管送來(lái)的空氣，進(jìn)入出口面積=10cm2的噴管。進(jìn)口處空氣壓力=1.5MPa，溫度=80℃，進(jìn)口流速可忽略；噴管出口截面外背壓pb=0.6MPa，設(shè)空氣比熱容取定值，=1.004J/(kg·K)，=1.4。（1）設(shè)計(jì)噴管（形狀、截面積）；（2）計(jì)算噴管出口截面上空氣的速度及流量。）1.容積為0.2m3鋼瓶?jī)?nèi)盛有氧氣，初始狀態(tài)時(shí)pe1=9.9MPa，=17℃。由于氣焊用去部分氧氣，壓力降至9.0MPa。假定氧氣與外界無(wú)熱量交換，試計(jì)算用去多少氧氣？瓶?jī)?nèi)剩余氧氣的溫度為多少度？若瓶?jī)?nèi)氧氣從周圍環(huán)境吸熱，其溫度又恢復(fù)17℃，問(wèn)此時(shí)瓶?jī)?nèi)的壓力為多少？pb=0.1MPa；氧氣比熱容取定值，=260J/（kg·K）、⑴計(jì)算循環(huán)最高壓力及最高溫度；⑵求循環(huán)熱效率和凈功量；⑶分析提高循環(huán)熱效率的熱力學(xué)措施。0.15kJ/(kg·K)0.1kJ/(kg·K)，(206.5kPa:(1)1kg工質(zhì)在鍋爐及過(guò)熱器中的吸熱量；）已知：p=17MPa，t=550℃:h=3426.8kJ/kgv=0.0199213m/kg=6.4416kJ/(kg·K)p=5kPa：t=32.9℃；h'=137.72kJ/kg；h\；'=0.4761kJ/(kg·K)；3=917J/（kg·K）。(10分)2.40℃，含濕量d=40g/kgpb=0.1MPa，求：(1)水蒸氣的分壓力；(2)相對(duì)濕度；(3)露點(diǎn)溫度；(4)濕空氣的焓h。(10分)已知壓力為0.1MPa時(shí)飽和濕空氣表如下：干球溫度t℃353637383940455055\K)飽和分壓力pkPa5.6225.9406.2746.6246.9917.3759.58212.33515.741飽和含濕量dg/kg干空氣37.0539.2841.6444.1246.7549.5265.9287.52116.197.用活塞式壓氣機(jī)將3.10kg，活塞面積A20cm，初態(tài)時(shí)氣缸內(nèi)空氣溫度t=20℃,容積V=140cm6kg與外界無(wú)熱量交換，活塞與氣缸之間無(wú)摩擦。已知大氣壓力為0.1MPa；空氣作理想氣體，比熱容取定值，=287J/(kg·K)；=1005J/(kg·K)；=20℃。(15分)32=1kg/，5MPa、7℃的氧氣加壓到1.25MPa，（1）若采用一級(jí)壓縮，壓氣機(jī)的余容比σ=0.004，壓縮過(guò)程的多變指數(shù)n=1.25，求壓氣機(jī)的容積效率ηV和消耗功率P（kW）；(2)若采用二級(jí)壓縮，中間冷卻，每級(jí)缸的余容比相等，即σL=σH=0.004，多變指數(shù)也相等，nL=nH=1.25，再求壓氣機(jī)的容積效率ηV和消耗功率P(kW)。已知氧氣可作理想氣體，比熱取定值，=260J/(kg·K)。(15分)4.10kg300K285K，求所需最小功是多少？水定壓比熱容取4.187kJ/(kg·K)(155.活塞式內(nèi)燃機(jī)的定容加熱循環(huán)其初始狀態(tài)為p=0.1MPa，t=37℃，壓縮比ε=12，循環(huán)中對(duì)工質(zhì)加入熱量為700kJ/kg。工質(zhì)可視為空氣，比熱容取定值，氣體常數(shù)=287J/(kg·K)；=1004J/(kg·K)。容器被分隔成AB2，氣壓表1讀數(shù)為3數(shù)。（10）6m30m25m3/h12kW3.5℃4℃。整個(gè)系統(tǒng)及管道均包有一定厚度的保溫量？設(shè)管道中水進(jìn)出口的動(dòng)能差可忽略不計(jì)；水的比熱取定值cp=4.187kJ/(kg·K),1000kg/m3。（10）在p-vT-,；(2)，；(3)。（15）4.100kg0℃0℃335kJ/kg，設(shè)環(huán)境溫度T0=293K功能力損失。）進(jìn)入出口截面積A22=10cm=2106Pa，=27℃，初速度很小，可以忽略不計(jì)。求空氣經(jīng)噴管射出時(shí)的速度、流量以及出口截面處空氣的狀態(tài)參數(shù)、。設(shè)噴管背壓力為1MPa?？諝馊《▔罕葻崛荩?1.005kJ/(kg·K)，κ=1.4。（15）=10=100kPa、=35℃。加熱過(guò)程中氣體吸熱650kJ/kg。假定比熱容為定值,且=1.005kJ/(kg·K)，κ=1.4，求：（1）循環(huán)中各點(diǎn)的溫度、壓力和比體積；（2）循環(huán)熱效率；(35，畫出循環(huán)T-高還是下降。）4.227℃200℃。若空氣作理想氣體，比熱容取定值，氣體常數(shù)=287J/(kg·K)；=1005J/(kg·K)試計(jì)算壓氣機(jī)的絕熱效率及壓縮過(guò)程的熵變和作功能力損失(=20℃)。(15分)一填充題（填入數(shù)據(jù)、文字或符號(hào)）（420）30℃時(shí)cp=1.005kJ/(kg·K)，cV=0.718kJ/(kg·K)100℃時(shí)的氣體常數(shù)Rg=kJ/(kg·K)某種蒸汽經(jīng)歷不可逆吸熱過(guò)程后，其熵變?chǔ) 0；過(guò)程的熵Sf 0；過(guò)程的熵產(chǎn)Sg 0。某工質(zhì)在過(guò)程中內(nèi)能增加15kJ，對(duì)外界作功15kJ，則此過(guò)程中質(zhì)與外界交換熱量Q= kJ。有一不可逆熱機(jī)在高溫?zé)嵩碩H=1000KTL=300K0.1kJ/K;絕熱膨脹過(guò)0.8kJ/K-1.5kJ/K2.5kJ/K,取高溫?zé)嵩?、低溫?zé)嵩春蜔釞C(jī)為系統(tǒng)，則完成循環(huán)后此系統(tǒng)的熵變?chǔ)= 。若密閉容器中液態(tài)水的溫度t=100℃，則容器中壓力p 1atm。二簡(jiǎn)答題（721）活塞式內(nèi)燃機(jī)定壓加熱理想循環(huán)熱效率ηt還是減??？為什么？壓縮空氣制冷循環(huán)的制冷系數(shù)和制冷量與循環(huán)的壓比有什么關(guān)系？三計(jì)算和作圖題1）某氣體工質(zhì)經(jīng)歷可逆等溫吸熱過(guò)程1-2，可逆多變膨脹過(guò)程2-3(κ>n>1),3-44-1圖和T-圖。（14）2）汽油機(jī)定容加熱理想循環(huán)進(jìn)氣參數(shù)為=20℃,=0.09MPa,=110-3m3,若循=1.6,假設(shè)工質(zhì)是空氣，Rg=287J/(kg·K)，比熱可取定值，cp=1.005kJ/(kg·K),(1)畫出循環(huán)p-v圖及T-圖；(2)求）3）進(jìn)入漸縮噴管的空氣的參數(shù)為=0.5MPa，=327℃，cf1=150m/。若噴管的背pb=270kPa,出口截面積=3.0cm2，求空氣在管內(nèi)作定熵流動(dòng)時(shí)，噴管出口截面上氣流的溫度；流速cf2及噴管的質(zhì)量流量。已知空氣可作理想氣體，比熱取定值，Rg=287J/(kg·K)，cp=1.005kJ/(kg·K)。4）用質(zhì)量流量為=360kg/h，tq1=500℃，pq1=0.1MPa的廢氣資源定壓加熱t(yī)1=27℃，p1=0.1MPa，流量qm=720kg/h（1）水的終態(tài)溫度t2；（2）以廢氣為系統(tǒng)，過(guò)程的熵流和熵產(chǎn)；（3）過(guò)程作功能力損失（環(huán)境溫度為27℃）已知水的比熱cw=4.187kJ/(kg·K);廢氣可作理想氣體處理，比熱容取定值，Rg=287J/(kg·K)，cp=1.01kJ/(kg·K)。）一簡(jiǎn)答題（3515）試舉例說(shuō)明熱力學(xué)原理對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)和日常生活的指導(dǎo)作用。試問(wèn)：狀態(tài)方程為p(v-b)=RgT的氣體，當(dāng)b流后溫度是否降低？為什么？（提示焦—湯系數(shù)）1-3-2-11-33-2可逆絕熱過(guò)程、2-11,2,3點(diǎn)。試問(wèn)此循環(huán)能否實(shí)現(xiàn)，為什么？二計(jì)算題（85）某循環(huán)中，1-23-4畫出其p-vT-圖。（15）過(guò)程QkJΔUkJWkJ1--20470.72--3574.3164.73--404--1-209.60燃?xì)廨啓C(jī)定壓加熱理想循環(huán)的空氣進(jìn)氣壓力=0.095MPa,溫度=37℃，循環(huán)壓比π=51200K，1)p-vT-求循環(huán)各點(diǎn)的溫度和壓力及循環(huán)熱效率。已知：空氣的比熱容為cV=0.718kJ/(kg·K),cp=1.005kJ/(kg·K)；若壓氣機(jī)的絕熱效率為0.90燃?xì)廨啓C(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為0.92，其它條件不變，求循環(huán)熱效率。（20分空氣初態(tài)為=0.1MPa、=20℃，經(jīng)過(guò)三級(jí)活塞式壓氣機(jī)后，壓力提高到12.5MPa，假定各級(jí)壓縮過(guò)程的多變指數(shù)n=1.3。試求：（1）1kg若采用單級(jí)壓縮，壓氣機(jī)消耗的功及出口溫度。已知：Rg=287J/(kg·K)