工程熱力學(xué)試題附答案

判斷命題是否正確，錯(cuò)誤的加以改正孤立系統(tǒng)的熱力狀態(tài)不能發(fā)生變化。答：×，只要孤立系統(tǒng)發(fā)生熱力過(guò)程，其熱力狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化。工質(zhì)從同一初態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)一可逆過(guò)程和一不可逆過(guò)程到達(dá)相同的終態(tài)，那么兩種過(guò)程中、、。答：×，熱力過(guò)程中，系統(tǒng)向外界放熱，其溫度必然降低。答：×，熱力過(guò)程中，系統(tǒng)向外界放熱，其溫度不一定降低。一切不可逆循環(huán)的熱效率。答：×，一切循環(huán)的熱效率。系統(tǒng)吸熱，其熵一定增加，系統(tǒng)放熱，其熵一定減小。答：×，系統(tǒng)吸熱，其熵一定增加，系統(tǒng)放熱，其熵不一定減小。6、工質(zhì)經(jīng)過(guò)不可逆循環(huán)后，有，根據(jù)，那么有。答：×，工質(zhì)經(jīng)過(guò)不可逆循環(huán)后，有，但。二、選擇題剛性絕熱容器中間用隔板分為兩局部，一局部為高壓氣體，一局部保持真空，抽去隔板前后DA、，；B、，；C、，；D、，。適用于CA、任意氣體、閉口系統(tǒng)、可逆過(guò)程；B、實(shí)際氣體、開(kāi)口系統(tǒng)、可逆過(guò)程；C、理想氣體、開(kāi)口系統(tǒng)、穩(wěn)流過(guò)程；D、任意氣體、開(kāi)口系統(tǒng)、可逆過(guò)程。經(jīng)過(guò)不等溫傳熱后，BA、熱量的可用能和廢熱均減少；B、熱量的可用能減少，廢熱增加；C、熱量的可用能不變，廢熱增加；D、熱量的可用能不變，廢熱減少。4、當(dāng)孤立系統(tǒng)中進(jìn)行了一不可逆過(guò)程后，那么孤立系統(tǒng)的總能、總熵、總用的變化為CA、，，；B、，，C、，，；D、，，5、在緊閉門窗的房間內(nèi)，啟動(dòng)一臺(tái)翻開(kāi)的冰箱，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，那么室溫將BA、降低；B、升高；C、不變；D、不定。6、工質(zhì)不可逆穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流經(jīng)過(guò)某控制容積，那么此控制容積內(nèi)：BA、儲(chǔ)存能不變，熵增加；B、儲(chǔ)存能不變，熵不變；C、儲(chǔ)存能增加，熵增加；D、儲(chǔ)存能增加，熵不變。三、簡(jiǎn)答題1、什么是可逆過(guò)程？實(shí)現(xiàn)可逆過(guò)程的根本條件是什么？可逆過(guò)程與準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的區(qū)別與聯(lián)系是什么？答：可逆過(guò)程是當(dāng)系統(tǒng)完成某一過(guò)程后，如果令過(guò)程沿相同的路徑逆行而能使過(guò)程中所涉及到的一切〔系統(tǒng)和外界〕都回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，而不留下任何的痕跡的過(guò)程實(shí)現(xiàn)可逆過(guò)程的根本條件是過(guò)程無(wú)限緩慢，即所有的不平衡勢(shì)差無(wú)限??；沒(méi)有耗散效應(yīng)。可逆過(guò)程與準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的共同點(diǎn)：他們都是無(wú)限緩慢的、由連續(xù)的、無(wú)限接近平衡的狀態(tài)所組成的過(guò)程，都可以在坐標(biāo)圖上用連續(xù)的實(shí)線來(lái)表示。可逆過(guò)程與準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的區(qū)別是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程著眼與平衡，耗散效應(yīng)對(duì)它無(wú)影響，而可逆過(guò)程不但強(qiáng)調(diào)平衡，而且強(qiáng)調(diào)能量傳遞效果。2、理想氣體從同一初態(tài)膨脹到同一終態(tài)比體積，定溫膨脹與絕熱膨脹相比，哪個(gè)過(guò)程做功多？假設(shè)為壓縮過(guò)程，結(jié)果又如何？答：對(duì)于膨脹過(guò)程而言，定溫膨脹做功多，假設(shè)為壓縮過(guò)程，那么定熵壓縮耗功多。可以用示功圖來(lái)表示。3、朗肯循環(huán)由哪幾個(gè)過(guò)程組成？這些熱力過(guò)程分別在哪些熱力設(shè)備中完成？答：朗肯循環(huán)由定壓加熱〔2分〕、定熵膨脹、定壓冷卻和定熵壓縮四個(gè)過(guò)程組成，這些熱力過(guò)程分別在鍋爐和過(guò)熱器、氣輪機(jī)、冷凝器以及給水泵中完成的。四、證明題試證明：理想氣體在T-S圖上的任意兩條定容線之間的水平距離相等，即證明證明：根據(jù)理想氣體熵變的計(jì)算公式有：因?yàn)?，所以，又，即。四、?jì)算題1、試確定圖中的循環(huán)是熱機(jī)循環(huán)還是制冷循環(huán)？是可逆的還是不可逆的？〔15分〕解：假設(shè)為熱機(jī)循環(huán)，那么根據(jù)克勞修斯積分不等式那么有故該循環(huán)為不可逆的熱機(jī)循環(huán)；假設(shè)為制冷循環(huán)，那么，那么不可能實(shí)現(xiàn)。答略。3、某熱機(jī)工作于的高溫?zé)嵩春偷沫h(huán)境熱源之間，假設(shè)熱機(jī)從高溫?zé)嵩次〉臒崃?，求：?〕熱機(jī)中的工質(zhì)按照卡諾循環(huán)工作時(shí)，對(duì)外輸出的凈功和循環(huán)的熱效率各為多少？〔2〕假設(shè)工質(zhì)在時(shí)定溫吸熱，在時(shí)定溫放熱，在絕熱膨脹和絕熱壓縮過(guò)程中工質(zhì)的熵各自增加，那么對(duì)外輸出的凈功、實(shí)際循環(huán)的熱效率，吸熱和放熱過(guò)程引起的熵產(chǎn)以及由不可逆性所造成的總做功能力的損失各為多少？解：〔1〕〔2〕摩擦熵產(chǎn)：摩擦用