工程热力学试卷答案

《工程热力学》试题C卷第1页共3页☆☆密封线内不要答题☆☆姓名学号班级平顶山工学院2006—2007学年第一学期期末考试《工程热力学》试题（1卷）供建环与热动专业班使用2007年1月题号一二三四五六总分得分阅卷人本套试卷共页一．判断下列各题是否正确，回答对与不对，并简述理由：（20分，每题2分）1．可逆过程一定是准静态过程；对，因为一个可逆过程，首先应该是准平衡过程。2．工质经一不可逆循环后其熵一定增加；错，工质经一不可逆循环后其熵是不变的。3．第二类永动机违反了热力学第一和第二定律；错，第二类永动机并不违背热力学第一定律。4．节流过程是一个等焓过程；错，节流过程中，流体在孔口附近产生严重的扰动及涡流，处于不稳定状态，因而不能确定各截面的焓值，所以，尽管节流前后焓不变，但不能把节流过程理解为等焓过程。5．制冷系数是大于1的数；错，制冷系数是指制冷循环中制冷量与消耗功的比值，可能大于1，也可能小于1。6．压缩机的余隙容积对压缩机压缩每公斤工质的理论功没有影响；对，有余隙容积后，如生产增压比相同、质量相同的同种压缩气体，理论上所消耗的功与无余隙容积时相同。7．熵减少的过程是可以发生的；对，只对于孤立系统，熵必定增加或不变，但是对于其他非孤立系统，不一定熵增。8．孤立热力系熵减少的过程是无法实现的；对，根据熵增原理，孤立系统熵必定增加或不变。9．热量不可能从低温热源传向高温热源；错，根据热力学第二定律，热不可能自发的从低温物体转向高温物体。10．当蒸汽的温度高于饱和温度时，称该蒸汽为过热蒸汽；错，当蒸汽温度高于对应压力下的饱和温度时，该蒸汽为过热蒸汽。二．名二、名词解释：（15分，每题3分）1.混合气体的分压力；答：在与混合气体温度相同的情况下，每一种组成气体都独自占据体积V时，组成气体的压力成为分压力。2.“焓”；答：在有关热工计算中时常有U出现，为了简化公式和简化计算，把它定义为焓，用符号H表示。pV+3.第二类永动机；答：从环境大气或海水吸收热量不断转化为机械功，这种单一热源下做功的动力机械称为第二类永动机。4.孤立热力系；答：任何一个热力系（闭口系、开口系、绝热系、非绝热系），总可以将它连同与其相互作用的一切物体组成一个复合系统，该复合系统不再与外界有任何形式的能量交换和质量交换，我们称该复合系统为孤立系统。5.理想气体；答：理想气体是一种实际上不存在的假想气体，其分子是些弹性的、不具体积的质点，分子间相互没有作用力。三．（15分）空气由初态压力为0.1MPa，温度20℃，经2级压缩机压缩后，压力提高到2MPa。若空气进入各级气缸的温度相同，且各级压缩过程的多变指数均为1.2，求最佳的中间压力为多少？并求生产1kg质量的压缩空气所消耗的理论功？求各级气缸的排气温度为多少？《工程热力学》试题C卷第2页共3页☆☆密封线内不要答题☆☆姓名学号班级解：最佳中间压力MPappp447.021.0212；理论比功：KJppppTRnnwnnnngc21.28621.0447.022015.2731006.28712.12.1212.112.131231121多变过程：nnppTTTT1121223吸气温度21TT两级排气温度KppTTTnn25.3761.0447.015.2932.112.1112123四、有一绝热刚性容器，有隔板将它分成A、B两部分。开始时，A中盛有TA=300K，PA=0.1MPa，VA=0.5m3的空气；B中盛有TB=350K，PB=0.5MPa，VB=0.2m3的空气，求打开隔板后两容器达到平衡时的温度和压力。（设空气比热为定比热）解：WUQ因为Q=0W=0所以0U0)()(TCmTCmBVBAVATTUTVPmAAAARTVPmBBBBR所以KT3323002.05.03505.01.02.05.05.01.0350300PVVaBAmRTP214.02.05.02.05.05.01.0五．（20分）有一郎肯蒸汽动力循环，蒸汽进汽轮机初始状态的压力为：3MPa，蒸汽的过热度为：300℃；汽轮机蒸汽出口状态的压力为：0.02MPa，冷凝器出来的冷凝水的焓值为137.7kJ/kg，不计水泵耗功，求每1公斤蒸汽：（1）在吸热时吸入的热量；（2）输出的功；（3）向外界放出的热量；（4）该蒸汽动力循环的热效率；解：已知1p＝3MPa，2p＝0.02MPa，3h＝137.7kJ/kg，61TT＝300K由《水蒸气热力性质图表》查得：4h＝140.62kJ/kg，1h＝3535kJ/kg，2h＝2415kJ/kg新蒸汽从热源吸热量：411hhq=3535－140.62=3394.38kJ/kg乏气在冷凝器中的放热量：kgKJhhq/3.22777.1372415322不计水泵耗功，输出功率：《工程热力学》试题C卷第3页共3页☆☆密封线内不要答题☆☆姓名学号班级kgKJhhw/11202415353521循环的热效率：33.038.39411201qw六．（15分）已知一热机的高温热源温度为1000℃，低温热源温度为100℃，工质与高温热源间的传热温差为100℃，与低温热源间的传热温差为50℃，热机效率等于卡诺热机的效率，环境温度为27℃，当热机从高温热源吸入1000KJ的热量时，求：1．热机的热效率，2．由于高温热源传热温差而引起的做功能力损失和由于低温热源传热温差而引起的做功能力损失，3．由于传热温差而引起的总的做功能力损失。解：可知,15.1173100100015.2731KTKT15.4235010015.2732热机的热效率：64.0112TTKJwKJQKJQ640,360,100021以环境作为低温热源，由于高温热源传热温差引起的做功能力损失：KJTQTQTW10.2027310001000273900100027273221101由于低温热源传热温差引起的做功能力损失：KJTQTQTW22.3427315036027310036027273222202总做功能力损失：KJ