2013工程热力学试卷及答案

级：330401北京航空航天大学2013－2014学年第1学期期末试卷答案课程名称：工程热力学任课教师：丁水汀、尹幸愉班级：－、单选题（60分，每小题2分）1.关于热力学系统，错误的表述是___B___。A．系统的质量可以不随时间变化；B．系统与外界的能、质交换可发生系统内部与边界上；C．系统与外界构成的复合系统恒为孤立系；D．系统在某过程中能量的变化与同外界交换的能量保持守恒关系。2．有流体流过的开口系______A________。A．处于非均匀非平衡状态B．内部的状态参数恒不随时间变化C．的质量总是随时间变化D．必为非绝热系3．温度_D_。A．是确定一个系统是否与其它系统处于化学平衡态的物理量；B．是系统包含热量多少的度量；C．是过程量；D．是强度量。4．摄氏温标B。A．有两个基准点；B．是由热力学温标定义的温标；C．是经验温标；D．在水的冰点与沸点无量测误差。5.通常所谓真空是指：_C___A．表压力为零；B．绝对压力为零；C．绝对压力小于当地大气压力；D．表压力等于当地大气压力。6．热力学平衡态__D__。A．是指状态量不随时间变化的状态B．是指状态量空间分布均匀的状态C．是指闭口系最终达到的状态D．是指孤立系经弛豫时间后达到的状态7．关于可逆过程，正确的说法是___A__。A．正向过程与逆向过程构成的循环中的循环热等于零；B．系统可恢复原状的过程；C．为有摩擦的准静态过程；D．初终态相同时，其过程的熵变小于不可逆过程的熵变。8．热量_C__。A．是系统包含内能多少的度量；B．是物系间通过宏观运动发生相互作用传递的能量；C．在理想循环中不可能全部转换为功；D．是热力过程中由于边界位移传递的能量。9．关于热力学焓，正确的说法是_B__。A．等于流动功与热力学能之和;B．等于推动功与热力学能之和;C．只可能用于开口系计算;D．是强度量;10．热力学能（内能）_D_。A．是由系统压力、温度与宏观位置决定的能；B．是微观粒子动能的宏观体现；C．是由微观粒子间的作用力决定的能；D．包括了系统的热能、化学能和核能；11．理想气体定压比热D。A．与定容比热之比为常数；B．是温度与压力的状态函数；C．小于定容比热；D．减去定容比热再乘摩尔质量后的值与气体种类和温度无关；12．PqcdTdpv可用于____A____。A．理想气体的定容可逆过程；B．准平衡耗散过程；C．非理想气体可逆过程；D．理想气体任意过程；13．技术功B。A．在任意开口系中等于工质对机器作的功与动势能差之和；B．在开口系与闭口系中都可出现；C．在闭口系中等于过程功与推动功之差；D．在可逆过程中等于容积功；14.tqhw方程_A__。A．可用于开口系单进出口稳定流；B．只能用于不可逆过程；C．只能用于可逆过程；D．不能用于闭口系。15．1kg理想气体在一容器内作绝热自由膨胀,体积扩大了两倍，熵差为__A_。A.2gRnB.2RnC.122VgcnRnD.122VgcnRn16．理想气体多变过程C。A．可近似表达理想气体所有过程；B．包括不可逆过程；C．的过程方程可写成含有多变指数的统一形式；D．包括变比热容定熵过程。17．水蒸汽的饱和状态___C__。A．的压力与温度呈反比关系；B．的干度大于1；C．指气液两相的平衡状态；D．的压力与温度是独立变量。18．范德瓦尔对应态方程C。A．是温度、压力、比体积为变量的状态方程；B．是温度、压力、压缩因子为变量的状态方程；C．与气体的种类无关；D．是对比温度、对比压力、压缩因子为变量的状态方程；19．气体压缩因子CA．以及对比压力作为坐标的状态参数图可用来求任何气体基本状态参数而不需作实验；B．表示气体比体积除以相应的临界比体积；C．等于1表示理想气体；D．小于1表示理想气体。20．以下是四种物质的临界温度，在常温（25oC）下，哪种物质可能处于液态CA．5.19K；B．194.1K；C．647.3K；D．33.2K。21．闭口系经历任意实际循环后___A____。A．熵流小于零；B．熵变大于零；C．熵产小于零；D．熵产等于零；22．对闭口系任意微元过程,若系统的熵变等于零,则___C___。A．该过程可逆；B．必为吸热过程；C．无法判定过程的可逆与否；D．该过程不可逆。23.热力学能(Ex,U)A。A．反映了系统能量品质的大小；B．是过程量；C．当系统与环境平衡时其数值小于零；D．表示系统最大的耗功量。24．损失AA．大于零表示实际可能发生的过程；B．等于零表示实际和理论均可能发生的过程；C．等于环境温度乘熵流；D．等于系统温度乘熵变。25．湿空气C。A．中的干空气必须视为混合物；B．不可视为理想气体混合物；C．中的干空气和水蒸汽的状态由分压定律确定；D．中的水蒸汽不能视为理想气体。26．湿空气的相对湿度＝100％时，表明A。A．湿空气的饱和度达到最大值；B．空气中只有水蒸气；C．空气非常干燥；D．空气中的干空气处于饱和状态。27．湿空气的状态可以由A确定。A.3个强度参数B.总压与干球温度C.总压与相对湿度D.比焓和湿球温度28．蒸汽轮机B。A．的热效率定义为汽轮机输出的功与从热源吸收的热量之比；B．是通过工质周期性的吸热、膨胀、放热、压缩过程来实现热能与机械能转换的；C．是通过工质的逆循环来实现热能与机械能转换连续不断的转换的；D．与热泵的效率均不可能大于100%。29．狄塞尔（Diesel）循环_____D____。A．是活塞式内燃机定压加热实际循环；B．是活塞式内燃机定容加热理想循环；C．是燃气轮机定压加热理想循环；D．的热效率与压缩比、绝热指数和定压预胀比有关；30．循环增温比一定时的燃气轮机定压加热理想循环中，____B_______。A．增压比取最小值时，循环功最大；B．增压比取最大值时，循环功为零；C．增压比取最小值时，循环功大于零；D．增压比在最小与最大值之间时，循环功有最小值；二、作图题（共10分，第1、2小题3分，第3小题4分）1．在p-v图上表示每公斤理想气体由状态1等容可逆吸热到状态2时热量的大小。并说明为什么。12213131uuuuqw阴影面积13v○V2○Tp○S2．在水蒸汽热力计算中，需要计算A、B、C、D、E各点的状态参数，其中0.51.00AEDxxx，ABCppp，BEACDTTTTT。请（1）用实心圆点在Ts图与pv图上定性标出各点；（2）在Ts图上定性画出通过各点的等压线，在pv在图上定性画出通过各点的等温线；（3）写出各点所处的水的状态名称A___湿饱和蒸汽；B___过热蒸汽；C___过冷水；D___饱和水；E___干饱和蒸汽。3．定性地画出涡喷发动机部件示意图。并在p-v图上定性地画出各个不同的热力过程，并说明这些过程各在哪个部件内完成的？TsEABCDpvEABCD燃烧室压气机气轮机燃料52341进气道尾喷管6三、简答题（15分，每小题3分，）1．什么是热力学第零定律，其意义是什么？。两个系统（A)(B）分别与第三个系统(C)处于热平衡，则这两个系统彼此也必然处于热平衡,它保证温度可作为度量热平衡的状态量2．什么是简单可压缩系统与相应的状态公理？无化学反应、电、磁，重力，运动以及表面张力等效应的可压缩物质在平衡态下简单可压缩系统的状态完全有两个独立的强度状态量确定3．什么是熵增原理？答：实际过程总是朝着使孤立系总熵增大方向进行，总熵减少的过程不可能发生，理想可逆情况总熵不变，总熵达到最大值时，孤立系终止于平衡态。4．什么是道尔顿分压定律？答：理想气体混合物各组成气体的状态与该气体在同体同温下的状态相同,混合物的压力等于各分压之和。5.什么是内燃机的空气标准假定？空气代燃气，理想气体，可逆，闭式代开式，吸热代燃烧，放热代排气吸气，定比热四、计算题（15分）现欲设计一台制冷装置，要求在温度CT的冷库中的吸热量8CVQC千焦（VC为工质的定容热容，假定取定值），并向温度为0300TK的环境放出热量。由于没有现成的电力系统给制冷机组提供动力，故拟设计一台热机装置利用附近温泉（350HTK）与环境的温差来供给制冷机消耗的功。设热机的循环1-2-3-4由理想气体四个多变过程构成：1-2为绝热增焓过程，2-3、4-1过程的多变指数为无穷大，3-4为绝热过程，6vp5进气道（等熵压缩）大气（等压放热）尾喷管（等熵膨胀）压气机（等熵压缩）燃烧室（等压燃烧）13421234300320350326TKTKTKTK。求：1）绘出整个能量转换装置（热源、热机、制冷机）布置示意图；2）定性绘出热机循环的Ts图和pv图，标明循环方向；3）判别热机循环是否可行；4）若不计制冷机组所有不平衡势差和耗散效应（内、外），求冷库温度CT。解：1）2）233235032030VVVQCTTCC411430032626VVVQCTTCC234130264VVWQQCC134○VsT2○VHT0T1234○Svp○S热环境T0温泉THHQLQW冷环境T0冷库TC0QCQ2341H03026909103503003530VVrQQQCCTTT=或02340.1310.1430TCHTWQT可行。4）00011CCCCCQTWQQQQQT03002001148CCTTKWQ