华东理工大学工程热力学考试复习题(硕士)

华东理工大学2006–2007学年第一学期《工程热力学》课程期末考试试卷A2007.1开课学院：机械与动力工程，专业：过程04级考试形式：闭卷，所需时间120分钟考生姓名：学号：班级任课教师吴吁生题序一二三四五六七总分得分评卷人一、填空题（共20分，每空格2分）1.朗肯循环热效率的高低取决于新蒸汽的_____焓h1_________、排气的____焓h2__________以及排气压力下的饱和水的____焓h1’__________。2.一切不可逆过程都是朝着使能量品质贬质的方向进行的。3.喷管外形的选择取决于滞止压力p0和背压pb，当pb≥pcr时选用渐缩喷管。4将机械能转化为热能的循环叫逆向循环。5.相对湿度越小，湿球温度计上水分蒸发得快，干、湿球温度计的温差就大。6.水的临界点：压力pcr=22.064MPa，温度Tcr=647.14K。二、（15分）空气在压气机中被压缩。压缩前空气的参数为p1=0.1MPa，v1=0.845m3/kg；压缩后的参数为p2=0.8MPa，v2=0.175m3/kg。设在压缩过程中每千克空气的热力学能增加146.5kJ，同时向外放出热量50kJ。压气机每分钟产生压缩空气10kg。求：（1）压缩过程中对每千克空气作的功；（2）每生产1kg压缩空气所需的功（技术功）；（3）带动此压气机所用电动机的功率。22(1)50146.5196.5/(2)50146.5(80.1751010.84510)252/252/25210(3)4260tquwwqukJkgqhwwqhkJkgkJkgNkW故需要技术功为三、（10分）直径为1m的球形刚性容器，抽气后真空度为752.5mmHg(1)求容器内绝对压力为多少Pa；(2)若当地大气压为0.1MPa,求容器外表面受力为多少N？6220600(1)0.10110725.5133.3691.751(2)443.14163.141643.14160.10110691.75315127.7bvbPPPPaARmFAPAPPN四、（15分）某种理想气体初态时p1=520kPa，V1=0.1419m3，经放热膨胀过程，终态的压力p2=170kPa，V2=0.2744m3，过程中焓值变化H=-67.95kJ。已知该气体的比定压热容Cp=5.20kJ/(kg·K)，且为定值，试求：（1）热力学能变化量U；（2）比定容热容Cv和气体常数Rg。221133(1)67.95170100.2744520100.141940.81,5.203.123//67.95/40.815.203.1232.077/vppvgpvHupvHupvupvpvukJumcTHmcTcckJkgKHuRcckJkgK（2）定值热容时，五、（15分）一体积为0.15m3的储气罐，内装有P1=0.55Mpa，t1=38℃的氧气。今对氧气加热，其温度、压力将升高。罐上装有压力控制阀，当压力超过0.7Mpa时阀门自动打开，放走部分氧气，使罐中维持最大压力0.7Mpa。问当罐中氧气温度为285℃时，对罐内氧气共加入了多少热量？设氧气的比热容Cv=0.677kJ/(kg·K)、Cp=0.917kJ/(kg·K)。6113162232'121'22118.31450.260/()1620.55100.151.020.260103110.7100.150.720.26010558:()0.7311395.80.551.020.677(395.8311)58.56gggVvVRRkJkgKPVmkgRTPVmkgRTQmcTTPTTPQkJ定容过程而故21222'263:ln0.9170.7100.15558ln127.190.26010395.858.56127.19185.75TpPppTggVPcPVPVTQmcdTcdTRTRTkJQQQkJ放气过程总加热量六、（10分）m=1×106kg、温度t=45℃的水向环境放热，温度降低到环境温度t0=10℃，试确定其热量火用Ex,Q和热量火无An,Q。已知水的比热容Cw=4.187kJ/(kg·K)。11010102734527331810273283318283300.16318lnln283WWTtKTKCTTQTKTSCT由318K至283K降温过程的平均温度为：00,106660,,611283104.1873182831300.168.3810283104.187318283300.16138.1610xQwnQxQTTEQmCTTTTkJTAQEQTkJ七、（15分）设有一台制冷机在－20℃和30℃的热源间工作，若其吸热为10kW，循环制冷系数是同温限间逆向卡诺循环的75％，装置所消耗的功率为4kW，假设按逆向卡诺循环计算，已知1冷吨＝3.86kJ/s，试求：（1）散热量；（2）循环净耗功量；（3）消耗制冷量（冷吨）。2030273.15205.0630200.750.755.063.8011(1),11013.8012.6310(2)2.633.8010(3)2.593.863.86cLcQLactcccactcnetcactcnetactcCCTTTPkWPkW在和间的为：冷吨试卷及答案首页05-06(A)05-06(B)06-07(A)06-07(B)华东理工大学2006–2007学年第一学期《工程热力学》课程期末考试试卷B2007.1开课学院：机械与动力工程，专业：过程04级考试形式：闭卷，所需时间120分钟考生姓名：学号：班级任课教师吴吁生题序一二三四五六七总分得分评卷人一、填空题（共20分，每空格2分）1.抽汽回热循环会使蒸汽动力装置系统热经济性提高。2.工质与外界的热力交换均为无限小的过程是准平衡过程。3.热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象上的应用。4.热力学中的标准状态定为：压力p0=1.01325×105Pa，温度T0=273.15K。5.单位物量的物体温度升高1度所需的热量叫比热容。6.孤立系统的熵可以增大，或保持不变，但不可能减小。7.喷管外形的选择取决于滞止压力p0和背压pb，当pbpcr时选用缩放喷管。二、（10分）容器中的真空度pv=600mmHg,气压计上水银柱高度为755mm,(1)求容器中的绝对压力（以Mpa表示）(2)如果容器中的绝对压力不变，而气压计上水银柱高度为770mm，求此时真空表上的读数（以mmHg表示）是多少？''7556001550.0207770155615bvvbpppmmHgMPapppmmHg三、（10分）在冬季，某加工车间每小时经过墙壁和玻璃等处损失热量3×106kJ,车间中各种机床的总功率为375kW，且全部动力最终变成了热量。另外，室内经常点着50盏100W的电灯。为使该车间温度保持不变，问每小时需另外加入多少热量？66037536001.3510500.13600180003101632000mElossmElossmElossQQQQQQkJQkJQkJQQQQkJ外外四、（15分）混合气体各组分的摩尔分数为xco2=0.4、xo2=0.4、xN2=0.2，混合气体的温度t＝50oC，表压力pe＝0.04MPa,气压计上读数为pb＝750mmHg。试求：（1）体积V＝4m3的混合气体的质量；（2）混合气体在标准状态下的体积。6630,3003(1)0.04750133.320.14100.141047.5123132322.410(2)7.514.673610ebgmpppPapvmkgRTVVmvmmM标准状态五、（15分）3kg空气，某种理想气体初态时p1=1MPa，T1=900K，绝热膨胀到p2=0.1Mpa。设比热容为定值，Cv=718J/(kg·K),Cp=1005J/(kg·K)，绝热指数k＝1.4，求：（1）终态参数T2和v2；；（2）过程功和技术功；（3）U和H。10.41.42211232352120.1(1)900466.1518.3145466.151.3379/28971010(2)3718900466.15933.211.4933.211306.50(3)933.211306.50kkgvttpTTKpRTvmkgpWmcTTkJWkWkJuWkJHWkJ六、（15分）设工质在TH=1000K的恒温热源和TL=300K的恒温冷源间按循环a-b-c-d-a工作(见图1)，工质从热源吸热和向冷源放热都存在50K的温差。（1）计算循环的热效率；（2）设体系的最低温度即环境温度T0=300K，求热源每供给1000kJ热量引起的火用损失I1和I2及总火用损失。TABDCabdTHT1T2TL图1题六s'2'11'221'111,1'110,122,2'2230050(1)110.635100050(2)10003501000368950100010000.0526/10009503000.052615.78368tisoHabisoisocdLTTQkJTQQkJTQQSSSkJKTTITSkJQQSSSTT已知20,2123680.1752/3503003000.175252.5615.7852.5668.34isokJKITSkJIIIkJ七、（15分）一逆向卡诺制冷循环，其性能系数为4，问高温热源与低温热源温度之比是多少？若输入功率为1.5kW,试问制冷量为多少冷吨？（已知1冷吨＝3.86kJ/s）11(1),111.254(2),1251.51.8751.8750.4863.86LHcHLLcccccnetnetTTTTTPkWP冷吨试卷及答案首页05-06(A)05-06(B)06-07(A)06-07(B)华东理工大学2005–2006学年第一学期《工程热力学》课程期末考试试卷B2005.12开课学院：机械与动力工程，专业：过程03级考试形式：闭卷，所需时间120分钟考生姓名：学号：班级任课教师吴吁生题序一二三四五六总分得分评卷人一、填空题（共20分，每空格2分）1.热力学温标的基准点采用水的三相点，并规定该点温度为273.16K。2.工质与外界的热力交换均为无限小的过程是准平衡过程。3.热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象上的应用。4.热力学中的标准状态定为：压力p0=1.01325×105Pa，温度T0=273.15K。5.单位物量的物体温度升高1度所需的热量叫比热容。6.孤立系统的熵可以增大，或保持不变，但不可能减小。二、（15分）有一绝对真空的钢瓶，当阀门打开时，在大气压力pb=1.013×105Pa的作用下，有体积为0.1m3的空气输入钢瓶，求大气对输入钢瓶的空气所作的功。53541.013100.11.013100.11.01310babPpVmWPVJ三、（15分）空气在压气机中被压缩。压缩前空气的参数为p1=0.1MPa，v1=0.845m3/kg；压缩后的参数为p2=0.8MP