工程热力学期末考试试卷.docx

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1、工程热力学考试试卷一、名词解释题（每题3分，共15分）1 .孤立系统：2 .可逆过程：3 .比热容：4 .热力学第一定律：5,推动功：二、判断题（下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打“4”,错的打X”,每题1分，共10分）1 .容器中气体的压力不变，则压力表的读数也不会变化。（）2 .气体常数与气体的种类及所处的状态无关。（）3 .闭口系统吸热后场必定增加，放热后场必定减少。（）4 .在T-S图上定容线的斜率比定压线的斜率大。（）5 .热泵装置循环的制热系数越大，其制热量也越大。（）6 .某热力系统经历一爆增过程，则该系统可经一绝热过程而回复到初态。（）7 .活塞式压气机应采用隔热措施，

2、使压缩过程接近绝热过程。（）8 .卡诺循环是理想循环，一切循环的热效率都比卡诺循环的热效率低。（）9 .对于任意系统，若从某一初态经可逆与不可逆途径到达同一终态，则不可逆途的熠变必大于可逆途径的焙变。（）10 工质膨胀的过程是对外做功的过程。（）三、选择题（每小题2分，共2（）分）1 .理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（）oA.热力学能；B.燧；C.压力；D.温度2 .下列三种状态的空气，哪种状态的端最大？（）OA.200,1Obar；B.10O,20bar；C.1OOoCJObaro3 .若活塞式内燃机三种理想循环的压缩比相同，则热效率（）A.定容加热混合加热）定压加热；B.定容

3、加热V混合加热V定压加热；C.定容加热;混合加热二定压加热；D.无法确定4 .功不是状态参数，则热力学能与推动功之和（）。A.不是状态参数；B.不是广延性状态参数；C是状态参数；D.没有意义5 .若空气进行可逆定压加热过程，贝人（）。A.空气作功量大于其热力学能增量；B.空气作功量等于其热力学能增量；C.空气作功量小于其热力学能增量；D.无法确定6 .某制冷机在热源303K及冷源7；=260K之间工作，其制冷量为945kJ,消耗功为200kJ,此制冷机是（）oA.可逆的；B.不可逆的；C.不可能的；D.可逆或不可逆的7.工质不可逆稳态稳流经某控制容积，则此控制容积内，则：（A.储能不变，燧增大

4、；B.储能不变，燃不变；C.储能增大，嫡增大；D.储能增大，嫡不变）09,下列哪一种说法不表示热力学第一定律：（）A.热功可以互相转换且比例一定；B.在孤立系统内能量总数保持不变；C.第一类永动机是造不成的；D.热机热效率不能等于19 .工质进行了一个吸热，升温，压力下降的多变过程，则多变指数满足：（）A.O/?1；B.IkD不能确定10 .在密闭门窗的房间内，有一台启动的冰箱，将冰箱门打开，经一段时间运行，则室内温度将（）A.降低；B.升高；C.不变；D.不定；四、简答题（每小题5分，共1（）分）1 .空气在气缸内经历一个不可逆过程，热力学能减少12k1对外作功IOkJ,试分析空气的熠变有哪

5、几种可能性？2 .理想气体进行定温膨胀时，可从单一恒温热源吸入热量并全部转变为功对外输出,否与热力学第二定律的开尔文叙述有矛盾？五、计算题（共45分）1. 两个质量相等、比热相同且为定值的物体，A物体初温为7；,B物体初温为7；,用它们作可逆热机的有限热源和有限冷源，热机工作到两物体温度相等为止。1）证明两物体热平衡时二阮瓦；2）求热机输出的最大功量；3）如果两物体直接接触进行热交换至温度相等时，求平衡温度及两物体总嫡变化量。（15分）2. 一容积为0.10m3的储气罐内储有某种理想气体。初态温度=27,压力p=0.5MPa,罐上装有压力控制阀，压力超过0.6MPa时，阀门打开维持罐内压力为0

6、.6MPaO现对罐内气体加热，问：当罐中气体温度为327c时，对罐内共加入多少热量？气体的气体常数&二260J(kgK),比热容取定值,Cv=657J(kg-K)。(15分)3. Ikg空气在气缸中被压缩，由Pi=O.IMPa,h=30C经多变过程达到亥二242.5C,如消耗的轴功由二234.16k1在压缩过程中放出的热量全部为环境所吸收，环境温度7b=290K,如压缩Ikg空气，求由环境与空气所组成的孤立系统的嫡的变化。（15分）一、名词解释题（每题3分，共15分）1 .孤立系统：与环境之间既无能量交换也无质量交换的热力系统。2 .可逆过程：过程发生后能够被复原并对系统本身或外界不产生任何影

7、响的过程称作可逆过程3 .比热容：单位质量工质吸热使之温度升高（或降低）IK所需的热量。4 .热力学第一定律：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗定的功必产生定的热，定的热消失时，也必产生定的功。5 .推动功：状态参数不变的工质在开口系统中维持工质流动而传递的功。二、判断题(下列各题，你认为正确的，请在题干的括号内打错的打“X”，每题1分，共10分)1 .容器中气体的压力不变，则压力表的读数也不会变化。(X)2 .气体常数与气体的种类及所处的状态无关。(X)3 .闭口系统吸热后场必定增加，放热后燧必定减少。(x)4 .在AS图上定容线的斜率比定压线的斜率大。()5 .热泵装置循环的制热系数H

8、越大，其制热量也越大。(X)6 .某热力系统经历一端增过程，则该系统可经一绝热过程而回复到初态。-(x)7 .活塞式压气机应采用隔热措施,使压缩过程接近绝热过程。(x)8 .卡诺循环是理想循环，一切循环的热效率都比卡诺循环的热效率低。(X)9 .对于任意系统，若从某一初态经可逆与不可逆途径到达同一终态，则不可逆途径的熠变必大于可逆途径的熠变。(X)10 .工质膨胀的过程是对外做功的过程。(X)三、选择题(每小题2分，共2()分)1 .理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：(B)0A.热力学能；B.燧；C.压力；D.温度2 .下列三种状态的空气，哪种状态的熠最大？(A)。A.200,1Ob

9、ar；B.100,20bar；C.100,IObaro3 .若活塞式内燃机三种理想循环的压缩比相同，则热效率(D)。A.定容加热）混合加热）定压加热；B.定容加热V混合加热定压加热；C.定容加热;混合加热二定压加热；D.无法确定4 .功不是状态参数，则热力学能与推动功之和（C）。A.不是状态参数；B.不是广延性状态参数；C.是状态参数；D.没有意义5 .若空气进行可逆定压加热过程，贝IJ：（C）0A.空气作功量大于其热力学能增量；B.空气作功量等于其热力学能增量；C.空气作功量小于其热力学能增量；D.无法确定6 .某制冷机在热源丁产303K及冷源心二260IV之间工作，其制冷量为945kJ,消

10、耗功为200kJ,此制冷机是（B）。A.可逆的；B.不可逆的；C.不可能的；D.可逆或不可逆的7 .工质不可逆稳态稳流经某控制容积，则此控制容积内，则：（B）。A.储能不变，燧增大；B.储能不变，燃不变；C.储能增大，嫡增大;D.储能增大，嫡不变8 .下列哪一种说法不表示热力学第一定律：(D)A.热功可以互相转换且比例一定；B.在孤立系统内能量总数保持不变；C.第一类永动机是造不成的；D.热机热效率不能等于19 .工质进行了一个吸热，升温，压力下降的多变过程，则多变指数满足：(A)A.O/?1；B.1kD不能确定10 .在密闭门窗的房间内，有一台启动的冰箱，将冰箱门打开，经一段时间运行，则室F

11、.(B)A.降低；B.升高；C.不变；D.不定；四、简答题(每小题5分，共1()分)1 .空气在气缸内经历一个不可逆过程，热力学能减少12k1对外作功IOkJ,试分析空气的燧变有哪几种可能性？解：Q=dU+W,则空气吸收的热量。=2KJ,放出热量。根据热力过程熠方向的判定，热力过程中ASNJ：攀，由于SQ0,不违反。五、计算题(共45分)1.两个质量相等、比热相同且为定值的物体，A物体初温为7；,B物体初温为7；,用它们作可逆热机的有限热源和有限冷源，热机工作到两物体温度相等为止。1)证明两物体热平衡时T二瓦瓦；2)求热机输出的最大功量；3)如果两物体直接接触进行热交换至温度相等时，求平衡温度

12、及两物体总焙变化量。(15分)解：1)取A、B物体及可逆热机、功源为孤立系统，贝IJ：Siso=5a+5B+Sw+S可逆热机二0功源ASW=O;对于可逆热机，有AS热机二()；平衡时温度为Tm,ASA=Hdn(Tni7),ASB=We1n(7V7B)o则：Sa+SB=mdn(TmTA)+mc1n(TmTB)=0解式可得：二旧工2)A物体为有限热源,过程中放出的热量0,IQi1二mc(7Tm);B物体为有限冷源，过程中吸收热量02,02Kze(TmTB),热机为可逆热机时，其做功量最大，可得：Wna=12i-Q2=mc(7-rm)-wcTm-TB)=wc(7+TB-2Tm)3)如果两物体直接接触

13、进行热交换至热平衡时，平衡温度由能量平衡方程式求得，即：Ta-Tm)=mc(7x-TB)解式可得Tiix=(Ta+Tb)2两物体组成系统的燧变化量AS为：S=Sa+Sb=Mdn(Tmx7)+mdn(7x71B)=nc1n尸侬/(7g)二。1讥(7+g)2(47加2.一容积为0.10m3的储气罐内储有某种理想气体。初态温度=27C压力p=O.5MPa,罐上装有压力控制阀，压力超过0.6MPa时，阀门打开维持罐内压力为0.6MPa。现对罐内气体加热，问：当罐中气体温度为327c时，对罐内共加入多少热量？气体的气体常数&二260J(kgK),比热容取定值,Cv=657J(kgK)(15分)解：取气瓶

14、为控制体积，令瓶内压力刚达06MPa,压力控制阀即将开启时的状态为状态2,瓶内气体温度为327时的状态为状态3。PV_0.5*106*0.14o=0.64Ikg(2分)彳田260*(273+27)py0.6*WoJcw,八、m,=:=0.385kg(4分)3R3260*(273+327)从状态1到状态2的过程中系统的体积和气体的质量均不改变，则电二盯；有*二上7；=360K(6分)AQv=mfcv(T2-Tx)=25.3kJ(9分)从状态2到状态3系统的体积不变，但系统的质量不断减少，在微元时间段内的加热量8Qp-mCpdTQp=Qn1CpdT=MePdT=Q5K1n=108.1kJ(12RKRQ=QV+Qp=133.4kJ（15分）3. Ikg空气在气缸中被压缩，由Pi=O.1MPa,/尸30C经多变过程达到亥二242.5C,如消耗的轴功由二234.16k1在压缩过程中放出的热量全部为环