工程热力学试卷.doc

一．填空题(每空1分,共8分) 1、? 系统与外界之间没有__能量__传递和__物质__交换的系统，称为孤立系统。 2、? 若已知工质的表压力为0.07MPa，当地大气压力为0.1MPa。则工质的绝对压力为?? 0.17?? MPa。 3、? 某工质在某过程中内能增加15KJ，对外作功15KJ，则此过程中工质与外界交换热量Q＝??? 30??? KJ。 4、? 露点是对应于湿空气中水蒸气分压力下的?? 饱和??? 温度。 5、? 当湿蒸汽的干度x＝1时， 工质全部为?? 干饱和蒸汽? 。 6、? 压缩因子z反映? 实际?? 气体与? 理想?? 气体的偏差程度。 二．单项选择题(6小题,每小题2分,共12分) 1、理想气体的焓是??? C????? 的单值函数. （A）压力；?（B）比体积（C）温度；?（D）热力学能。 2、闭口系统从热源取热5000kJ，系统的熵增加为20 kJ/K，如系统在吸热过程中温度保持为300K，则这一过程是? ???B???? 。 （A）可逆的；? （B）不可逆的（C）不能实现的；? （D）不能确定的。 3、湿空气加热过程的特征是湿空气的??? B??? 不变。 （A）焓；（B）含湿量? （C）相对湿度；???（D）温度。 4、用干、湿球温度计和露点仪对湿空气进行测量，得到3个温度：16℃，18℃，29℃，则干球温度t＝____C_____，湿球温度tw＝____________。 ? （A）16℃，18℃；（B）29℃，16℃；（C）29℃，18℃（D）16℃，29℃。 多变过程是指????? D????? 。 （A）一切热力过程； （B）一切可逆过程； （C）一切不可逆过程；??????? ??（D）一切符合的过程。 当空气以M1的亚音速进入喷管而以M1的超音速流出喷管时，流体速度??，该喷管为? ???A ???喷管。 ? （A）增大，缩放； （B）减小，渐扩（C）减小，渐缩；?（D）增大，渐缩。 三．简答题(5小题,每小题6分，共30分) 1、理想气体能否进行吸热而降温的过程？试用热力学第一定律解释之。 答：由热力学第一定律Q=ΔU+W。理想气体吸热，则Q0，降温则ΔT0，对于理想气体，热力学能是温度的单值函数，因此，ΔU0。在此过程中，当气体对外作功，W0，且气体对外作功大于热力学能降低的量，则该过程遵循热力学第一定律，因此，理想气体能进行吸热而降温的过程。 2、水在某温度条件下的饱和液体的焓为h’、熵为s’，饱和蒸汽的焓为h”、熵为s”，则此温度下，当湿蒸汽的干度为x时，请写出湿蒸汽的焓hx和熵sx的表达式。答：湿蒸汽的焓和熵的表达式： ；： 3、空气流经喷管，进口流速c1=0，进口压力为p1＝1MPa，出口压力为p2=0.5 MPa，请问应采用什么类型的喷管？（已知压力比β＝0.528） 答：临界压力： 所以应该采用渐缩渐扩喷管。 4、“对刚性容器中的水加热，使其在恒温下蒸发”。请判断该过程是否可逆，说明理由。 答：实现可逆过程的两个条件，一是过程没有势差，二是过程没有耗散效应。 如果水与加热热源之间没有温差，则该过程满足可逆过程的条件，是可逆过程；若水与加热热源之间有温差，则该过程不满足条件一，是不可逆过程。 5、试先在p-v图和T-s图上画出以自点1出发的四种基本热力过程的过程曲线的位置，然后在图上画出自点1出发的多变系数n＝1.6的压缩过程，并判断q，w，Δu的正负（工质为空气）。答：q0, w0，Δu0 四．? 证明题(8分) 试证明服从范德瓦尔方程的气体绝热自由膨胀时，。 （提示：） 证明：气体绝热自由膨胀，则δq＝0，δw＝0。所以由热力学第一定律δq＝du+δw，可得du＝0。即?? （1） 气体服从范德瓦尔方程，则??????? （2） 将式（2）代入式（1），可得 五．? 计算题(共42分) 1、气体经历某一过程，在此过程中从外界吸热300kJ，同时气体的热力学能增加120 kJ，问：（1）此过程与外界交换的功量是多少？（2）经历此过程后，气体的比体积是增大还是减小了？（6分） 解：（1）由热力学第一定律 Q=ΔU+W,可得：W=Q-ΔU=300-120=180 kJ （2）由（1）得：W0,可知，比体积增大。 2、某热机循环，工质温度为TH=2000K的热源吸热QH，并向温度为TL=300K的热源放热QL。在下列条件下，试根据孤立系统熵增原理确定该机循环可能实现吗？是否是可逆循环？（1）QH＝1500 J，QL＝800 J；（2）QH＝2000 J，W0＝1800J 解：（1）将图中得热源、冷源和热机组成孤立系统，则 所以该循环可实现，但是不是可逆循环。 （2）由热力学第一定律QL=QH-W=2000-1800=200（J） 该循环违背孤立系统熵增原理，故不能实现。