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工程热力学

来源:个人技术集锦
工 程 热 力 学 复 习 思 考 题

一:判断题

没有容积变化的过程,就一定不能对外作功。( ) 当压力超过临界压力,温度低于临界温度时,H2O处于液态。( )

容积比热就是容积保持不变时的比热。( )

公式p1v1/T1=p2v2/T2不适合于理想气体的不可逆过程。( ) 5. 提高蒸发温度,降低冷凝温度可提高制冷系数。( ) 6. 系统经历一可逆定温过程,由于温度没有变化,故不能

与外界交换热量。( )

7. 采用热电循环的主要目的在于提高其热效率。( ) 8. 提高初压和降低终压,均可提高郎肯循环热效率。( ) 9. 饱和空气的干球温度。露点温度,湿球温度均相等。( ) 过程

2.工质的熵增加,意味着工质的:

A)Q≤0。 B)Q≥0

C)Q=0。 D)Q不确定。 3.Q=⊿H+m⊿C2/2+mg⊿z+wS适用于:

A)开口系统任何过程。 B)稳定流动过程。 C)可逆稳定流动过程。 C)理想气体稳定流动过程。

4.湿空气处在一定温度及压力下,湿空气的密度越大,则: A)含湿量越大。 B)含湿量越小。 C)含湿量多少不一定。 5.Q=⊿U+∫PdV适用于:

A)闭口系统任何过程。 B)闭口系统理想气体10. 准静态过程不一定是可逆过程。( )

11. 不论过程可逆与否,传热量均可用∫Tds表示。( ) 12. 使系统熵减小的过程可以实现。( ) 13 绝热节流过程即是等焓过程。( )

14.在冷却塔中,能够将水温降低到大气温度以下。( )15.采用热电循环后,其循环热效率提高。( )

16.对于未饱和空气,干球温度≥湿球温度≥露点温度。( )

17.闭口系统水蒸汽的定温过程,水蒸汽的吸热量等于膨胀功。( )

18.系统吸热温度必然升高。( ) 19.可逆过程一定是准静态过程。( )

20. 气体的比热可以从-∞变化到+∞的任何值。( ) 21 流动功的大小仅于工质的状态有关,而于过程无关。( )

22.临界温度以上,工质始终处于气态。( ) 23.工质经不可逆循环后∮ds=0.( )

24..系统内质量保持不变,则一定是闭口系统。( ) 25.绝热前后的焓相等,因此温度一定相等。( ) 26.由于绝热的原因,绝热压缩耗功较定温压缩少。( )27.气体膨胀则压力一定降低,吸热则温度一定升高。( )28. 流动工质向绝热真空刚性容器充气,充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。( )

29. 流动工质向绝热真空弹性容器充气,充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。( ) 30.容积效率的大小仅与余隙容积有关。( )

31.渐缩喷管中,当背压小于临界压力时,气流不能在管内达到充分膨胀。( )

32.定压反应热效应总是大于定容反应热效应。( ) 33.热能可以全部转变成机械能。( )

34.系统的状态参数保持不变,则系统一定处于平衡状态。35.均匀则一定平衡。反之平衡也一定均匀。

36.只有当比热为定值时,理想气体才存在cpcvR。 37.刚形容器内湿空气保持温度不变,若充入少量干空气,则容器内湿空气的含湿量和相对湿度都减小。

38、闭口系统进行了一个过程,如果熵增加了,则一定是从外界吸收了热量。

39、闭口绝热系统的熵不可能减少。

40、孤立系统的火用只能减小,不能增加。

41、理想气体可逆定温过程,工质的膨胀功等于技术功。 二:选择题

1.Pvk=常数(k=cp/cv)适用于:

A)一切绝热过程 。 B)理想气体绝热过程。C)任何气体可逆绝热过程 D)理想气体可逆绝热

可逆过程。

C)闭口系统任何工质可逆过程。

6.混合气体中容积较大的组分,其摩尔成分:

A)较大。 B)较小。 C)不确定。 7.已知空气V=900 升,压力表读数为3bar,温度为 70 ℃ 则其质量为:m=Pv/RT=(3×105 ×0.9)/(8314×40)(kg),式中错误有:

A)一处。 B)两处。 C)三处。

8.⊿s=cvlnT2//T1+Rln(v2/v1)适用于:

A)理想气体可逆过程。 B)理想气体任何过程。

C)任何工质任何过程。

9.Δu=cvmΔT , Δh=cpmΔT适用于:

A)一切工质的定压过程。 B)一切工质的定容过程。

C)理想气体任何过程。 10.ηt=1-T2/T1适用于:

A)理想气体卡诺循环。 B)任何工质卡诺循环。

C)理想气体可逆热机循环。 11.系统的总储存能为:

A)U . B)U+PV . C)U+ mc2

/2+mgz.

D) U+PV+mc2/2+mgz.

12.一流体流,在一稳流装置内经历一不可逆过程,加给装置的功是5KJ,从装置带走的热量是10KJ,该流体的熵变: A)为正。 B)为负。 C)可正可负 13.Q=⊿U+W适用于:

A) 闭口系统任何工质任何过程。B)闭口系统理想气体

任何过程。

B) 闭口系统任何工质可逆过程。

14.一热机按某种循环工作,自温度T1=2000K的热源吸热1000KJ,向温度为T2=300K的冷源放热100KJ,则该热机为: A)可逆。 B)不可逆。 C)不可能。 15.理想气体经历一不可逆绝热过程,该过程中工质的技术功为:

A)wt=-∫vdp B) wt=u1-u2 . C)wt=h1-h2.. 16.湿空气压力一定时,其水蒸汽的分压力取决于: A)含湿量。 B)相对湿度。 C)干球温度。 17.判断后,选出正确答案。

A) 无约束的自由膨胀为一可逆过程。 B) 混合过程是一不可逆过程。 C) 准静态过程就是可逆过程。 18.ηt=1-q2/q1适用于:

A)理想气体卡诺循环。 B)任何工质热机5.采用热电循环后,其循环热效率提高。 循环。 6.工质经任何一种循环,其熵变为零。

D) 理想气体可逆热机循环。 7.通用气体常数R0与气体的性质和状态均无关。 19.采用热电循环的主要目的是: 8.热能可以全部转变为机械能。

A)提高热效率。 B)降低单位功率燃料的消耗量。 9.随着冷凝温度的提高和蒸发温度的降低蒸气压缩式制冷C) 提高热能利用系数。 循环 20.滞止压力为4bar的亚音速气流,流入1bar的环境中,的制冷系数降低。 为使其在喷管中 10.由于绝热的原因,绝热压缩耗功较定温压缩少。 充分膨胀,宜采用: 1. p1v1/T1=p2v2/T2 也适合于理想气体不可逆过程。 A)渐缩喷管。 B)渐扩喷管。 C)缩放型喷管。 2. 提高初压和降低终压,均可提高郎肯循环热效率。 21.有一渐缩型喷管和缩放型喷管。如渐缩型喷管出口截面3.饱和空气的干球温度,露点温度,湿球温度都相等。 积与缩放型喷管的喉部截面积相等,进口滞止参数也相等,4.在冷却塔中,理论上能够将水温降低到大气温度以下 。 出口背压pbA)流速相等,流量不相等。 B)流速,流量都相6.等熵过程一定是可逆绝热过程。 等。 C)流量相等,流速不相等。 2. 柴油机的热效率一般比汽油机高,其主要原因是什么? 答:

这是由于汽油机的压缩比远低于柴油机的压缩比,汽油

机的热效率随压缩比降低而降低。汽油机压缩比不能过高主要受制于汽油的自燃温度低,压缩比过高易引起爆燃。 3. 如果选取燃气轮机装置理想循环的最佳增压比,是否意

味着可获得最高的循环热效率,为什么?

答: 不是。最佳增压比对应的最大净功,并不是最高循环热

效率。 4. 空气压缩制冷与蒸气压缩制冷各自的优缺点是什么? 答:

空气压缩制冷:工质易得、无污染,但值实用于制冷温

度不太低的场合。

蒸汽压缩制冷:省却膨胀机系统简化、制冷量大,工质相对于空气有更多要求,对环境有影响。

(2) 一个门窗开着的房间,若室内空气的压力不变而温度升

高了,则室内空气的总热力学能发生了怎样的变化?空气为

理想气体,定容比热为常数。

解:根据理想气体状态方程,有 pV= mRT pdV+Vdp = mRdT+RTdm = R(mdT+Tdm) 按题意有 dV=0及dp=0,因此有mdT+Tdm=0 根据理想气体热力学能的性质,有

dU = d(mu) = mdu+udm = mdT+Tdm = (mdT+Tdm) = 0

结论:室内空气的比热力学能随温度升高而增大;但室内空气总热力学能则保持不变,U = mu,这是由于室内空气的质量随温度升高而减少的缘故。

3. 试证明刚性容器绝热放气时,容器内剩余气体经历了一个可逆的绝热膨胀过程。

判断

4.准静态过程一定是可逆过程

1. 系统吸热温度必然升高。 2. 理想气体比热可以是负值。 3.由于有冷热流体流进流出,所以开口系统不可能是绝热

系统。

4.饱和空气的干球温度,露点温度,湿球温度都相等。 7.闭口系统水蒸汽的定温过程,水蒸汽的吸热量等于膨胀功。 8.气体的比热可以是从-∞变化到+∞的任何值。 9.气体膨胀则压力一定降低,吸热则温度一定升高。 10.容积效率只于余隙容积有关。 一 下列说法是否正确,为什么?(每题4分,共40分) 1) 工质的绝对压力可表达为表压力和当场大气压之和。

2) 系统的平均吸热温度,其中、

分别是工质初温和终温。 3) 经不可逆循环,系统与外界均无法完全恢复原态。 4) 理想气体由初态经不可逆过程后达终态

,若按定值比热,其过程的熵变可按下式计算:

5) 在T-s图上,理想气体的定压线比定容线陡。 6) 热力系统绝热过程中系统熵变大于等于零。 7) 理想气体只有取定比热时,才能满足迈耶公式

8)实际过程中能量会被浪费而减少,所以要节能。 9) 内燃机理论循环中,压缩比愈大,其理论热效率愈高。 10)余隙容积的存在对压气机生产每kg压缩气体的理论耗功无影响,所以是无害的。

3. 有人提出一循环1-3-2-1,其中1-3是可逆定温吸热过程、3-2是可逆绝热过程、2-1为不可逆绝热过程,如图所示,图中1,2,3分别为三个平衡状态点。试问此循环能否实现,为

什么? 1)已知某种理想气体在

30℃时cp=1.005kJ/(kg·K) ,cV=0.718 kJ/(kg·K) 。该气体在100℃时的气体常数Rg= kJ/(kg·K)。 2)某种蒸汽经历不可逆吸热过程后,其熵变ΔS____0;

过程的熵流 3 )某工质在过程中内能增加

Sf____0;过程的熵产Sg____0。 15kJ,对外界作功15kJ,则此过程中工质与外界交换热量Q=____kJ。

4)有一不可逆热机在高温热源TH=1000K和低温热源TL=300K之间工作。若循环中此不可逆热机在绝热压缩过程

中熵变0.1kJ/K; 绝热膨胀过程中熵变0.8 kJ/K; 高温热源熵变-1.5kJ/K; 低温热源熵变2.5kJ/K, 取高温热源、低温热源和热机为系统,则完成循环后此系统的熵变ΔS系=______。 5)若密闭容器中液态水的温度t=100℃,则容器中压力p____1atm。

二 简答题(每题7分,共21分) 1)活塞式内燃机定压加热理想循环热效率ηt随压缩比下降,增大还是减小?为什么? 2)压缩空气制冷循环的制冷系数和制冷量与循环的压比有什么关系?

3)湿空气的吸湿能力是否必定随空气温度升高而升高?为什么?

一、问答题(每题5分,共25分)

1. 在p-v图及T-s图上画出空气的n=1.2的膨胀过程1-2和n=1.6的压缩过程1-3,并确定过程1-2和1-3中功和热量的正负号及初终态热力学能的大小。

2. 若分别以某种服从p(v-b)=RgT的气体(其中b为物性常数)和理想气体为工质在两个恒温热源和之间进行卡诺循环,试比较哪个循环的热效率大一些,为什么?

3. 下面的说法是否正确,为什么? “若从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态,则不可逆途径的ΔS'必大于可逆途径ΔS”

4. 空气在气缸内经历不可逆过程,内能减少12kJ,对外作功10kJ,试分析空气的熵变有哪几种可能性?为什么? 5. 提高活塞式内燃机循环热效率 些?其热力学依据是什么?

的热力学措施有哪

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