工程热力学习题集答案Word格式.docx
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33.-ws=h2-h1或-wt=h2-h1
34.小于
t
35.CC
1
/M
ii
36.
n
/M
i1
37.热量
39.环境
40.增压比
41.孤立
42热力学能、宏观动能、重力位能
43.650
44.cv(T2-T1)
ln
T
47.当地音速
48.环境温度
49.多级压缩、中间冷却
50.0与1
51.〔物质〕
52.〔绝对压力〕。
53.〔q=(h-h)+(C
21
22
-C)/2+g(Z
-Z)+w
〕。
S
54.〔温度〕
55.(0.657)kJ/kgK。
56.(定熵线)
57.〔逆向循环〕。
58.〔两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程〕
59.〔预热阶段、汽化阶段、过热阶段〕。
60.〔增大〕
二、单项选择题
1.C2.D3.D4.A5.C
6.B7.A8.A9.C10.B
11.A12.B13.B14.B15.D
16.B17.A18.B19.B20.C
21.C22.C23.A
三、判断题
1.√2.√3.4.√5.6.7.8.9.10.
11.12.13.14.√15.16.17.18.√19.√20.√
21.〔×
〕22.〔√〕23.〔×
〕24.〔×
〕25.〔√〕26.〔×
〕27.〔√〕28.〔√〕
29.〔×
〕30.〔√〕
四、简答题
1.它们共同处都是在无限小势差作用下,非常缓慢地进展,由无限接近平衡状态的状态
组成的过程。
它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在,可逆过程不会产生任何
能量的损耗。
一个可逆过程一定是一个准平衡过程,没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。
2.1kg气体:
pv=RrTmkg气体:
pV=mRrT
1kmol气体:
pVm=RTnkmol气体:
pV=nRT
Rr是气体常数与物性有关,R是摩尔气体常数与物性无关。
3.干饱和蒸汽:
x=1,p=pst=ts
v=v″,h=h″s=s″
湿饱和蒸汽:
0<
x<
1,p=pst=ts
v′<
v<
v″,h′<
h<
h″,s′<
s<
s″
4.流速为当地音速(Ma=1)时的状态称为流体的临界状态。
流体临界状态的压力(临界压力)与其滞止压力的比值,称为临界压力比。
理想气体的临界压力比只与气体的物性有关(或比热比k有关)
5.汽耗率是每作1kw·
h功(每发1度电)的新蒸汽耗量(汽耗量)。
热耗率是每作1kw·
h功(每发1度电)的耗热量。
热耗率与热效率是直接关联的,热耗率越高,热效率就越低;
而汽耗率与热效率就没有这种对应关系,汽耗率低不一定热效率高,汽耗率高也不一
定热效率低。
6.平衡态是指热力系的宏观性质不随时间变化的状态。
稳定态是指热力系的状态不随时
间而变化的状态。
平衡必然稳定,稳定未必平衡。
7.前者:
闭口系、任意工质、任意过程
后者:
闭口系、理想气体、可逆过程
8.轮胎内气体压力为P=
MRrMRr
T,
VV
为常数,当T升高时P随之升高,容易引起爆破。
9.可以选择一样初、终状态间可逆过程熵的变化来计算。
10.在工程实际中,常引用“速度系数〞φ、“喷管效率〞η和“能量损失系数〞ξ来表
示因摩擦对喷管流动的影响。
三者之间的关系为:
ξ=1-φ
2=1-η
11.略
12.热力学第一定律的实质是什么?
并写出热力学第一定律的两个根本表达式。
答:
热力学
第一定律的实质是能量转换与守恒原理。
热力学第一定律的两个根本表达式为:
q=Δu+w;
q=Δh+w
13.热力学第二定律的实质是什么?
并写出熵增原理的数学表达式。
热力学第二定律的
实质是能量贬值原理。
熵增原理的数学表达式为:
dS≥0。
iso
14.什么是可逆过程?
实施可逆过程的条件是什么?
答:
可逆过程为系统与外界能够同时
恢复到原态的热力过程。
实施可逆过程的条件是推动过程进展的势差为无穷小,而且无
功的耗散。
五、名词解释
1.热力系储存能包括:
热力学能、宏观动能和重力位能。
2.对于c-t图上曲边梯形面积,由微积分中值定理知,必然存在-ξ值使得曲边梯形面
积与一矩形面积相等,这个ξ值在c-t图上就是平均质量热容的概念。
3.不可逆过程中,不可逆因素引起的熵的变化称为熵产。
4.所谓稳定流动,是指流体流经管道中任意点的热力状态参数及流速等均不随时间而变
化的流动过程。
5.湿空气的焓值等于干空气的焓值与水蒸气的焓值之和。
六、分析题
1、解:
〔方法一〕
过b、c分别作等温线,因为
TbT,故ubuc
c
即
uuuuuu
abbaacca
〔方法二〕考虑过程b-c
quwuuw
cb
q0vcvbw0
ubu,uabuac
2、
解:
因为:
quw
1nk,且T3T1及S3<
S1那么有:
u>
0,q<
0所以w<
01-3:
13
边压缩边放热
1-2:
kn12且T2<
T1及S2<
S1,那么u<
0,q<
n1
RTpR
2g12g
wpdv1TT
12
1n1pn1
所以有w>
0边膨胀边放热
1-4:
0n且TT及SS
144141
u>
0,q>
wT1T4>
n1
边膨胀边吸热
1nk且T5<
T1及S5>
S11-5:
15
u<
0,q>
0,w>
0边膨胀边吸热边降温
3、请问一下几种说法正确吗?
为什么?
〔1〕熵增大的过程必为不可逆过程;
不正确。
熵增大的过程不一定为不可逆过程,因为熵增大包括熵流和熵产两局部,如果
熵流大于0,而熵产为0的可逆过程,上仍然是增大的。
〔2〕熵产0
S的过程必为不可逆过程。
正确。
熵产是由于热力过程中的不可逆因素导致的,因此当熵产0
S,那么此过程必定
为不可逆过程。
4、某循环在700K的热源及400K的冷源之间工作,如图3所示。
〔1〕用克劳修斯积分不等式判别循环是热机循环还是制冷循环,可逆还是不可逆?
〔2〕用卡诺定理判别循环是热机循环还是制冷循环,可逆还是不可逆?
WQQ
net12
Q1WnetQ210000kJ4000kJ14000kJ
方法1:
设为热机循环
δQQQ14000kJ4000kJ
TTT
rr1r2
700K400K
10kJ/K0
不可能
设为制冷循环:
图3
rr1r2
10kJ/K
符合克氏不等式,所以是不可逆制冷循环
方法2:
C
T400K
L
110.4286
T700K
h
W
net
Q
10000kJ
14000kJ
0.7126
t不可能
设为制冷循环
TT
0c
400K
1.33
w
4000kJ
0.4
c可能但不可逆,所以是不可逆制冷循环
七、计算题
1.解:
〔1〕p1900098.669098.66kPap298.6695.06kP3.a6
〔2〕取汽轮机汽缸内壁和蒸汽进、出口为系统,那么系统为稳定流动系统,能量方程为
qh
z
sh
3
q6.310/400000.1575kJ/kg
进、出口的动能差和位能差忽略不计,那么
wqh0.1575(22403440)1200(kJ/kg)
〔3〕汽轮机功率
4010
4
Pqw12001.3310(kW)
msh
3600
〔4〕
11
2223
wc(14060)108kJ/kg
k
8
1200
0.67%
2.解:
Qcmccc(tctm)Qwmwcw(tmtw)
QQmccc(tctm)mwcw(tmtw)
cw
代入数据解得:
32.48
t℃
m
TQTmcdTT32.48273
mm
wwm
Smcln64.187ln1.23kJ/K
wTTww
TTT18273
ww
QmcdTT32.48273TT
ccm
Smcln0.80.47ln0.54kJ/K
cTTcc
TTT1000273
cc
SSS1.230.540.69kJ/K
gwc
3、
〔1〕画出各过程的p-v图及T-s图
〔2〕先求各状态参数
500mol8.314J/(molK)27325KnRT
p
V2m
5
6.1939310Pa6.11atm
11.671
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