《工程热力学》试卷及标准答案评分标准.doc
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《工程热力学》试卷及标准答案
第一部分选择题(共15分)
一、单项选择题(本大题共15小题,每题只有一个正确答案,答对一题得1分,共15分)
1、压力为10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar的环境中,现将喷管尾部截去一段,其流速、流量变化为。
【】
A.流速减小,流量不变B.流速不变,流量增加
C.流速不变,流量不变D.流速减小,流量增大
2、某制冷机在热源T1=300K,及冷源T2=250K之间工作,其制冷量为1000KJ,消耗功为250KJ,此制冷机是【】
A.可逆的B.不可逆的
C.不可能的D.可逆或不可逆的
3、系统的总储存能为【】
A.B.
C.D.
4、熵变计算式只适用于【】
A.一切工质的可逆过程B.一切工质的不可逆过程
C.理想气体的可逆过程D.理想气体的一切过程
5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后,欲使系统回复到初态,系统需要进行一个【】过程。
【】
A.可逆绝热压缩B.不可逆绝热压缩
C.边压缩边吸热D.边压缩边放热
6、混合气体的通用气体常数,【】。
【】
A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关
C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系
7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝,通电后如取空气为系统,则【】A.Q>0,△U>0,W>0B.Q=0,△U>0,W>0
C.Q>0,△U>0,W=0D.Q=0,△U=0,W=0
8、未饱和空气具有下列关系【】
A.t>tw>tdB.t>td>tw.
C.t=td=twD.t=tw>td
9、绝热节流过程是【】过程。
【】
A.定压B.定温
C.定熵D.节流前后焓相等
10、抽汽式热电循环的结果是【】
A.提高循环热效率,提高热能利用率
B.提高循环热效率,降低热能利用率
C.降低循环热效率,提高热能利用率
D.降低循环热效率,降低热能利用率
11、一个橡皮气球在太阳下被照晒,气球在吸热过程中膨胀,气球内的压力正比于气球的容积,则气球内的气球进行的是【】
A.定压过程B.多变过程
C.定温过程D.定容过程
12、气体的容积比热是指【】
A.容积保持不变的比热。
B.物量单位为一立方米时气体的比热。
C.物量单位为一摩尔容积气体的比热。
D.物量单位为一标准立方米时气体的比热。
13、抽气回热循环改善了朗肯循环,其根本原因在于【】
A.每公斤水蒸汽的作功量增加了
B.排气的热能得到了充分利用
C.水蒸汽的平均吸热温度提高了
D.水蒸汽的放热温度降低了
14、孤立系统是指系统与外界【】
A.没有物质交换B.没有热量交换
C.没有任何能量交换D.没有任何能量传递与质交换
15、热机从热源取热1000KJ,对外作功1000KJ,其结果是【】
A.违反第一定律B.违反第二定律
C.违反第一及第二定律D.不违反第一及第二定律
第二部分非选择题(共85分)
二、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分,答A表示说法正确.答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改)
16、孤立系统的熵与能量都是守恒的。
()
17、实际气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体。
()
18、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。
()
19、在T—S图上,任意二条可逆绝热过程线不能相交。
()
20、再热循环的主要目的是提高汽轮机尾部排汽干度。
()
21、任一热力循环的热效率都可用η=1-q2/q1=1-T2/T1计之。
()
22、孤立系统达到平衡时总熵达极大值。
()23、一桶具有环境温度的河水与一杯沸水,前者的可用能大于后者。
()
24、凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。
()
25、卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度,而与工质的性质无
关。
()
三、填空题(本大题共5小题,每空1分,共12分。
)
26、混合气体由N2和CO2组成,已知N2的质量成分为0.72,则混合气体的平均气体常数Rg,eq=,平均摩尔质量Meeq=。
(N2的摩尔质量为0.028kg/mol,CO2为0.044kg/mol)
27、冬季取暖,若不采取任何其他措施,室内温度,室内相对湿度。
(填增大,减少或不变)。
28、湿蒸汽的干度定义为。
已知湿蒸汽的干度为0.2,其中干饱和蒸汽的质量为6kg,则饱和液体的质量为____kg。
29、氧气的平均比定压热容,,
则,。
30、范德瓦尔方程式的表达式为:
,其中常数a
是对的修正。
常数b是对的修正。
四、名词解释(本大题共4小题,每题4分,共16分。
)
31、干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽和过热蒸汽—
32、热容的定义和单位—
33、湿空气的露点—
34、控制质量—
五、简答题(本大题共3小题,每题4分,共12分。
)
35、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程,其多变指数的值分别是多少?
36、简述蒸汽参数对朗肯循环效率的影响。
37、准平衡过程与可逆过程有何共同处?
有何区别?
有何联系?
六、计算题(本大题共4小题,共35分。
)
38、某蒸汽动力厂按一级抽汽回热(混合式)理想循环工作,如图所示,已知新蒸汽参数p1=4.0MPa,t1=4200C,汽轮机排汽压力p2=0.007MPa,抽汽压力pA=0.4MPa,忽略泵功。
试求:
(1)定性画出循环的T-s图;
(2)抽汽系数α;
(3)循环吸热量q1,放热量q2及输出净功ωnet;
(4)循环热效率;(15分)
p
(MPa)
t
(0C)
h
(kJ/kg)
s
kJ/(kg.K)
Ps
(MPa)
h′
(kJ/kg)
h″
(kJ/kg)
s′
kJ/(kg.K)
s″
kJ/(kg.K)
4
420
3261.4
6.8399
0.4
604.7
2737.6
1.7764
6.8943
0.4
2716.3
6.8399
0.007
163.4
2572.6
0.5597
8.2767
39、一闭口系从状态1沿1-2-3途径到状态3,传递给外界的热量为47.5kJ,而系统对外作功为30kJ,如图所示。
(1)若沿1-4-3途径变化时,系统对外作功15kJ,求过程中系统与外界传递的热量。
(2)若系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1,外界对系统作功6kJ,求该过程中系统与外界传递的热量。
(3)若U2=175kJ,U3=87.5kJ,求过程2-3传递的热量及状态1的热力学能。
(7分)
40、m=2.26kg理想气体的气体常数Rg=430J/(kg.k),比热比κ=1.35。
初温T1=477K,经可逆定容过程后终温T2=591K。
求Q、ΔU、W、ΔS。
(7分)
41、空气可逆绝热流过一喷管,入口压力p1=0.7MPa,温度t1=800℃,出口压力p2=0.15MPa,此喷管是什么外型的喷管?
入口空气流速忽略不计,比热容和比热比取定值,分别为cp=1.004kJ/(kg·K),κ=1.4,Rg=287J/(kg.k)。
求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。
(7分)
第一部分选择题(共15分)
一、单项选择题(每题只有一个正确答案,答对一题得1分,共15分)
1、C2、B3、C4、C5、C
6、D7、C8、A9、D10、A
11、B12、D13、C
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