试卷一 一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分） 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（ ）正确。 (a) ds ＞ dq/T （ b ） ds ＜ dq/T （ c ） ds=dq/T 2.处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是（ ）。 (ρ 为密度 ) 。 (a)F=F(ρ,v,T) （ b ） F=F(ρ,v,P) （ c ） F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为 25bar 。已知当地大气压力为 1bar ，则氧气的真实压力为（ ） bar 。
(a) 26 （ b ） 25 （ c ） 24 ４．在 p － v 图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（ ）
(a) 大 （ b ）小 （ c ）相等 （ d ）可能大，也可能小 ５．理想气体 1kg 经历一不可逆过程，对外做功 20kJ 放热 20kJ ，则气体温度变化为（ ）。 (a) 提高 （ b ）下降 （ c ）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（ 1耗功最小的是（ ）压缩过程
(a) 定温压缩 （ b ）绝热压缩 （ c ）多变压缩（ 1７．理想气体等温过程的技术功为（ ）
(a) h 1 -h 2 （ b ） 0 （ c ） （ d ） v(p 1 =p 2 ) ８．理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（ ） (a) 升高 （ b ） 降低 （ c ） 不变 （ d ） 无法确定 二、判断正误（划“√”或“×”号）（本大题 16 分，每小题 2 分） 1.系统从外界吸收热量，温度一定升高（ ）。 2.在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率可以达到 100% （ ）。 3.沸腾状态的水总是烫手的。 ( ) 4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大，循环热效率越大。 ( ) 5.绝热过程一定是定熵过程。 ( ) 6.供热系数一定大于 1 ，制冷系数也一定大于 1 。 ( ) 7.实际气体的压缩因子总不等于 1 。（ ）
8.任意可逆循环的热效率都是 。 ( ) 三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分） １、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式
2、2kg 空气从 300K 定压加热到 700K 时的吸热量为 kJ （空气比定压热容 =1.004 kJ/ （ kg ·K ））
３、当湿蒸汽的干度 x ＝ 0 时，工质全部为 。 ４、 一不可逆热机在高温热源 T h 和低温热源 T l 之间工作。高温热源熵变 –1.5kJ/K ；低温热源熵变2.5kJ/K ，热机在绝热压缩过程中熵变 0.2kJ/K ；绝热膨胀过程中熵变 0.7kJ/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 S 系 = ＿＿＿ kJ/K 。
５、已知氧气在 250K时 =0.913 kJ/(kg·K)， =0.653 kJ/(kg·K)。则该气体的气体常数R
g =＿＿＿kJ/(kg·K)。 ６、一热泵工作时向高温热源传递热量 50kJ, 消耗掉的机械能 20 kJ, 供暖系数为 。 ７、已知氧气在 100 ℃时的定压摩尔热容为 29.538 J ／（ mol·K ），氧气的定容摩尔热容 为
J ／（ mol·K ）。
８、稳定流动系统能量方程式 的适用条件： 四、计算（本大题 20 分，每小题 10 分） 1、空气初态为 p 1 =1.0bar、温度t 1 =20℃，经过三级活塞式压气机后(采用中间冷却)，压力提高到12.5MPa，气缸中的压缩多变指数均为n=1.25。现以压气机所需的功量最小为条件，（R g =287J/kg.k）求： 2、空气在第一级气缸中压缩后所达到的压力 p 2； 3、生产 1kg气体压气机所消耗的总功。温度为 1427 ℃的恒温热源，向维持温度为 500K 的工质传热 100kJ 。大气环境温度为 300K 。试求传热量中的有效能及传热过程引起的有效能损失（即作功能力的损失）。
五、计算（本大题 32 分，每小题 16 分）
1 热力循环过程如图所示。其中1-2为绝热压缩过程，2-3为定容吸热过程，3-4为定压吸热过程，4-5为绝热膨胀过程，5-1为定容放热过程。已知各点的温度分别为T 1 、T 2 、T 3 、T 4 、T 5。（1）在T—S图上绘出该循环。（2）将该循环热效率用各点温度表示出来，设比热比k为常数。
2 一回热式压缩空气制冷循环的循环增压比为 3 ，压气机入口温度为 20 ℃，循环的最低温度为 -100 ℃ ,求循环的制冷系数及冷库的温度。空气可视为比热容是定值的理想气体。
一、 1、a 2、c 3、a 4、b 5、b 6、a 7、c 8、c 二、 1、× 2、× 3、× 4、× 5、× 6、× 7、× 8、×
三、 1、 2、 803.2 3、 饱和水 4、 1kJ/K 5、 0.26 6、 2.5 7、 21.224 8、 任何工质的稳定流动，可逆过程
四题、 1 、 2 、传热量中的有效能kJkJ 有效能损失： 82.4-40=42.4 kJ 五题、 1
2 解： 循环的T-s图参见 下图 的循环1R-2R-5-3R-4-1-1R，循环中工质吸热量
循环消耗净功 据制冷系数的定义 试卷二 一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分） 1、已知当地大气压 P b , 真空表读数为 Pv , 则绝对压力 P 为（ ）。 (a) P=P b -Pv （ b ） P=Pv -P b （ c ） P=P b +Pv 2、 提高活塞式压气机的增压比，压气机的容积效率（ ）。 (a) 减小 （ b ）增大 （ c ）不变 3、若要使得气流由亚音速变成超音速，则喷管的形状应该选择（ ）。 (a) 渐缩型 （ b ）渐扩型 （ c ）缩放型 4、随着压力的提高，饱和水的汽化潜热将（ ） (a) 增大 （ b ）减小 （ c ）维持不变 5、平衡过程是可逆过程的（ ）条件。 (a) 充分 （ b ）必要 （ c ）充要 6、汽油机可以理想化为（ ）循环，进行理论分析。 (a)定压加热 （ b ）定容加热 （ c ）混合加热 7、简单可以压缩热力系统的状态可由（ ） (a) 两个状态参数决定 (b) 两个具有物理意义的状态参数决定 (c) 两个可测状态参数决定 (d) 两个相互独立的状态参数决定 8、一理想气体其初始温度为 1373K ，经定容放热后其出口温度为 443K ，该理想气体初终态压力值比为（）
(a) 3.1 倍 (b) 6.47 倍 (c) 0.323 倍 (d) 2.864 倍 二、判断正误（划“√”或“×”号）（本大题 16 分，每小题 2 分）
1、水蒸气在定温过程前后温度不变（ ），其热力学能也不变。 ( ) 2、工质的温度越高，所具有的热量也就越大。 ( ) 3、气体吸热后一定膨胀，内能一定增加。 ( ) 4、平衡状态不一定是均匀状态。 ( ) 5、理想气体不可能进行吸热而降温的过程。 ( )
6、理想气体的 、 值与气体的温度有关，则他们的差值也与温度有关。 ( ) 7、经不可逆循环，工质无法恢复为原来状态。 ( ) 8、封闭系统中发生放热过程，系统熵必减少。 ( ) 三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分） １、工质在温度为 30 ℃ 的恒温热源和－ 20 ℃ 的恒温冷源之间工作，该循环的最高制冷系数为 。
２、已知空气 (R g =287J/kg.k ）在多变指数为 1.25 的压缩过程中进行压缩，温度由 20 ℃变为 90 ℃。该过程所耗的压缩功为 J/kg 。
３、露点是对应于湿空气中水蒸汽分压力下的 温度。 ４、 氧气瓶中的氧气容积是 0.4m 3 ，氧气压力为 10MPa ，设氧气的焓值为 12100kJ ，则氧气的内能为 kJ 。
５、氧气的初始温度为 300K经历了一不可逆过程达到400K, 已知 =0.913 kJ/(kg·K)，则该气体的气体焓值变化为 kJ/kg。
６、一理想气体初始温度为 25 ℃，压力为 1Mpa ，经定容过程到达终态，这是压力为 2.5Mpa 其终态温度为 ℃
７、 理想气体初态热力学能为 U 1 经可逆绝热过程终态热力学能为 U 2 ，则该过程的膨胀功为 ８、 熵增加的过程 （填一定或不一定）是不可逆过程。 四、计算（本大题 20 分，每小题 10 分） １、有一可逆热机，如图所示，自高温热源 t 1 吸热，向低温热源t 2 和t 3 放热。已知：t 1 =727℃,t 3 =127℃,Q 1 =1000kJ,Q2=300kJ,W=500kJ, 求： （ 1 ） Q 3 =? （ 2 ）可逆热机的热效率？ （ 3 ）热源温度 t 2 =? （ 4 ）三热源和热机的熵变？
如从 -20 ℃的低温物体将 419000 kJ /h的热量排给15 ℃的环境介质，求理想情况下每小时所消耗的功和排给环境介质的热量。
五、计算（本大题 32 分，每小题 16 分） １、进入渐缩喷管的空气的参数为 p 1 =15.68 × 10 4 Pa 、 t 1 =15 ℃ , 喷管的背压 p b =9.8 × 10 4 Pa ， , 若空气的质量流量 q m =0.6kg/s, 初速度略去不计。（空气 k=1.4 ，Rg=0.287(kJ/kg.K) ）试求： （1）合理选择喷管形状 （2）喷管出口截面空气的温度和比容 （3）喷管出口截面空气的流速 （4）喷管出口截面积
某活塞式内燃机定容加热理想循环如图，压缩比ε =10 ，气体在压缩冲程的起点状态是 p 1 =100kPa 、t 1 =35 ℃。加热过程中气体吸热 650kJ/kg 。假定比热容为定值 , 且 c p =1.005kJ/ （ kg·k ），κ =1.4 ，求：（ 1 ）循环中各点的温度和压力；（ 2 ）循环热效率； (3) 若膨胀过程持续到 5 （ p 5 =p 1 ） 画出循环 T-s 图，并分析循环热效率提高还是下降
一、 1、a 2、a 3、c 4、b 5、b 6、b 7、d 8、c 二、 1、× 2、× 3、× 4、√5、× 6、× 7、× 8、× 三、 1、 5.1 2、 80360 3、 饱和 4、 8100 5、 91.3 6、 409.7 7、 U 2 - U 1 8、 不一定
四、 1 、 kJ