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工程热力学期末试题

选择题:(可改判断填空)
1.气体常量Rg ( )
A. 与气体种类有关,与状态无关;
B. 与状态有关,与气体种类无关;
C. 与气体种类和状态均有关;
D. 与气体种类和状态均无关。

【解】A 。

气体常数只与气体的种类有关,而与状态无关。

2.已知理想气体可逆过程中膨胀功等于技术功,则此过程的特性为( )。

A. 定压
B. 定温
C. 定容
D. 绝热
【解】B
在无摩擦的情况下,理想气体定温过程的膨胀功、技术功分别计算如下:
222121
ln v v RgT dv v RgT pdv W ===⎰⎰ 22
21
21ln t p p RgT dp p RgT vdp W ===⎰⎰ 由于定温过程中p p v 2121v
=
,因此有W=Wt ,也就是说理想气体在定温过程中的技
术功和膨胀功相等。

3.工质经过一个不可逆循环,又回到初态,其熵( )
A .增加
B .减少
C .不变
D .变化不定
【解】C
熵是状态参数,与过程无关,循环前后状态不变,所以熵不变。

4.在刚性容器中,一定质量的空气被3000C的热源从1000C加热到300 0C,此过程是()
A.可逆的B.不可逆的C.定容可逆的D.等压不可逆的【解】B
能自发进行的过程均不可逆,题中过程为自发过程,所以是不可逆过程。

由PV=RgT可知,该过程不为等压过程,故D错。

5.对理想气体,下列过程的温度是增加的
A.绝热压缩B.绝热膨胀C.定容放热D.定压放热
【解】A
从P-V图到T-S图的转换中可以自行读出答案。

6.制冷压缩机及其系统的最理想循环是
A.卡诺循环B.逆卡诺循环C.回热循环D.多热源卡诺循环【解】B
最理想循环为卡诺循环,又因为制冷,所以逆向。

对于C,应该叫概括性卡诺循环,木有回热循环一说。

7.水在定压汽化过程中,下列四个状态里,除外,另外三个状态的温度是相同的
A.饱和水B.湿饱和蒸汽C.干饱和蒸汽D.过热蒸汽【解】D
8.扩压管是用来将流体的动能转化为
A.功B.热量C.内能D.压力能
【解】D
9、当扩压管流道截面积从大变小又从小变大时,气体的流速
A.增大B.减小C.不变D.不一定
【解】B
10.下列哪种情况气体的内能减少
A.绝热压缩B.绝热膨胀C.定温膨胀D.定温
【解】B
填空题
1、热力学第一定律的实质是。

答案:(能量转换和守恒定律)
2、91.在理想气体的放热过程中,若工质温度上升,则其膨胀功一定零。

(大于、小于或等于)
答案:(小于)
3、111.工质状态变化,因其比容变化而做的功称为。

答案:(容积功)
4、卡诺循环的热效率仅与有关。

答案:(高温热源温度和低温热源温度)
5、理想气体在高温热源温度TH和低温热源温度TL之间的逆向卡诺循环
的制冷系数为
.。

答案:(T L/(T H- T L))
6、卡诺循环包括四个热力过程。

答案:(可逆定温加热,可逆定温放热,可逆绝热膨胀,可逆绝热压缩)
7、理想气体过程方程为pv n=常数,当n=0时,其热力过程是,
当n=k时,其热力过程是。

答案:(等压过程)(绝热过程)
8、理想气体比定压热容与定容比热之比为1。

(大于、小于或等于)答案:(大于)
9、某气体[c vm=0.8 kJ/(kg·℃)]在膨胀过程中,从外界吸热16 kJ/kg,对外界做功80kJ/kg,此过程中,该气体温度将下降℃。

答案:(80)
10、某理想气体[c vm=0.8kJ/(kg·℃)]被压缩过程中,接受外界功90kJ/kg,温度上升80℃,此过程中,该气体将对外界放热kJ/kg。

答案:(26)
简答题:
1、闭口系与外界无物质交换,系统内质量将保持恒定,那么,系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?
答:否。

当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时(如稳态稳流系统),系统内的质量将保持恒定不变。

2、.热力学第一定律解析式有时写成下列两种形式:
w
u
q+

=
⎰+∆
=2
1Pdv
u
q
分别讨论上述两式的适用范围。

答:第一个公式为热力学第一定律的最普遍表达,原则上适用于不作宏观运
动的一切系统的所有过程;第二个表达式中由于将过程功表达成⎰21d v P
,这只
是对简单可压缩物质的可逆过程才正确,因此该公式仅适用于简单可压缩物质的可逆过程。

3、将理想气体工质又升压、又升温及又放热的多变过程表示在p-V图和T-S 图上。

4、当气流速度分别为亚声速和超声速时,下列形状的管道宜于作喷管还是宜于作扩压管?
(1)(2)(3)
(4)
答:亚声速时
(1)喷管(2)扩压管(3)喷管(4)都不适合
超声速时
(1)扩压管(2)喷管(3)扩压管(4)都不合适
5、利用人工打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部,会发现打气时轻松了一点,工程上压气机气缸常以水冷却或气缸上有肋片,为什么?
答:湿布使打气筒散热增强,气缸水冷或加装肋片也是为了增强散热,从而使压缩过程离开绝热靠近定温,压缩耗功减少。

计算题
1. 3 kg空气从p 1=1MPa、T1= 900 K,可逆绝热膨胀到p 2= 0.1 MPa。

设比热容为定值,绝热指数k=1.4,求:
(1)终态参数T2和v2;
(2)过程功和技术功;
2, 有人设计了一台热机,工质分别从温度为T1= 1 800 K、T2 =2 500 K 的两个高温热源吸热Q 1=1 500 kJ 和Q2= 2500 kJ,以T 0= 300 K的环境为冷源,放热Q3,问:
(1)要求热机作出循环净功W net= 1 000 kJ ,该循环能否实现?
(2)最大循环净功W net,max 为多少?
3.空气进入渐缩喷管时的初速为200m/s,初压为1MPa,初温为500℃。

求喷管达到最大流量时出口截面的流速、压力和温度。

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