【工程热力学】参考试题(卷)与答案解析~试题(卷)3.docxVIP

B. B.闭口，任意，理想气体 D.闭口，可逆，任意 _。[D] B.升高 D.不变 《工程热力学》参考试题及答案 3 一?选择题（io分） dq=dh-vdp 适用于 系统， 过程， 工质。[C] A ?任意，任意，任意 C.开口，可逆，任意 理想气体经绝热节流后，温度 A ?可能升高也可能降低 C ?降低 如图所示，以铜棒为系统进行分析：铜棒处于 状态。[B] A .平衡 C.不稳定 一 a 4?德瓦尔状态方程（P 2）（Vm Vm A .气体分子体积修正系数 C.分子之间作用力修正系数 5.压力为p时，饱和水的熵为s 时，其熵为s，则 。[A] B.稳定但不平衡 D.平衡且稳定 b） RT中，a表示 修正系数 B.压力修正系数 D .分子之间斥力修正系数 ;干饱和蒸汽的熵为s。当湿蒸汽的干度 [B] 0x1 A. s s s B. s s s i n i n C. s s s D. s s s 二.判断题（10分） 机械能可完全转化为热能，而热能却不能完全转化为机械能。 （X） 系统经历不可逆过程后，熵一定增大。（X） A A 热机的热效率一定小于1 o （V） 水在湿蒸汽区发生定压吸热过程，温度升高。 （X） 若工质从同一初态，分别经可逆和不可逆过程，到达同一终态且两过程热源 相同，那么传热量也相同。（X） 三?简答或画图分析题（30分） （ 7分）一闭口系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，试分析此 过程中热量的变化。 解：①闭口系统无质量交换； 不可逆过程：Sg 0 ； S Sg Sf 0 ； 所以Sf 0,即，此过程为一放热过程。 （8分）在T-s图上定性标出n=1.2理想气体的压缩过程，并在图上用面积表 示W和Wt o （请写明分析过程） 解：方法1 （ 7分）在P-V图和T-S图上表示郎肯循环，并计算郎肯循环的热效率（忽略 泵功）。 解：汽轮机做功：Ws,i 2 hi h2 ； 冷凝器中定压放热量：q2 h2 ha ； 水泵绝热压缩功耗：Ws,3 4 h4 ha ； 锅炉中的定压吸热量：qi hi h4 锅炉热效率:Ws,i 2 Ws,3 4qi忽略泵功,hi h2 锅炉热效率: Ws,i 2 Ws,3 4 qi 忽略泵功, hi h2 hi ha t Wnet qi （8分）分析蒸气压缩制冷循环节流阀代替膨胀机的优缺点 解: 优点：①省掉膨胀机，设备简化； ②膨胀阀开度，易调节蒸发温度 缺点：①损失功量（用膨胀机此部分功可回收）：h4 h6 ； a864ba=面积 8468②制冷量减少:%) a864ba=面积 8468 ②制冷量减少: %) =面积a84ba-面积 四?计算题（50分） （15分）某气体在压气机中被压缩，压缩前气体的参数是 pi 100kPa , v, 0.845m3/kg，压缩后的参数是 P2 800kPa , v2 0.175m3/kg。设在压缩 过程中每公斤气体的能增加150 kJ ,同时向外界放出热量50 kJ ,压气机每分钟 生产压缩气体10 kg。试求： （1） 压缩过程中对每公斤气体所作的压缩功; （2） 压缩前后气体焓的变化； （3） 每生产1 kg压缩气体所需的功； （4） 带动此压气机所需电动机的功率。 解：（1）压缩过程中对每公斤气体所作的压缩功: 压缩过程中，进排气阀均关闭，取气缸中的气体为热力系统（如上图所示）, 由闭口系能量方程得 w q u 50 150 200kJ/kg （2） 压缩前后气体焓的变化： h u （pv） 150 （800 0.175 100 0.845） 205.5kJ/kg （3） 每生产1 kg压缩气体所需的功： 选取气体的进出口、气缸壁及活塞所围成的空间为热力系统 （如下图所示）， 由开口系能量方程得： wt q h 50 205.5 255.5kJ / kg （4）带动此压气机所需电动机的功率： 10 255.5P mwt 42.6kW Vb Vb 3Va。 A侧有1 kg空气, （ 20分）一刚性绝热容器用隔板分成两部分, Pi 1MPa,「330K，B侧为真空。抽去隔板，系统恢复平衡后，试求: （1） 恢复平衡后系统温度T2，压力P2 （空气Rg 287 J/（kg K））； （2） 抽去隔板前后系统熵变； （3） 过程做功能力损失（T。293K, P0 0.1MPa ）。 解: （1）以刚性绝热容器为系统进行分析，由热力学第一定律得出: Q U W,W 0,QU Q U W,W 0,Q U 0 由于理想气体热力学能是温度的单值函数，所以 抽去隔板后，温度不变，即T1 T2 330 K。 RgTiP RgTi Pl P2V2 PM P2 P1V1 V2 p1 - 0.25MPa 4 287 330 0.094