《工程熱力學(xué)》試卷及標(biāo)準(zhǔn)答案評(píng)分標(biāo)準(zhǔn).doc

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《工程熱力學(xué)》試卷及標(biāo)準(zhǔn)答案 第一部分 選擇題（共15分） 一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每題只有一個(gè)正確答案，答對(duì)一題得1分，共15分） 1、壓力為10 bar的氣體通過(guò)漸縮噴管流入1 bar的環(huán)境中，現(xiàn)將噴管尾部截去一段，其流速、流量變化為。 【 】 A.流速減小，流量不變 B.流速不變，流量增加 C.流速不變，流量不變 D.流速減小，流量增大 2、某制冷機(jī)在熱源T1= 300K，及冷源T2= 250K之間工作，其制冷量為1000 KJ，消耗功為250 KJ，此制冷機(jī)是 【 】 A.可逆的 B.不可逆的 C.不可能的 D.可逆或不可逆的 3、系統(tǒng)的總儲(chǔ)存能為 【 】 A. B. C. D. 4、熵變計(jì)算式只適用于 【 】 A.一切工質(zhì)的可逆過(guò)程 B.一切工質(zhì)的不可逆過(guò)程 C.理想氣體的可逆過(guò)程 D.理想氣體的一切過(guò)程 5、系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)不可逆絕熱膨脹過(guò)程后，欲使系統(tǒng)回復(fù)到初態(tài)，系統(tǒng)需要進(jìn)行一個(gè)【】過(guò)程。 【 】 A.可逆絕熱壓縮 B.不可逆絕熱壓縮 C.邊壓縮邊吸熱 D.邊壓縮邊放熱 6、混合氣體的通用氣體常數(shù)，【 】。 【 】 A.與混合氣體的成份有關(guān) B.與混合氣體的質(zhì)量有關(guān) C.與混合氣體所處狀態(tài)有關(guān) D.與混合氣體的成份、質(zhì)量及狀態(tài)均無(wú)關(guān)系 7、貯有空氣的絕熱剛性密閉容器中裝有電熱絲，通電后如取空氣為系統(tǒng)，則 【 】A.Q＞0，△U＞0，W＞0 B.Q=0，△U＞0，W＞0 C.Q＞0，△U＞0，W=0 D.Q=0，△U=0，W=0 8、未飽和空氣具有下列關(guān)系 【 】 A.t＞tw＞td B.t＞td＞tw. C.t = td = tw D.t = tw＞td 9、絕熱節(jié)流過(guò)程是【 】過(guò)程。 【 】 A.定壓 B.定溫 C.定熵 D.節(jié)流前后焓相等 10、抽汽式熱電循環(huán)的結(jié)果是 【 】 A.提高循環(huán)熱效率，提高熱能利用率 B.提高循環(huán)熱效率，降低熱能利用率 C.降低循環(huán)熱效率，提高熱能利用率 D.降低循環(huán)熱效率，降低熱能利用率 11、一個(gè)橡皮氣球在太陽(yáng)下被照曬，氣球在吸熱過(guò)程中膨脹，氣球內(nèi)的壓力正比于氣球的容積，則氣球內(nèi)的氣球進(jìn)行的是 【 】 A.定壓過(guò)程 B.多變過(guò)程 C.定溫過(guò)程 D.定容過(guò)程 12、氣體的容積比熱是指 【 】 A.容積保持不變的比熱。 B.物量單位為一立方米時(shí)氣體的比熱。 C.物量單位為一摩爾容積氣體的比熱。 D.物量單位為一標(biāo)準(zhǔn)立方米時(shí)氣體的比熱。 13、抽氣回?zé)嵫h(huán)改善了朗肯循環(huán)，其根本原因在于 【 】 A.每公斤水蒸汽的作功量增加了 B.排氣的熱能得到了充分利用 C.水蒸汽的平均吸熱溫度提高了 D.水蒸汽的放熱溫度降低了 14、孤立系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界 【 】 A.沒(méi)有物質(zhì)交換 B.沒(méi)有熱量交換 C.沒(méi)有任何能量交換 D.沒(méi)有任何能量傳遞與質(zhì)交換 15、熱機(jī)從熱源取熱1000 KJ，對(duì)外作功1000 KJ，其結(jié)果是 【 】 A.違反第一定律 B.違反第二定律 C.違反第一及第二定律 D.不違反第一及第二定律 第二部分 非選擇題（共85分） 二、判斷題(本大題共10小題，每題1分,共 10 分,答A表示說(shuō)法正確.答B(yǎng)表示說(shuō)法不正確,本題只需指出正確與錯(cuò)誤,不需要修改) 16、孤立系統(tǒng)的熵與能量都是守恒的。 （ ） 17、實(shí)際氣體在壓力趨于零的極限狀態(tài)就成為理想氣體。 （ ） 18、容器中氣體的壓力不變則壓力表的讀數(shù)也絕對(duì)不會(huì)改變。 （ ） 19、在T—S圖上，任意二條可逆絕熱過(guò)程線不能相交。 （ ） 20、再熱循環(huán)的主要目的是提高汽輪機(jī)尾部排汽干度。 （ ） 21、任一熱力循環(huán)的熱效率都可用η= 1－q2/q1 = 1－T2/T1 計(jì)之。（ ） 22、孤立系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)總熵達(dá)極大值。 （ ） 23、一桶具有環(huán)境溫度的河水與一杯沸水，前者的可用能大于后者。（ ） 24、凡符合熱力學(xué)第一定律的過(guò)程就一定能實(shí)現(xiàn)。 （ ） 25、卡諾循環(huán)的熱效率僅取決于其熱和冷源的溫度，而與工質(zhì)的性質(zhì)無(wú) 關(guān)。 （ ） 三、填空題(本大題共5小題，每空1分,共12分。) 26、混合氣體由N2和CO2組成，已知N2的質(zhì)量成分為0.72，則混合氣體的平均氣體常數(shù)Rg,eq= ，平均摩爾質(zhì)量Meeq= 。 (N2的摩爾質(zhì)量為0.028kg/mol，CO2為0.044 kg/mol) 27、冬季取暖，若不采取任何其他措施，室內(nèi)溫度 ，室內(nèi)相對(duì)濕度 。（填增大，減少或不變）。 28、濕蒸汽的干度定義為 。已知濕蒸汽的干度為0.2，其中干飽和蒸汽的質(zhì)量為6 kg，則飽和液體的質(zhì)量為＿＿＿＿kg。 29、氧氣的平均比定壓熱容，， 則 ， 。 30、范德瓦爾方程式的表達(dá)式為： ，其中常數(shù)a 是對(duì) 的修正。常數(shù)b是對(duì) 的修正。 四、名詞解釋(本大題共4小題，每題 4分,共16分。) 31、干飽和蒸汽、濕飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽— 32、熱容的定義和單位— 33、濕空氣的露點(diǎn)— 34、控制質(zhì)量— 五、簡(jiǎn)答題(本大題共3小題，每題 4分,共12分。) 35、定壓、定溫、絕熱和定容四種典型的熱力過(guò)程，其多變指數(shù)的值分別是多少？ 36、簡(jiǎn)述蒸汽參數(shù)對(duì)朗肯循環(huán)效率的影響。 37、準(zhǔn)平衡過(guò)程與可逆過(guò)程有何共同處?有何區(qū)別?有何聯(lián)系? 六、計(jì)算題（本大題共4小題，共35分。) 38、某蒸汽動(dòng)力廠按一級(jí)抽汽回?zé)幔ɑ旌鲜剑├硐胙h(huán)工作，如圖所示，已知新蒸汽參數(shù)p1=4.0MPa，t1=4200C，汽輪機(jī)排汽壓力p2=0.007MPa，抽汽壓力pA=0.4MPa，忽略泵功。試求： （1）定性畫(huà)出循環(huán)的T-s圖； （2）抽汽系數(shù)α； （3）循環(huán)吸熱量q1，放熱量q2及輸出凈功ωnet； （4）循環(huán)熱效率；（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、一閉口系從狀態(tài)1沿1-2-3途徑到狀態(tài)3，傳遞給外界的熱量為47.5kJ，而系統(tǒng)對(duì)外作功為30kJ，如圖所示。 （1）若沿1-4-3途徑變化時(shí)，系統(tǒng)對(duì)外作功15kJ，求過(guò)程中系統(tǒng)與外界傳遞的熱量。 （2）若系統(tǒng)從狀態(tài)3沿圖示曲線途徑到達(dá)狀態(tài)1，外界對(duì)系統(tǒng)作功6kJ，求該過(guò)程中系統(tǒng)與外界傳遞的熱量。 （3）若U2=175kJ,U3=87.5kJ，求過(guò)程2-3傳遞的熱量及狀態(tài)1的熱力學(xué)能。（7分） 40、m=2.26kg理想氣體的氣體常數(shù)Rg=430J/(kg.k)，比熱比κ=1.35。初溫T1=477K，經(jīng)可逆定容過(guò)程后終溫T2=591K。求Q、ΔU、W、ΔS。（7分） 41、空氣可逆絕熱流過(guò)一噴管，入口壓力p1=0.7MPa，溫度t1=800℃，出口壓力p2=0.15MPa，此噴管是什么外型的噴管?入口空氣流速忽略不計(jì)，比熱容和比熱比取定值，分別為cp=1.004kJ/(kgK)，κ=1.4，Rg=287J/(kg.k)。求噴管出口空氣的溫度、流速、馬赫數(shù)。（7分） 第一部分 選擇題（共15 分） 一、單項(xiàng)選擇題（每題只有一個(gè)正確答案，答對(duì)一題得1分，共 15 分） 1、C 2、B 3、C 4、C 5、C 6、D 7、C 8、A 9、D 10、A 11、B 12、D 13、C 14、D 15、B 第二部分 非選擇題（共85分） 二、判斷題(本大題共10小題，每題1分,共 10 分,答A表示說(shuō)法正確.答B(yǎng)表示說(shuō)法不正確,本題只需指出正確與錯(cuò)誤,不需要修改) 16、B 17、A 18、B 19、A 20、A 21、B 22、A 23、B 24、B 25、A 三、填空題(本大題共5小題，每空1分,共11分。) 26、0.267kJ/(kg.K) 31.110-3kg/mol 27、增大 減少 28、飽和蒸汽的質(zhì)量占整個(gè)濕蒸汽質(zhì)量的比值 24 29、0.946kJ/(kg.K) 0.686kJ/(kg.K) 30、 對(duì)氣體分子間的引力 對(duì)氣體分子體積 四、名詞解釋(本大題共4小題，每題 4分,共16分。) 31、干度為1的濕蒸汽為干飽和蒸汽；（1分） 蒸汽和水的混合物稱為濕飽和蒸汽；（1分） 溫度高于蒸汽壓力下所對(duì)應(yīng)的飽和溫度的蒸汽，稱為過(guò)熱蒸汽。（2分） 32、物體溫度升高1K（或1oC）所需熱量稱為熱容，以C表示。（2分） 單位有J/(kg.K)、 J/(mol.K)和 J/(m3.K)。（2分） 33、在保持濕空氣中水蒸氣分壓力pv不變的條件下，降低濕空氣溫度而使其達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度，稱為露點(diǎn)。（4分） 34、一個(gè)熱力系統(tǒng)如果和外界只有能量交換而無(wú)物質(zhì)交換，則該系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng)。閉口系統(tǒng)內(nèi)的質(zhì)量保持恒定不變，閉口系統(tǒng)又叫做控制質(zhì)量。（4分） 五、簡(jiǎn)答題(本大題共3小題，每題 4分,共12分。) 35、定壓n=0，定容n=∞，定溫n=1，定熵n=κ（4分） 36、（1）提高初溫，可提高熱力循環(huán)效率和增大膨脹終點(diǎn)的干度，但受金屬材料耐熱性能的限制。（2分） （2）在相同的初溫和背壓下，提高初壓也可使熱效率增大。會(huì)使乏汽干度降低，設(shè)備強(qiáng)度的問(wèn)題。（1分） （3）降低背壓可以顯著提高循環(huán)熱效率。受環(huán)境溫度的限制。（1分） 37、它們共同處都是在無(wú)限小勢(shì)差作用下，非常緩慢地進(jìn)行，由無(wú)限接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)組成的過(guò)程。（2分） 它們的區(qū)別在于準(zhǔn)平衡過(guò)程不排斥摩擦能量損耗現(xiàn)象的存在，可逆過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何能量的損耗。（1分） 一個(gè)可逆過(guò)程一定是一個(gè)準(zhǔn)平衡過(guò)程，沒(méi)有摩擦的準(zhǔn)平衡過(guò)程就是可逆過(guò)程。（1分） 六、計(jì)算題（本大題共4小題，共36分。) 38、（1）圖略。（可參照教材p329圖10-14） （2分） （2）抽汽系數(shù) （2分） （3）（2分） （2分） （2分） （2分） （2分） （4）（2分） 39、對(duì)途徑1-2-3，由閉口系能量方程得 （1分） （1）對(duì)途徑1-4-3，由閉口系能量方程得 （系統(tǒng)對(duì)外放熱）（2分） （2）對(duì)途徑3-1，可得到 （1分） （3）對(duì)途徑2-3，有 （1分） 則 （1分） （1分） 40、（1分） （1分） （2分） （1分） （2分） 41、為縮放型噴管。（1分） （2分） （2分） （2分） 《工程熱力學(xué)》試題 第 13頁(yè)（共8頁(yè)）