热工基础考试题库

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/T2.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）24４．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（1nk）到达同一终压，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（1nk）７．理想气体等温过程的技术功为（）(a)h1-h2（b）0（c）（d）v(p1=p2)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=1.004kJ/（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Th和低温热源Tl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=0.913kJ/(kg·K)，=0.653kJ/(kg·K)。则该气体的气体常数Rg=＿＿＿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20kJ,供暖系数为。７、已知氧气在100℃时的定压摩尔热容为29.538J／（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p1=1.0bar、温度t1=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，（Rg=287J/kg.k）求：2、空气在第一级气缸中压缩后所达到的压力p2；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T1、T2、T3、T4、T5。（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、a2、c3、a4、b5、b6、a7、c8、c二、1、×2、×3、×4、×5、×6、×7、×8、×三、1、2、803.23、饱和水4、1kJ/K5、0.266、2.57、21.2248、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=42.4kJ五题、12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Pb,真空表读数为Pv,则绝对压力P为（）。(a)P=Pb-Pv（b）P=Pv-Pb（c）P=Pb+Pv2、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(Rg=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0.4m3，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=0.913kJ/(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U1经可逆绝热过程终态热力学能为U2，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t1吸热，向低温热源t2和t3放热。已知：t1=727℃,t3=127℃,Q1=1000kJ,Q2=300kJ,W=500kJ,求：（1）Q3=?（2）可逆热机的热效率？（3）热源温度t2=?（4）三热源和热机的熵变？如从-20℃的低温物体将419000kJ/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p1=15.68×104Pa、t1=15℃,喷管的背压pb=9.8×104Pa，,若空气的质量流量qm=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p1=100kPa、t1=35℃。加热过程中气体吸热650kJ/kg。假定比热容为定值,且cp=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（p5=p1）画出循环T-s图，并分析循环热效率提高还是下降一、1、a2、a3、c4、b5、b6、b7、d8、c二、1、×2、×3、×4、√5、×6、×7、×8、×三、1、5.12、803603、饱和4、81005、91.36、409.77、U2-U18、不一定四、1、kJ℃热源1的熵变热源2的熵变热源3的熵变热机的熵变为02、kJkJ五、1、临界压力比，所以应选择减缩喷管出口参数：m3/kgm3/kgKm/s出口截面积：m22、所以kJ/（kg·k）m3/kgm3/kg绝热压缩kPaK点3：KkPam3/kg点4：kPaK循环热效率：由图可知，进行定容放热时，其平均放热温度为T2m若膨胀过程持续到5（p5=p1），其平均放热温度为T'2m因为其中平均系热温度不变，T2m〉T'2m所以循环热效率将提高试卷三一、选择（本大题16分，每小题2分）1、热能转变为机械能的唯一途径是通过工质的（）(a)膨胀(b)压缩(c)凝结(d)加热2、生产增压比相同、质量相同的同种压缩气体，余隙容积变大对活塞式压气机所消耗的比功的影响（）。(a)增大（b）减小（c）不变3、已知CO2和N2的压力及温度均相同，则他们的比体积（）(a)（b）（c）4、经历一不可逆循环过程，系统的熵（）(a)增大（b）减小（c）不变（d）可能增大，也可能减小5、在水蒸气定压汽化过程中，工质的温度没有变化，这时工质的热力学能（）(a)增大（b）减小（c）不变（d）可能增大6、空气中水蒸汽所处的状态（）（a）可以是饱和状态，也可以是过热蒸汽状态（b）可能是饱和状态（c）即不是饱和状态，也不是过热蒸汽状态（d）只能是过热蒸汽状态7、能量方程适用于（）(a)只要是稳定流动，不管是否为可逆过程（b）非稳定流动，可逆过程(c)非稳定流动，不可逆过程(d)任意流动，任意过程8、恒温热源温度为T1恒温冷源温度为T2，环境温度为T0，热源提供热量Q1中的有效能为（）(a)热量Q1减去Q1中的无效能（b）卡诺循环热效率乘以Q1(c)（d）二、判断正误（划“√”或“×”号）（本大题16分，每小题2分）1、多变过程即任意过程（）。2、在相同温度的高温热源和低温热源之间工作的卡诺循环效率最高，其他循环的效率都小于卡诺循环的效率（）。3、温度越高热力系所具有的热量越多（）。4、在T—s图上，理想气体的定容线比定压线陡。()5、可逆绝热过程即等熵过程；反之，等熵过程必为可逆绝热过程。()6、环境温度恒定，若放置在恒温环境中的压力容器的压力表读数也不变，则说明容器中所装工质的质量也不变。()7、定压过程的热量只适用于理想气体而不适用于实际气体。()8、压缩空气制冷装置循环的制冷系统制冷系数越大，其制冷量越大。()三、填空（本大题16分，每小题2分）１、一卡诺制冷机，其性能系数COP值为4输入功率为6KW，则其制冷量为（）KW。２、某热机每完成一个循环，工质由高温热源吸热2000kJ，向低温热源放热1200kJ，在压缩过程中工质得到外功650kJ，则膨胀过程中工质所作的功（）kJ。３、某理想气体从p1=1MPa，v1=0.4m3可逆定温膨胀到v2=0.8m3,气体对外所做的膨胀功为（）J４、在环境温度为300K的条件下，一可逆机工作于两个恒温热源（2000K，400K）之间，吸热200kJ，其中可用能为（）kJ５、已知当地大气压为0.2Mpa，压力容器中被测工质的压力为0.1MPa，，此时该工质压力的测量应选用（）（真空计或压力表）测压计。６、高压气流，当通过喷管时，气体速度得到提升，同时伴随着压力的（）（升高还是降低）７、工作于927℃和300℃之间的卡诺机，