《工程热力学》阶段练习题

工程热力学阶段练习题一、是非题1、对处于非平衡态的系统，各强度参数是不可能确定的（），各广延参数也是不可能确定的（）。2、容器中气体压力不变，则压力表上的读数就一定不会改变（）。3、温度高的物体比温度低的物体拥有更多热量（）。4、不可逆过程是指工质不能恢复原来状态的过程（）。5、只要不存在任何性质的耗散效应，就一定不会产生能量不可逆损耗（）。6、气体克服外界环境压力而膨胀,其容积变化dv,则膨胀功W=psurdv（）。二、判断下列过程是否可逆，并说明理由。(1)一定质量的空气在无摩擦、不导热的气缸和活塞中被缓慢压缩。(2)100℃的蒸汽流与25℃的水绝热混合。(3)在水冷摩托发动机汽缸中的燃气被活塞迅速移动而膨胀。(4)汽缸中充有水，水上面有无摩擦的活塞，缓慢地对水加热使之蒸发。三、下列两种情况系统是否做功？(1)将容器分成两部分，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板，若突然抽去隔板，气体是否做功？(2)设真空部分装有很多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去下一块，问气体（系统）是否做功？四计算题1、如右下图，一圆筒容器，表A的读数为360kpa，表B的读数为170kpa，左室压力高于右室压力，大气压力为101.3kpa，求：(1)真空室及左右室的绝对压力。(2.3KPA、362.3KPA、1923KPA)(2)表C的读数。(190KPA)2证明题如左上图，若某种气体的状态方程式为PV=RT,现取质量为1kg的该种气体分别做两次循环，如图中循环1-2-3-1和循环4-5-6-4所示。设过程1-2和过程4-5中温度T不变，都等于Ta，过程2-3和5-6中压力不变，过程3-1和6-4中容积不变。又设状态3和状态6温度相等，都等于Tb。试证明两个循环中1kg气体对外界所做的循环功相等2、汽缸内的气体由容积0.4m3可逆压缩到0.1m3，其内部压力和容积的关系式为p=0.3V+0.04,式中，p的单位是Mpa，V的单位是m3，求：(1)气缸做功量；(-34.5KJ)(2)若活塞与气缸间的摩擦力为1000N，活塞面积为0.2m2，实际耗功为多少？(-36KJ)填空题1、气体常数R与气体种类关，与状态关。通用气体常数Rm与气体种类关，与状态关。2、理想气体的cp及cv与气体种类关，与温度关；它们的差值与气体种类关，与温度关；它们的比值与气体种类关，与温度关。3、不同的混合气体的摩尔容积在下相等。五、简答题1、一氧气瓶内装有氧气，瓶上装有压力表(瓶内压力不高)，若氧气瓶内的容积已知，能否算出氧气的质量2、夏天，自行车在被晒得很热的马路上行驶时，为何容易引起轮胎爆破？六、计算题1、如右图，空气压缩机每分钟吸入温度17℃，压力等于当地大气压力750mmHg的空气0.2m3，充入体积为1m3的储气罐中。储气罐中原有空气温度为17℃，表压力0.05Mpa，问经过多少分钟储气罐内气体压力才能提高到0.7Mpa，温度为50℃。(23.93MIN)2、把压力为700kpa，温度为5℃的空气装于0.5m3的容器中，加热容器中的空气温度升至115℃。在这个过程中，空气由一小洞漏出，使压力保持在700kpa，试求热传递量(按定值比热计算)。七、是非题1、系统所拥有的能量就是它的热力学能2、对任何系统，只要发生的是可逆过程，它与外界交换的功都可以利用来计算。八、简答题1、气缸内储有完全不可压缩的流体，气缸的一端被封闭，另一端是活塞，气缸静止且与外界无热交换。问(1)活塞能否对流体做功？(2)流体压力会改变吗？(3)若使用某种方法把流体压力提高，热力学能有无变化？焓有无变化？2、焓可否认为是系统工质所拥有的能量？九、计算题1、一闭口系统沿acb途径从状态a变化到状态b，吸入热量80kJ/kg，并对外做功30kJ/kg。(1)若过程沿adb进行，系统做功10kJ/kg，系统吸热?(60KJ/KG)(2)当系统沿曲线从b返回到a，外界对系统做功20kJ/kg，则系统与外界交换热量的大小和方向？(-70KJ/KG)(3)ua=0，ud=40kJ/kg，过程ad和db的吸热量？(60KJ/KG、10KJ/KG)2、有一飞机的弹射装置，在气缸内装有压缩空气，初始体积为0.28m3，终了体积为0.99m3，飞机的发射速度为61m/s，活塞、连杆和飞机的总质量为2722kg。大气压力为0.1Mpa。设发射过程进行很快，压缩空气和外界无传热现象，若不计摩擦力，求发射过程中压缩空气的热力学能变化。（-499KJ）3、空气在某压气机中被压缩，压缩前空气的压力为0.1Mpa，体积为0.945m3/kg。压缩后压力为0.1Mpa，体积0.175m3/kg。设在压缩过程中每kg空气的热力学能增加146.5kJ，同时向外放出热量50kJ。压气机每分钟产生压缩空气10kg。求：(1)压缩过程中对每kg气体所做的体积变化功；（-196.5KJ/KG）(2)每生产1kg的压缩空气所需的功；(252KJ/KG)(3)带动此压气机用多大功率的电动机？(42KW)4、医用氧气袋中空时是扁平状态，内部容积为零。接在压力为14Mpa，温度为17℃的钢质氧气瓶上充气。充气后氧气袋隆起，体积为0.008m3，压力为0.15Mpa。由于充气过程很快，氧气袋与大气换热可以忽略不及，同时因充入氧气袋内气体质量与钢瓶内气体质量相比甚少，故可以认为钢瓶内氧气参数不变。设氧气可作为理想气体，其热力学能和焓可以表示为{u}kJ/kg=0.657{T}K，{h}kJ/kg=0.917{T}K。求充入氧气袋内氧气质量。(0.0147KG)dvpw21