工程热力学-期末试题-答案

全国考研专业课高分资料中北大学《工程热力学》期末题笔记：目标院校目标专业本科生笔记或者辅导班笔记讲义：目标院校目标专业本科教学课件期末题：目标院校目标专业本科期末测试题2-3套模拟题：目标院校目标专业考研专业课模拟测试题2套复习题：目标院校目标专业考研专业课导师复习题真题：目标院校目标专业历年考试真题，本项为赠送项，未公布的不送！中北大学工程热力学试题（A）卷（闭卷）2013--2014学年第一学期学号：姓名：一、单项选择题（本大题共15小题，每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共15分）1、压力为10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar的环境中，现将喷管尾部截去一段，其流速、流量变化为。【】A.流速减小，流量不变B.流速不变，流量增加C.流速不变，流量不变D.流速减小，流量增大2、某制冷机在热源T1=300K，及冷源T2=250K之间工作，其制冷量为1000KJ，消耗功为250KJ，此制冷机是【】A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D.可逆或不可逆的3、系统的总储存能为【】A.UB.UpVC.2/2fUmcmgzD.2/2fUpVmcmgz4、熵变计算式2121(/)(/)pgscInTTRInpp只适用于【】A.一切工质的可逆过程B.一切工质的不可逆过程C.理想气体的可逆过程D.理想气体的一切过程5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个【】过程。【】A.可逆绝热压缩B.不可逆绝热压缩C.边压缩边吸热D.边压缩边放热6、混合气体的通用气体常数，【】。【】A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则【】A.Q＞0，△U＞0，W＞0B.Q=0，△U＞0，W＞0C.Q＞0，△U＞0，W=0D.Q=0，△U=0，W=08、未饱和空气具有下列关系【】A.t＞tw＞tdB.t＞td＞tw.C.t=td=twD.t=tw＞td9、绝热节流过程是【】过程。【】A.定压B.定温C.定熵D.节流前后焓相等10、抽汽式热电循环的结果是【】A.提高循环热效率，提高热能利用率B.提高循环热效率，降低热能利用率C.降低循环热效率，提高热能利用率D.降低循环热效率，降低热能利用率11、一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气球的容积，则气球内的气球进行的是【】A.定压过程B.多变过程C.定温过程D.定容过程12、气体的容积比热是指【】A.容积保持不变的比热。B.物量单位为一立方米时气体的比热。C.物量单位为一摩尔容积气体的比热。D.物量单位为一标准立方米时气体的比热。13、抽气回热循环改善了朗肯循环，其根本原因在于【】A.每公斤水蒸汽的作功量增加了B.排气的热能得到了充分利用C.水蒸汽的平均吸热温度提高了D.水蒸汽的放热温度降低了14、孤立系统是指系统与外界【】A.没有物质交换B.没有热量交换C.没有任何能量交换D.没有任何能量传递与质交换15、热机从热源取热1000KJ，对外作功1000KJ，其结果是【】A.违反第一定律B.违反第二定律C.违反第一及第二定律D.不违反第一及第二定律第二部分非选择题（共85分）二、判断题(本大题共10小题，每题1分,共10分,答A表示说法正确.答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改)16、孤立系统的熵与能量都是守恒的。（）17、实际气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体。（）18、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。（）19、在T—S图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。（）20、再热循环的主要目的是提高汽轮机尾部排汽干度。（）21、任一热力循环的热效率都可用η=1－q2/q1=1－T2/T1计之。（）22、孤立系统达到平衡时总熵达极大值。（）23、一桶具有环境温度的河水与一杯沸水，前者的可用能大于后者。（）24、凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。（）25、卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度，而与工质的性质无关。（）三、填空题(本大题共5小题，每空1分,共12分。)26、混合气体由N2和CO2组成，已知N2的质量成分为0.72，则混合气体的平均气体常数Rg,eq=，平均摩尔质量Meeq=。(N2的摩尔质量为0.028kg/mol，CO2为0.044kg/mol)27、冬季取暖，若不采取任何其他措施，室内温度，室内相对湿度。（填增大，减少或不变）。28、湿蒸汽的干度定义为。已知湿蒸汽的干度为0.2，其中干饱和蒸汽的质量为6kg，则饱和液体的质量为＿＿＿＿kg。29、氧气的平均比定压热容008000.914/(.)cpcckJkgK，0019500.933/(.)cpcckJkgK，则0019580cpcc，0019580cvcc。30、范德瓦尔方程式的表达式为：，其中常数a是对的修正。常数b是对的修正。四、名词解释(本大题共4小题，每题4分,共16分。)31、干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽和过热蒸汽—32、热容的定义和单位—33、湿空气的露点—34、控制质量—五、简答题(本大题共3小题，每题4分,共12分。)35、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？36、简述蒸汽参数对朗肯循环效率的影响。37、准平衡过程与可逆过程有何共同处?有何区别?有何联系?六、计算题（本大题共4小题，共35分。)38、某蒸汽动力厂按一级抽汽回热（混合式）理想循环工作，如图所示，已知新蒸汽参数p1=4.0MPa，t1=4200C，汽轮机排汽压力p2=0.007MPa，抽汽压力pA=0.4MPa，忽略泵功。试求：（1）定性画出循环的T-s图；（2）抽汽系数α；（3）循环吸热量q1，放热量q2及输出净功ωnet；（4）循环热效率；（15分）p(MPa)t(0C)h(kJ/kg)skJ/(kg.K)Ps(MPa)h′(kJ/kg)h″(kJ/kg)s′kJ/(kg.K)s″kJ/(kg.K)44203261.46.83990.4604.72737.61.77646.89430.42716.36.83990.007163.42572.60.55978.276712345639、一闭口系从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热量为47.5kJ，而系统对外作功为30kJ，如图所示。（1）若沿1-4-3途径变化时，系统对外作功15kJ，求过程中系统与外界传递的热量。（2）若系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1，外界对系统作功6kJ，求该过程中系统与外界传递的热量。（3）若U2=175kJ,U3=87.5kJ，求过程2-3传递的热量及状态1的热力学能。（7分）40、m=2.26kg理想气体的气体常数Rg=430J/(kg.k)，比热比κ=1.35。初温T1=477K，经可逆定容过程后终温T2=591K。求Q、ΔU、W、ΔS。（7分）41、空气可逆绝热流过一喷管，入口压力p1=0.7MPa，温度t1=800℃，出口压力pV1234p2=0.15MPa，此喷管是什么外型的喷管?入口空气流速忽略不计，比热容和比热比取定值，分别为cp=1.004kJ/(kg·K)，κ=1.4，Rg=287J/(kg.k)。求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。（7分）参考答案第一部分选择题（共15分）一、单项选择题（每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共15分）1、C2、B3、C4、C5、C6、D7、C8、A9、D10、A11、B12、D13、C14、D15、B第二部分非选择题（共85分）二、判断题(本大题共10小题，每题1分,共10分,答A表示说法正确.答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改)16、B17、A18、B19、A20、A21、B22、A23、B24、B25、A三、填空题(本大题共5小题，每空1分,共11分。)26、0.267kJ/(kg.K)31.1×10-3kg/mol27、增大减少28、饱和蒸汽的质量占整个湿蒸汽质量的比值2429、0.946kJ/(kg.K)0.686kJ/(kg.K)30、2()()mmapVbRTV对气体分子间的引力对气体分子体积四、名词解释(本大题共4小题，每题4分,共16分。)31、干度为1的湿蒸汽为干饱和蒸汽；（1分）蒸汽和水的混合物称为湿饱和蒸汽；（1分）温度高于蒸汽压力下所对应的饱和温度的蒸汽，称为过热蒸汽。（2分）32、物体温度升高1K（或1oC）所需热量称为热容，以C表示。（2分）单位有J/(kg.K)、J/(mol.K)和J/(m3.K)。（2分）33、在保持湿空气中水蒸气分压力pv不变的条件下，降低湿空气温度而使其达到饱和状态时所对应的温度，称为露点。（4分）34、一个热力系统如果和外界只有能量交换而无物质交换，则该系统称为闭口系统。闭口系统内的质量保持恒定不变，闭口系统又叫做控制质量。（4分）五、简答题(本大题共3小题，每题4分,共12分。)35、定压n=0，定容n=∞，定温n=1，定熵n=κ（4分）36、（1）提高初温，可提高热力循环效率和增大膨胀终点的干度，但受金属材料耐热性能的限制。（2分）（2）在相同的初温和背压下，提高初压也可使热效率增大。会使乏汽干度降低，设备强度的问题。（1分）（3）降低背压可以显著提高循环热效率。受环境温度的限制。（1分）37、它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平衡状态的状态组成的过程。（2分）它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损耗。（1分）一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。（1分）六、计算题（本大题共4小题，共36分。)38、（1）图略。（可参照教材p329图10-14）（2分）（2）抽汽系数544604.7163.40.1732716.3163.4Ahhhh（2分）（3）1163261.4604.72656.7/qhhkJkg（2分）''22122''22220.814ssssxssss（2分）''22222()2124.0/hhxhhkJkg（2分）223(1)()(10.173)(2124.0163.4)1621.4/qhhkJkg（2分）122656.71621.41035.3/netqqkJkg（2分）（4）11035.339.0%2656.7nettq（2分）39、对途径1-2-3，由闭口系能量方程得12331123123(47.5)3077.5UUUQWkJ（1分）（1）对途径1-4-3，由闭口系能量方程得14314314312314377.51562.5QUWUWkJ（系统对外放热）（2分）（2）对途径3-1，可得到31313177.5(6)71.5QUWkJ（1分）（3）对途径2-3，有32320WpdV（1分）则23232387.517587.5QUWkJ（1分）1312387.5(77.5)185UUUkJ（1分）40、14301229/(.)11.351VgcRJkgK（1分）0W（1分）21()2.261.229(591477)317VUmcTTkJ（2分）317QUkJ（1分）215912.261.2290.595/477VTSmcLnLnkJKT（2分）41、210.150.2140.5280.7pp为缩放型喷管。（1分）11.4121.42110.15()1073()6910.7kkpTTKp（2分）2122()21004(1073691)876/fpccTTms（2分）228761.661.4287691facMc（2分）123456中北大学工程热力学试题（A）卷（