工程热力学试卷1VIP专享VIP免费

工程热力学试卷[1]一、问答题（每题5分，共25分）1.在p-v图及T-图上画出空气的n=1.2的膨胀过程1-2和n=1.6的压缩过程1-3，并确定过程1-2和1-3中功和热量的正负号及初终态热力学能的大小2.若分别以某种服从p(v-b)=RgT的气体（其中b为物性常数）和理想气体为工质在两个恒温热源和之间进行卡诺循环，试比较哪个循环的热效率大一些，为什么。3.下面的说法是否正确，为什么？“若从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的ΔS'必大于可逆途径ΔS”4.空气在气缸内经历不可逆过程,内能减少12kJ,对外作功10kJ,试分析空气的熵变有哪几种可能性？为什么？5.提高活塞式内燃机循环热效率的热力学措施有哪些？其热力学依据是什么？二、计算题（共75分）1.人体热量的消耗率通常为356kJ/h,在作激烈运动时则达628kJ/h。在热天皮肤经由汗的蒸发来散热,若汗的蒸发在定压且与皮肤相同温度(27℃)下进行,问运动时多余热量需每小时蒸发多少汗才能排出？（10分）已知：t=26℃：h'=108.95kJ/kg、h\；t=28℃：h'=117.31kJ/kg、h\2.容积V=0.5m3的空气初压=0.3MPa,初温=150℃,经膨胀过程到终态=0.08MPa,=20℃,求过程中热力学能,焓及熵的变化量。空气作为理想气体,其比热容可取定值,气体常数=287J/(kg·K)；=1005J/(kg·K)。（10分）3.刚性容器内有2kg,35℃,2MPa的氮气,向容器内注入适量的氧气,使容器内压力达3MPa,若过程中温度维持不变,求加入氧气的质量。氧气比热容取定值,气体常数=260J/(kg·K)、=917J/(kg·K)；氮气比热容取定值,气体常数=297J/(kg·K)；=1038J/(kg·K)。(10分)4.利用热水取暖，进入取暖器的热水温度为90℃，流出时温度为50℃，若室内温度维持25℃，为维持室内温度恒定需供热36000kJ/h,求（1）热水流量(kg/)；（2）以水为系统，求过程的熵流、熵产及作功能力损失；（3）若采用电加热器，加热器的功率多少？作功能力损失多少？已知，水的焓值近似为；环境大气温度为0℃。假定空气作理想气体，比热容取定值，气体常数=287J/(kg·K)、=1005J/(kg·K)。（15分）5.活塞压缩机每分钟转速360转，从环境吸进21℃的空气14将之压缩到0.52MPa输出。设压缩过程为可逆多变过程，多变指数为1.3,压缩机容积效率ηV=0.95。求:(1)所需输入压缩机的功率；(2)余隙容积比及活塞排量。空气作理想气体,比热容取定值；空气气体常数=287J/(kg·K)、=1005J/(kg·K)、环境大气压pb=0.1013MPa。（15分）6.输送管送来的空气，进入出口面积=10cm2的喷管。进口处空气压力=1.5MPa，温度=80℃，进口流速可忽略；喷管出口截面外背压pb=0.6MPa，设空气比热容取定值，=1.004J/(kg·K)，=1.4。（1）设计喷管（形状、截面积）；（2）计算喷管出口截面上空气的速度及流量。（15分）1.容积为0.2m3钢瓶内盛有氧气，初始状态时pe1=9.9MPa，=17℃。由于气焊用去部分氧气，压力降至9.0MPa。假定氧气与外界无热量交换，试计算用去多少氧气？瓶内剩余氧气的温度为多少度？若瓶内氧气从周围环境吸热，其温度又恢复17℃，问此时瓶内的压力为多少？pb=0.1MPa；氧气比热容取定值，=260J/（kg·K）、⑴计算循环最高压力及最高温度；⑵求循环热效率和净功量；⑶分析提高循环热效率的热力学措施。⑷若上述条件不变，但吸热和放热过程均不可逆，过程熵产分别为0.15kJ/(kg·K)和0.1kJ/(kg·K)，求工质循环的熵变。(20分)6.某蒸汽循环按基本朗肯循环运行,自过热器来的新蒸汽p1=17MPa,t1=550℃,进入汽轮机可逆膨胀作功,然后排入维持在5kPa的冷凝器。若忽略水泵功,求:(1)1kg工质在锅炉及过热器中的吸热量；(2)蒸汽在汽轮机内作的功；(3)循环效率。（15分）已知：p=17MPa，t=550℃:h=3426.8kJ/kg；v=0.0199213m/kg；=6.4416kJ/(kg·K)p=5kPa：t=32.9℃；h'=137.72kJ/kg；h\；'=0.4761kJ/(kg·K)；3=917J/（kg·K）。(10分)2.湿空气干球温度40℃，含湿量d=40g/kg干空气，若环境压力为pb=0.1MPa，求：(1)水蒸气的分压力；(2)相对湿度；(3)露点温度；(4)湿空气的焓h。(10分)已知压力为0.1MPa时饱和湿空气表如下：干球温度t℃353637383940455055\K)饱和分压力pkPa5.6225.9406.2746.6246.9917.3759.58212.33515.741饱和含湿量dg/kg干空气...