热力学习题答案

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Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

第9章 热力学基础

一. 基本要求

1. 理解平衡态、准静态过程的概念。

2. 掌握内能、功和热量的概念。

3. 掌握热力学第一定律,能熟练地分析、计算理想气体在各等值过程中及绝热过程中的功、热量和内能的改变量。

4. 掌握循环及卡诺循环的概念,能熟练地计算循环及卡诺循环的效率。

5. 了解可逆过程与不可逆过程的概念。

6. 解热力学第二定律的两种表述,了解两种表述的等价性。

7. 理解熵的概念,了解热力学第二定律的统计意义及无序性。

二. 内容提要

1. 内能 功 热量

内能 从热力学观点来看,内能是系统的态函数,它由系统的态参量单值决定。对于理想气体,其内能E 仅为温度T 的函数,即 当温度变化ΔT 时,内能的变化

功 热学中的功与力学中的功在概念上没有差别,但热学中的作功过程必有系统边界的移动。在热学中,功是过程量,在过程初、末状态相同的情况下,过程不同,系统作的功A 也不相同。

系统膨胀作功的一般算式为

在p —V 图上,系统对外作的功与过程曲线下方的面积等值。

热量 热量是系统在热传递过程中传递能量的量度。热量也是过程量,其大小不仅与过程、的初、末状态有关,而且也与系统所经历的过程有关。

2. 热力学第一定律 系统从外界吸收的热量,一部分用于增加内能,一部分用于对外作功,即

热力学第一定律的微分式为

3. 热力学第一定律的应用——几种过程的A 、Q 、ΔE 的计算公式

(1)等体过程 体积不变的过程,其特征是体积V =常量;其过程方程为

在等体过程中,系统不对外作功,即0=V A 。等体过程中系统吸收的热量与系统内 能的增量相等,即

(2) 等压过程 压强不变的过程,其特点是压强p =常量;过程方程为 在等压过程中,系统对外做的功

系统吸收的热量 )(12T T C M M

Q P mol

P

-= 式中R C C V P +=为等压摩尔热容。

(3)等温过程 温度不变的过程,其特点是温度T =常量;其过程方程为

pV =常量

在等温过程中,系统内能无变化,即

(4)绝热过程不与外界交换热量的过程,其特点是dQ=0,其过程方程

pVγ=常量

在绝热过程中,系统对外做的功等于系统内能的减少,即

7. 循环过程系统从某一状态出发,经过一系列状态变化后又回到了初始状态的整个变化过程。其特点是内能变化为零,即

在循环过程中,系统吸收的净热量(吸收热量

Q与放出热量2Q之差。注意这里及以

1

后的

Q均指绝对值)与系统对外做的净功(系统对外作的功1A与外界对系统作的功2A之2

差)相等,即

若循环沿过程曲线的顺时针方向进行(称为热循环),则其效率

8. 卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环,其效率

习题

9-1有两个相同的容器,容积固定不变,一个盛有氦气,另一个盛有氢气(看成刚性分子的理想气体),它们的温度和压强都相等,现将5J的热量都传给氢气,使氢气温度升高,如果使氦气也升高同样的温度,则应向氦气传递的热量是:(A)6J (B)5J (C) 3J (D) 2J [ ] 9-2一定量的某种理想气体起使温度为T,体积为V,该气体在下面循环过程中经过下列三个平衡过程:(1)绝热膨胀到体积为2V,(2)等容变化使温度恢复为T,(3)等温压缩到原来体积V,则此整个循环过程中

(A)气体向外界放热。(B)气体对外作正功。

(C)气体内能增加。(D)气体内能减少。 [ ] 9-3 一定量的理想气体经历acb过程时吸热200J,则经历acbda过程时吸热为(A)-1200J (B)

(C)-700J (D)

[ ]

9-4一定质量的理想气体完成一

个循环过程,此过程在V—T

吸热、放热的情况是

(A)在1→2、3→1过程吸热,在2→3过程放热。

(B)在2→3过程吸热,在1→2,3→1过程放热。

(C)在1→2过程吸热,在2→3,3→1过程放热。

(D)在2→3,3→1过程吸热,在1→2过程放热。 [ ]

a ′c

b 到达相同的终状态b ,如P —T 图所示,则两过程中气体从外界吸收的热量Q 1、

Q 2的关系为

(A)

Q 1<0,Q 1>Q 2 (B )Q 1 >0,Q 1>Q 2

(C )Q 1<0,Q 1<Q 2 (D )Q 1>0,Q 1<Q 2 [ ] 9-8设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n 倍,则理想气体在一次卡诺循环中,传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的

(A )n 倍 (B )n -1倍 (C )n

1倍 (D )n

n 1 倍 [ ]

9-10如图所示的两个卡诺循环,第一个沿A 、B 、C 、D 、A 进行,第二个沿A 、B 、C /、D 、A 进行,这两个循环的效率1和2的关系及这两个循环所作的净功A 1和A 2的关系是

(A )1=2,A 1=A 2 (B )1>2,A 1=A 2 (C )1=2,A 1>A 2

(D )1=2,A 1<A 2 [ ]

9-14 一定量的理想气体,分别经历如图(1)所示的abc 过程,(图中虚线ac 为等温线),和图(2)所示的def 过程(图中虚线df 为绝热线)。判断这两种过程是吸热还是放热

(A )abc 过程吸热,def 过程放热(B )abc 过程放热,def 过程吸热 (C )abc 过程和def 过程都吸热 (D )abc 过程和def 过程都放热 [ ]

9-15一定量的理想气体,从P —V b ,已知a 、b 两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线),问两过程中气体吸热还是放热

(A )(1)过程吸热、(2)过程放热。 (B )(1)过程放热、(2)过程吸热。 (C )两种过程都吸热 。

(D )两种过程都放热。 [ ] 9-16对于室温下的双原子分子理想气体,在等压膨胀的情况下,系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比A/Q 等于

(A)1/3 (B)1/4 (C)2/5 (D)2/7 []9-18理想气体在卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为

S

1和S

2

,则二者的大小关系是:

(A)S

1

S

2

(B)S

1

= S

2

(C)S

1

S

2

(D)不能确定[]

9-22一气缸内贮有10mol的单原子分子理想气体,在压缩过程中外界作功209J,气

体升温1K,此过程中气体内能增量为,外界传给气体的热量

为。

9-24一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J,若此种气体为单原子分子气体,则该过程中需吸热 J;若为双原子分子气体,则需吸热

J。

9-29刚性双原子分子理想气体在等压下膨胀所作的功为A,则传给气体的热量

为。

9-32 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体在状态A的温度T

A

=300K,求

(1)气体在状态B、C的温度;

(2)各过程中气体对外所作的功;

(3)经过整个循环过程,气体从外界

吸收的总热量(各过程吸热的代数和)。

9-33如图所示,abcda为1mol单原子

分子理想气体的循环过程,求:

(1)气体循环一次,在吸热过程

中从外界共吸收的热量;

(2)气体循环一次对外作的净

功;

(3)证明T

a T

c

=T

b

T

d

9-34一定量的单原子分子理想气体,从A态出发经等压过程膨胀到B

态,又经绝热过程膨胀到C态,如图所示。试求:这全过程中气体对外所作的功,内能的增量以及吸收的热量。

9-36一定量的理想气体,从P—V图上同一初态A开始,分别经历三种不同的过程过渡到不同的末态,但末态的温度相同。如图所示,其中A C是绝热过程,问

(1)在A →B 过程中气体是吸热还是放热为什么 (2)在A →D 过程中气体是吸热还是放热为什么

9-37 一定量的某种理想气体,开始时处于压强、体积、温度分别为

Pa P 60102.1?=,

3301031.8m V -?=,T 0=300K ,的状态,后经过一等容过程,温度升高到T 1=450K ,再经

过一等温过程,压强降到P=P 0的末态。已知该理想气体的等压摩尔热容与等容摩尔热容之比3

5=

V

p

C C 。求:(1)该理想气体的等压摩尔热容C P 和等容摩尔热容C V 。

(2)气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。

9-39一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的气缸里,此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)。已知气体的初压强P 1=1atm ,体积V 1=1L ,现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍,然后在等容下加热,到压强为原来的两倍,最后作绝热膨胀,直到温度下降到初温为止,试求:

(1)在p —V 图上将整个过程表示出来。 (2)在整个过程中气体内能的改变。 (3)在整个过程中气体所吸收的热量。

(4)在整个过程中气体所做的功。

9-40一定量的理想气体,由状态a 经b 到达c 。(如图,abc 为一直线)求此过程中

(1)气体对外作的功。 (2)气体内能的增量。 (3)气体吸收的热量。

9-47 在-热力学中做功和“传递热量”

有本质的区别,“作功” 是通过

来完成的;“传递热量” 是通过 来完成的。

9-48

如图所示,理想气体从状态A 出发经ABCDA 循环过程,回到初态A 点,则循环过程中气体净吸的热量为 。

答 案

9-1 (C ) 9-2 (A ) 9-3 (B )(C ) 9-5 (B ) 9-8(C )

9-10 (D ) 9-14 (A ) 9-15(B ) 9-16 (D ) 9-18 (B )

9-22 ; 9-24 500; 700 9-29 2

A 7

9-32 T C =100K ;T B =300K ;AB :400J ;BC :-200J ;CA :0 ;200J 9-33 800J ;100J 9-34 5109.14?=A J ;ΔE=0;5109.14?=Q J 9-36 AB 过程中气体放热,AD 过程中气体吸热 9-37 R 2

5;R 2

3;41035.1?J

9-39 (图略)E=0;2106.5?=Q J ;2106.5?==Q A J 9-40 A= ;E=0 ;Q=

9-47 宏观位移;分子间相互作用。 9-48 16208J

热学(第8、9章)自测题

一、 选择题: 6.(本题3分)

用公式T C E V ?=?ν(式中V C 为定容摩尔热容,视为常量,ν为气体摩尔数)计算理性气体内能增量时,此式

(A )只适用于准静态的等容过程。 (B) 只适用于一切等容过程。 (C) 只适用于准静态过程。 (D) 适用于一切始末态为平衡态的过程。 [ ]

7.(本题3分)

如图, bca 为理性气体绝热过程,b1a 和b2a 是任意过程,则上述两过程种气体做功与吸收热量的情况是:

(A ) b1a 过程放热,做负功;b2a 过程放热,做负功。

(B) b1a 过程吸热,做负功;b2a 过程放热,做负功。

(C) b1a 过程吸热,做正功;b2a 过程吸热,做负功。

(D) b1a 过程放热,做正功;b2a 过程吸热,做正功。 [ ] 8. (本题3分)

一定量的理性气体经历acb 过程吸热500J ,则经历acbda 过程时,吸热为 (A )-1200J (B) -700J (C) -400J (D) 700J

c 2 1

9.(本题3分)

在一密封容器中,储有A 、B 、C 三种理想气体,处于平衡状态,A 种气体的分子数密度为n 1,它产生的压强为P 1,B 种气体的分子数密度为2n 1,C 种气体的分子数密度为3n 1,则混合气体的压强P 为

(A )3P 1 (B )4 P 1 (C )5P 1 (D )6 P 1 [ ] 二、填空题

11.(本题3分)

有两瓶气体, 一瓶是氢气、一瓶是氦气(均视为刚性分子理想气体),若它们的压强、体积、温度均相同,则氢气的内能是氦气的 倍.

12.(本题3分)

一定量的理想气体处于热动平衡状态时,此热力学系统的不随时间变化的三个宏观量是 ,而随时间不断变化的微观量是 。

14.(本题4分)

现有两条气体分子速率分布曲线(1)(2),如图所示。

若两条曲线分别表示同一种气体处于不同的温度下的速率分布,则曲线 表示气体的温度较高。

若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布,则曲线 表示的

是氧气的速率分布。

16. (本题4分)

常温常压下,一定量的某种理想气体,(可视为刚性分子自由度为i)在等压过程中吸热为Q ,对外做功为A ,内能增加为△E ,则

=Q

A

,=?Q

E

。 三、计算题

17.(本题5分)

为了使刚性双原子分子理想气体,在等压膨胀过程中对外作功2J ,必须传给气体多少热量

21.(本题8分)

一定量的刚性双原子分子理想气体,开始时处于压强为Pa 100.150?=p 、体积

为330m 104-?=V 、温度为K 3000=T 的初态。后经等压过程膨胀温度上升到

K 4501=T ,再经绝热过程温度降回到K T 3002=。求气体在整个过程中对外所作的

功。

四、问答题

22.(本题5分)

设有一恒温的容器,其内储有某种理想气体,若容器发生缓慢漏气,问 ( l )气体的压强是否变化为什么

( 2 )容器内气体分子的平均平动动能是否变化为什么

( 3 )气体的内能是否变化为什么

23. (本题5分)

摩尔数相同的氦气和氮气(视为理想气体),从相同的初状态(即p 、V 、T 相同)开始作等压膨胀到同一末状态.下列有关说法有无错误如有错误请改正.

1.对外所作的功相同; 2.从外界吸收的热量相同; 3.气体分子平均速率的增量相同.

工程热力学期末考试试题

一、1.若已知工质的绝对压力P=,环境压力Pa=,则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低,则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W s>s′>s″>s′s>s″ 16.可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为(B) ====pdv 17、饱和湿空气的相对湿度(B)A.>1B.=1C.<<<1 18.湿空气的焓h为(D)湿空气的焓湿空气的焓干空气与1kg水蒸汽焓之和干空气的焓与1kg干空气中所含水蒸汽的焓之和 二、多项选择题 1.单位物量的理想气体的热容与_____有关。(ACDE)A.温度B.压力C.气体种类D.物量单位E.过程性质 2.卡诺循环是__AD___的循环。 A.理想化 B.两个定压、两个绝热过程组成 C.效率最高 D.可逆 3.水蒸汽h-s图上的定压线(AD)A.在湿蒸汽区为直线B.在过热蒸汽区为直线C.在湿蒸汽区为曲线 D.在过热蒸汽区为曲线 E.在湿蒸汽区和过热蒸汽区是斜率不同的直线 4.理想气体经绝热节流后,前后稳定截面上的__BD___相等。 5.A.压力B.温度C.比体积D.焓E.熵

(完整版)工程热力学习题集附答案

工程热力学习题集 一、填空题 1.能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。 2.孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 3.单位质量的广延量参数具有 参数的性质,称为比参数。 4.测得容器的真空度48V p KPa =,大气压力MPa p b 102.0=,则容器内的绝对压力为 。 5.只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。 6.饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域,位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态:未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。 7.在湿空气温度一定条件下,露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ,湿空气越潮湿。(填高、低和多、少) 8.克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9.熵流是由 引起的。 10.多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11.能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。 12.绝热系是与外界无 交换的热力系。 13.状态公理指出,对于简单可压缩系,只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14.测得容器的表压力75g p KPa =,大气压力MPa p b 098.0=,则容器内的绝对压力为 。 15.如果系统完成某一热力过程后,再沿原来路径逆向进行时,能使 都返回原来状态而不留下任何变化,则这一过程称为可逆过程。 16.卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。 17.相对湿度越 ,湿空气越干燥,吸收水分的能力越 。(填大、小) 18.克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19.熵产是由 引起的。 20.双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有:( )、( )、( )。 22、理想气体的热力学能是温度的( )函数。 23、热力平衡的充要条件是:( )。 24、不可逆绝热过程中,由于不可逆因素导致的熵增量,叫做( )。 25、卡诺循环由( )热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的( )、( )、( )。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时,该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。

第四章化学热力学习题

第四章化学热力学初步习题 一.选择题 下列各组符号所代表的性质均属状态函数的是( ) A. B. C. D. 下列性质中不属于广度性质的是( ) A. 内能 B. 焓 C. 温度 D. 熵 下列各项与变化途径有关的是( ) A. 内能; B. 焓; C. 自由能; D. 功. 环境对系统作10kJ的功,且系统又从环境获得5kJ的热量,问系统内能变化是多少( ) A. -15kJ B. -5kJ C. +5kJ D. +15kJ 按通常规定,标准生成焓为零的物质为( ) A. Cl2(l) B. Br2(g) C. N2(g) (g) 下列反应中哪个是表示△H=△H(AgBr,s)的反应( ) A. Ag(aq) + Br(aq) =AgBr(s) B. 2Ag(s) + Br2(g) =2AgBr(s) C. Ag(s) + Br2(l) =1/2 AgBr(s) D. Ag(s) + 1/2 Br2(g) =AgBr(s) 已知反应 2H2(g) + 1O2(g) =2H2O(l) △H=mol则下列结论正确的是( ) A. H(反应物)>H(生成物) B. H(反应物)0 的反应总是自发进行的. 室温下,稳定状态的单质的标准熵为( )

化工热力学习题集(附标准答案)

化工热力学习题集(附标准答案)

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模拟题一 一.单项选择题(每题1分,共20分) 本大题解答(用A 或B 或C 或D )请填入下表: 1. T 温度下的纯物质,当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时,则气体的状态为(C ) A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P ( A ) A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P ( B ) A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B ( A ) A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程,必须至少用到( ) A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是( A ) A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根,则最大的根表示( B ) A. 饱和液摩尔体积 B. 饱和汽摩尔体积 C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式( A ) A. 0.7lg()1 s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1 s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ,y 的连续函数,,根据欧拉连锁式,有( B ) A. 1x y z Z Z x x y y ???? ?????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ????????? =- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ????????? = ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ????????? =- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ,理想性质M *,下列公式正确的是( C ) A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( B ) (A )纯物质无偏摩尔量 。 (B )任何偏摩尔性质都是T ,P 的函数。 (C )偏摩尔性质是强度性质。(D )强度性质无偏摩尔量 。 12. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D ) (A )逸度可称为“校正压力” 。 (B )逸度可称为“有效压力” 。 (C )逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 (D )逸度可代替压力,使真实气体 的状态方程变为fv=nRT 。 (E )逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案

工程热力学期末试题及答案

工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 (闭卷,150分钟) 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分,共40分) 1. 什么是热力过程?可逆过程的主要特征是什么? 答:热力系统从一个平衡态到另一个平衡态,称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小,即准静过程,且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量,设环境温度为30°C ,试问这部分热量的火用(yong )值(最大可用能)为多少? 答: =??? ? ?++-?=15.27350015.273301500,q x E 3. 两个不同温度(T 1,T 2)的恒温热源间工作的可逆热机,从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2,证明:由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明:四个子系统构成的孤立系统熵增为 (1分) 对热机循环子系统: 1分 1分 根据卡诺定理及推论: 1 则: 。1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,A 中存有高压空气,B 中保持真空, 如右图所示。若将隔板抽去,试分析容器中空气的状态参数(T 、P 、u 、s 、v ) 如何变化,并简述为什么。 答:u 、T 不变,P 减小,v 增大,s 增大。 5. 试由开口系能量方程一般表达式出发,证明绝热节流过程中,节流前后工质的焓值不变。(绝热节流过程可看作稳态稳流过程,宏观动能和重力位能的变化可忽略不计) 答:开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程,因此有如下简化条件 , 则上式可以简化为: 根据质量守恒,有 代入能量方程,有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力?试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答:在混合气体的温度之下,当i 组元单独占有整个混合气体的容积(中容积)时对容器壁面所形成的压力,称为该组元的分压力;若表为P i ,则该组元的状态方程可写成:P i V = m i R i T 。 B 隔板 A 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W R 0S ?=22t t,C 1111Q T Q T ηη==-=-iso 0S ?=iso 0 S ?=

热力学基础计算题-答案

《热力学基础》计算题答案全 1. 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体,经等温过程体积膨胀 至原来的3倍. (普适气体常量R = 1 --??K mol J 1,ln 3= (1) 计算这个过程中气体对外所作的功. (2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍,那么气体对外作的功又是多少 解:(1) 等温过程气体对外作功为 ??=== 0000333ln d d V V V V RT V V RT V p W 2分 =×298× J = ×103 J 2分 (2) 绝热过程气体对外作功为 V V V p V p W V V V V d d 000 03003??-== γγ RT V p 1 311131001--=--=--γγγ γ 2分 =×103 J 2分 2.一定量的单原子分子理想气体,从初态A 出发,沿图示直线过程变到另一状态B ,又经过等容、 等压两过程回到状态A . (1) 求A →B ,B →C ,C →A 各过程中系统对外所作的功W ,内能的增量E 以及所吸收的热量Q . (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和). 解:(1) A →B : ))((211A B A B V V p p W -+==200 J . ΔE 1=C V (T B -T A )=3(p B V B -p A V A ) /2=750 J Q =W 1+ΔE 1=950 J . 3分 B → C : W 2 =0 ΔE 2 =C V (T C -T B )=3( p C V C -p B V B ) /2 =-600 J . Q 2 =W 2+ΔE 2=-600 J . 2分 C →A : W 3 = p A (V A -V C )=-100 J . 150)(2 3)(3-=-=-=?C C A A C A V V p V p T T C E ν J . Q 3 =W 3+ΔE 3=-250 J 3分 (2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J . Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分 1 2 3 1 2 O V (10-3 m 3) 5 A B C

化工热力学(第三版)陈钟秀课后习题答案

第二章 2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力:(1)理想气体方程;(2)R-K 方程;(3)普遍化关系式。 解:甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol 查附录二得甲烷的临界参数:T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程 P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa (2) R-K 方程 22.5 22.5 6 0.52 6 8.314190.60.427480.42748 3.2224.610 c c R T a Pa m K mol P - ?== =???? 531 68.314190.60.08664 0.08664 2.985104.610 c c RT b m mol P --?===??? ∴() 0.5RT a P V b T V V b = --+ ()()50.555 8.314323.15 3.222 12.46 2.98510323.1512.461012.46 2.98510---?= - -???+? =19.04MPa (3) 普遍化关系式 323.15190.6 1.695r c T T T === 124.699 1.259r c V V V ===<2 ∴利用普压法计算,01Z Z Z ω=+ ∵ c r ZRT P P P V = = ∴ c r PV Z P RT = 65 4.61012.46100.21338.314323.15 c r r r PV Z P P P RT -???===? 迭代:令Z 0=1→P r0=4.687 又Tr=1.695,查附录三得:Z 0=0.8938 Z 1=0.4623 01Z Z Z ω=+=0.8938+0.008×0.4623=0.8975 此时,P=P c P r =4.6×4.687=21.56MPa 同理,取Z 1=0.8975 依上述过程计算,直至计算出的相邻的两个Z 值相差很小,迭代结束,得Z 和P 的值。 ∴ P=19.22MPa 2-2.分别使用理想气体方程和Pitzer 普遍化关系式计算510K 、2.5MPa 正丁烷的摩尔体积。已知实验值为1480.7cm 3/mol 。 解:查附录二得正丁烷的临界参数:T c =425.2K P c =3.800MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.193

同济大学《工程热力学》期末模拟试卷

同济大学《工程热力学》期末模拟试卷 第一部分 选择题(共15分) 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10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 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T 1= 300K ,及冷源T 2= 250K 之间工作,其制冷量为1000 KJ ,消耗功为250 KJ ,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. U B. U pV + C. 2/2f U mc mgz ++ D. 2 /2f U pV mc mgz +++ 4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ?=-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>0 B.Q=0,△U>0,W>0 C.Q>0,△U>0,W=0 D.Q=0,△U=0,W=0 8、未饱和空气具有下列关系【】 A.t>t w>t d B.t>t d>t w. C.t = t d = t w D.t = t w>t d 9、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【】

工程热力学习题集及答案(1)

工程热力学习题集及答案 一、填空题 1.能源按使用程度和技术可分为 常规 能源和 新 能源。 2.孤立系是与外界无任何 能量 和 物质 交换的热力系。 3.单位质量的广延量参数具有 强度量 参数的性质,称为比参数。 4.测得容器的真空度48V p KPa =,大气压力MPa p b 102.0=,则容器内的绝对压力为 54kpa 。 5.只有 准平衡 过程且过程中无任何 耗散 效应的过程是可逆过程。 6.饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域,位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态:未饱和水 饱和水 湿蒸气、 干饱和蒸汽 和 过热蒸汽 。 7.在湿空气温度一定条件下,露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 高 、水蒸气含量越 多 ,湿空气越潮湿。(填高、低和多、少) 8.克劳修斯积分/Q T δ? 等于零 为可逆循环。 9.熵流是由 与外界热交换 引起的。 10.多原子理想气体的定值比热容V c = g 72R 。 11.能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。 12.绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 13.状态公理指出,对于简单可压缩系,只要给定 两 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14.测得容器的表压力75g p KPa =,大气压力MPa p b 098.0=,则容器内的绝对压力为 173a KP 。 15.如果系统完成某一热力过程后,再沿原来路径逆向进行时,能使系统和外 界都返回原来状态而不留下任何变化,则这一过程称为可逆过程。 16.卡诺循环是由两个 定温 和两个 绝热可逆 过程所构成。 17.相对湿度越 小 ,湿空气越干燥,吸收水分的能力越 大 。(填大、小) 18.克劳修斯积分/Q T δ? 小于零 为不可逆循环。 19.熵产是由 不可逆因素 引起的。 20.双原子理想气体的定值比热容p c = 72g R 。 21.基本热力学状态参数有:( 压力)、(温度 )、(体积)。 22.理想气体的热力学能是温度的(单值 )函数。 23.热力平衡的充要条件是:(系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零 )。 24.不可逆绝热过程中,由于不可逆因素导致的熵增量,叫做(熵产)。 25.卡诺循环由(两个可逆定温和两个可逆绝热 )热力学过程组成。 26.熵增原理指出了热力过程进行的(方向 )、(限度)、(条件)。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时,该热力系为_孤立系_。 32.在国际单位制中温度的单位是_开尔文_。

化工热力学 例题 与解答(12)

第4章 非均相封闭体系热力学 一、是否题 1. 偏摩尔体积的定义可表示为{}{}i i x P T i n P T i i x V n nV V ≠≠? ??? ????=???? ???=,,,,?。 2. 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。 3. 理想气体混合物就是一种理想溶液。 4. 对于理想溶液,所有的混合过程性质变化均为零。 5. 对于理想溶液所有的超额性质均为零。 6. 理想溶液中所有组分的活度系数为零。 7. 体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额性质是相同的。 8. 对于理想溶液的某一容量性质M ,则__ i i M M =。 9. 理想气体有f=P ,而理想溶液有i i ?? =?。 10. 温度和压力相同的两种理想气体混合后,则温度和压力不变,总体积为原来两气体体积 之和,总热力学能为原两气体热力学能之和,总熵为原来两气体熵之和。 11. 温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液,则混合过程的温度、压力、焓、热力学 能、吉氏函数的值不变。 12. 因为G E (或活度系数)模型是温度和组成的函数,故理论上i γ与压力无关。 13. 在常温、常压下,将10cm 3的液体水与20 cm 3的液体甲醇混合后,其总体积为 30 cm 3。 14. 纯流体的汽液平衡准则为f v =f l 。

15. 混合物体系达到汽液平衡时,总是有l i v i l v l i v i f f f f f f ===,,??。 16. 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 ∑= i i t M n M 。 17. 对于二元混合物体系,当在某浓度范围内组分2符合Henry 规则,则在相同的浓度范围内 组分1符合Lewis-Randall 规则。 18. 二元混合物,当01→x 时,1*1→γ,∞→11γγ,12→γ,∞=2*2/1γγ。 19. 理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。 20. 符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。 21. 等温、等压下的N 元混合物的Gibbs-Duhem 方程的形式之一是 0ln 0 =??? ? ??∑ =i i N i i dx d x γ。(错。0ln 0 =??? ? ??∑ =j i N i i dx d x γ,N j ~1∈) 等温、等压下的二元混合物的Gibbs-Duhem 方程也可表示成0ln ln * 2 211=+γγd x d x 。 22. 二元溶液的Gibbs-Duhem 方程可以表示成 () () ?? ???????=-==? ? ? ======)1() 0()1()0(210 121111111ln x P x P E x T x T E x x T dP RT V P dT RT H dx 常数常数γγ 23. 下列方程式是成立的:(a )111 1ln ?ln f f RT G G -=-;(b) 1111ln ln γ+=-x RT G G l l ;(c)v l v l f f RT G G 1111?ln ?ln -=-;(d)???? ??=→1111?lim 1x f f x ;(e)??? ? ??=→110,1?lim 1x f H x Solvent 。 24. 因为E H H =?,所以E G G =?。 25. 二元溶液的Henry 常数只与T 、P 有关,而与组成无关,而多元溶液的Henry 常数则与T 、 P 、组成都有关。

工程热力学期末试卷及答案

一.就是非题 1.两种湿空气的相对湿度相等,则吸收水蒸汽的能力也相等。() 2.闭口系统进行一放热过程,其熵一定减少() 3.容器中气体的压力不变,则压力表的读数也绝对不会改变。() 4.理想气体在绝热容器中作自由膨胀,则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??=() 5.对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析,其结果与所取系统的形式无关。() 6.工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程,则工质熵的变化就是一样的。() 7.对于过热水蒸气,干度1>x () 8.对于渐缩喷管,若气流的初参数一定,那么随着背压的降低,流量将增大,但最多增大到临界流量。() 9.膨胀功、流动功与技术功都就是与过程的路径有关的过程量() 10.已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。() 二.选择题(10分) 1.如果热机从热源吸热100kJ,对外作功100kJ,则()。 (A)违反热力学第一定律;(B)违反热力学第二定律; (C)不违反第一、第二定律;(D)A 与B 。 2.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小段,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 3.系统在可逆过程中与外界传递的热量,其数值大小取决于()。 (A)系统的初、终态;(B)系统所经历的过程; (C)(A)与(B);(D)系统的熵变。 4.不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后,其结果只能就是()。 (A)全部水变成水蒸汽(B)部分水变成水蒸汽 (C)部分或全部水变成水蒸汽(D)不能确定 5.()过程就是可逆过程。 (A)、可以从终态回复到初态的(B)、没有摩擦的 (C)、没有摩擦的准静态过程(D)、没有温差的 三.填空题(10分) 1.理想气体多变过程中,工质放热压缩升温的多变指数的范围_________ 2.蒸汽的干度定义为_________。 3.水蒸汽的汽化潜热在低温时较__________,在高温时较__________,在临界温度为__________。 4.理想气体的多变比热公式为_________ 5.采用Z 级冷却的压气机,其最佳压力比公式为_________ 四、名词解释(每题2分,共8分) 1.卡诺定理: 2..理想气体 3.水蒸气的汽化潜热 5.含湿量 五简答题(8分) 1、证明绝热过程方程式 2、已知房间内湿空气的d t 、wet t 温度,试用H —d 图定性的确定湿空气状态。 六.计算题(共54分) 1.质量为2kg 的某理想气体,在可逆多变过程中,压力从0、5MPa 降至0、1MPa,温度从162℃降至27℃,作出膨胀功267kJ,从外界吸收热量66、8kJ 。试求该理想气体的定 值比热容p c 与V c [kJ/(kg ·K)],并将此多变过程表示在v p -图与s T -图上(图上 先画出4个基本热力过程线)。(14分) 2.某蒸汽动力循环。汽轮机进口蒸汽参数为p1=13、5bar,t1=370℃,汽轮机出口蒸汽参数为p2=0、08bar 的干饱与蒸汽,设环境温度t0=20℃,试求:汽轮机的实际功量、理想功量、相对内效率(15分) 3.压气机产生压力为6bar,流量为20kg/s 的压缩空气,已知压气机进口状态1p =1bar,1t =20℃,如为不可逆绝热压缩,实际消耗功就是理论轴功的1、 15倍,求压气 机出口温度2t 及实际消耗功率P 。(已知:空气p c =1、004kJ/(kgK),气体常数R=0、287kJ/(kgK))。(15分) 4.一卡诺循环,已知两热源的温度t1=527℃、T2=27℃,循环吸热量Q1=2500KJ,试求:(A)循环的作功量。(B)排放给冷源的热量及冷源熵的增加。(10分) 一.就是非题(10分) 1、× 2、× 3、× 4、√ 5、√ 6、× 7、× 8、√ 9、×10、× 二.选择题(10分) 1、B 2、A3、A4、A5、C 三.填空题(10分)

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第一章2005-7-24 无机热力学试题集 一 . 选择题: 1.(本题 1分) 3411 体系对环境作 20 kJ 的功, 并失去 10 kJ 的热给环境, 则体系内能的变化 是 -------------------------------------------------------------( d ) (A) +30 kJ (B) +10 kJ (C) -10 kJ (D) -30kJ 2.(本题 1分) 3418 在标准压力和 373 K下, 水蒸气凝聚为液态水时体系中应是 -------( ) (A) DH= 0 (B) DS = 0 (C) DG = 0 (D) DU = 0 3.(本题 1分) 3426 某体系在失去 15 kJ 热给环境后, 体系的内能增加了 5 kJ, 则体系对环境 所作的功是 -----------------------------------------------------( ) (A) 20 kJ (B) 10 kJ (C) -10 kJ (D) -20 kJ 4.(本题 1分) 3458 一个体系从一个特定的开始状态到终止状态总是有 ---------------( ) (A) Q途径1 = Q途径2 (B) W途径1 = W途径2 (C) ( Q - W)途径1 = ( Q - W)途径2 (D) DU = 0, 与途径无关 5.(本题 1分) 3471 H2O(l, 100℃, 101.3 kPa)→ H2O(g, 100℃, 101.3 kPa),设H2O(g)为理 想气体, 则由始态到终态体系所吸收的热量 Q为 ---------------------( ) (A) > DH (B) < DH (C) = DH (D) =

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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 10 bar 的气体通过渐缩喷管流入 1 bar 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. 2 、某制冷机在热源T1= 300K,及冷源消耗功为 250 KJ ,此制冷机是流速减小,流量增大 T2= 250K 之间工作,其制冷量为 【】 1000 KJ, 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. U B. U pV C. U mc2f / 2 mgz D. U pV mc2f / 2 mgz 4、熵变计算式s c p In (T2 / T1) R g In ( p2 / p1) 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。

热力学习题及答案

9 选择题(共21 分,每题 3 分) 1、理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1) 或(2) 过程到达末态b.已 知TaQ2>0; (B) Q 2>Q1>0; (C) Q 20. 2、图(a),(b),(c) 各表示连接在一起的两个循环过程, 其中(c) 图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程, 图(a) 和(b) 则为半径不相等的两个圆. 那么: [ C ] (A) 图(a) 总净功为负,图(b) 总净功为正,图(c) 总净功为零; (B) 图(a) 总净功为负,图(b) 总净功为负,图(c) 总净功为正; (C) 图(a) 总净功为负,图(b) 总净功为负,图(c) 总净功为零; (D) 图(a) 总净功为正,图(b) 总净功为正,图(c) 总净功为负. abcda 增大为ab'c'da, 那 么循环abcda 4、一定量的理想气体分别由图中初态a 经①过程ab和由初态a' 经②过程初 3、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图 中的与ab'c'da 所做的净功和热机效率变化情 况是(A) 净功增大, 效率提高; [ D ] (B) 净功增大, 效率降低; (C) 净功和效率都不变; (D) 净功增大, 效率不变.

态a' cb 到达相同的终态b, 如图所示, 则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1,Q2的关系为[ B ] (A) Q 1<0,Q1>Q2 ; (B) Q 1>0, Q 1>Q2 ; (C) Q 1<0,Q10, Q 1

化工热力学复习题及答案概要

第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?,如一体积等于2V 的绝热刚性容器,被一理想的隔板一分为二,左侧状 态是T ,P 的理想气体,右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后,由于Q =W =0, 0=U ?,0=T ?,0=H ?,故体系将在T ,2V ,0.5P 状态下达到平衡,()2ln 5.0ln R P P R S =-=?,2ln RT S T H G -=-=???,2ln RT S T U A -=-=???) 2. 封闭体系的体积为一常数。(错) 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。(对) 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。(错。还与压力或摩尔体积有关。) 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程,其体积总是变化着的,但是初态和终态的体积相等, 初态和终态的温度分别为T 1和T 2,则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?;同样,对于初、终态压力相 等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。(对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。) 6. 自变量与独立变量是一致的,从属变量与函数是一致的。(错。有时可能不一致) 三、填空题 1. 状态函数的特点是:状态函数的变化与途径无关,仅决定于初、终态 。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。 第2章P-V-T关系和状态方程 一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体,必须经过冷凝的相变化过程。(错。可以通过超临界流体区。) 2. 当压力大于临界压力时,纯物质就以液态存在。(错。若温度也大于临界温度时,则是超临 界流体。) 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大,饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。(对。则纯物质的P -V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。) 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。(错。纯物质的三相平衡时,体系自 由度是零,体系的状态已经确定。)

化工热力学试卷题库与答案

一.选择题(每题2分,共10分) 1.纯物质的第二virial 系数B ( A ) A 仅是温度的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 温度下的过冷纯液体的压力P (A 。参考P -V 图上的亚临界等温线。) A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. 二元气体混合物的摩尔分数y 1=,在一定的T ,P 下,8812.0?,9381.0?21==?? ,则此时混合物的逸度系数为 。(C ) A B C D 4. 某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程,装置所产生的功为24kJ ,则流体的熵变( A ) A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.可正可负 5. Henry 规则( C ) A 仅适用于溶剂组分 B 仅适用于溶质组分 C 适用于稀溶液的溶质组分 D 阶段适用于稀溶液的溶剂 二、填空题(每题2分,共10分) 1. 液态水常压下从25℃加热至50℃,其等压平均热容为mol,则此过程的焓变为()J/mol 。 2. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C ),按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2, 则,等温过程的 W =21ln P P RT -,Q =2 1 ln P P RT ,U = 0 ,H = 0 。 3. 正丁烷的偏心因子ω=,临界压力为p c =,则在Tr =时的蒸汽压为( )MPa 。 4. 温度为T 的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递,其等于热容为Cp ,则ExQ 的计算式为( (1)T xQ p T T E C dT T =- ? )。 5. 指出下列物系的自由度数目,(1)水的三相点 0 ,(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡 状态 1

工程热力学1期末试题+答案

图 1 图2 2012工程热力学Ⅰ考题(A ) 一、简答题(共30分) 1、图1中循环1-2-3-a -1和循环1-b -3-4-1都是不可逆 循环。有人判断循环1-2-3-a -1的热效率高于循环1-b -3-4-1的热效率,你是否同意他的说法,为什么?(10分) 2、有一种热机,以水蒸气为工质,循环的高温热源温度为1200 K ,低温热源温度为300 K ,循环的热效率t η。现将循环工质改成理想气体,则循环的热效率t'η与原循环热效率比较将发生什么样的变化?为什么? (10分) 3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量,有人提出将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉可提高水蒸气循环的热效率。”请据热力学基本定律出发评估这种观点。(10分) 二、计算题(共70分) 1、一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料,供水压力为200kPa 、温度20℃, 喷嘴内径为0.002m 时,射出水流温度20℃,压力100kPa ,流速1000m/s ,已知在200kPa 、20℃时,3 0.001002m /kg v =,假定可近似认为水的比体积不变,求水泵功率。(10分) 2、某太阳能供暖的房屋用5×8×0.3m 的大块混凝土板作为蓄热材料,该混凝土的密度为2300kg/m 3 ,比热容0.65kJ/(kg ·K)。若混凝土板在晚上从23℃冷却到18℃(室内温度),求此过程的熵产。(10分) 3、某活塞式内燃机定容加热理想循环(图2循环1-2-3-4-1),压缩比ε =10,压缩冲程的起点状态是t 1=35℃ 、p 1=100kPa 。加热过程中气体吸热650kJ/kg 。假定比热容为定值,且c p =1.004kJ/(kg·K),κ =1.4,求:(1)循环中各点的温度、压力和循环热效率;(2)若循环压缩过程和膨胀过程均不可逆,两过程的熵产分别为0.1kJ/(kg·K)和0.12 kJ/(kg·K),求工质 经循环后的熵变; (3) 若膨胀过程持续到5(p 5 = p 1),画出循环T-s 图,并分析循环热效率提高还是下降。(10+5+5分) 4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩,压力比为4.2,初终态温度分别为30℃和227℃。

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