《工程热力学》期末考试卷及答案.docVIP

昆明理工大学2012年《工程热力学》 期末考试卷及答案 考试科目：工程热力学 任课教师：包桂蓉 一、填空题（本大题有9小题，每小题2分，共18分） 1、相互接触的物体，若他们处于热平衡，则他们的___温度 __必相等。 2、 已知湿蒸汽的干度为0.2，其中干饱和蒸汽的质量为6 kg，则饱和液体的质量为 24 kg。 3、工质绝对压力与大气压力及表压力或真空度的关系：当时，；当时，。 4、用实际气体在两个恒温热源和进行一卡诺循环，则其热效率= 。 5、在相同温度的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都 相等 ，与可逆循环的种类 无关 。 6、空气的比定容热容为718，气体常数为287；其比定压热容= 1005 。 7、孤立系统是热力系统与外界无任何 能量 和__物质__交换的系统。 8、熵增加的过程 不一定 (填一定或不一定)是不可逆过程。 9、抽气回热循环改善了朗肯循环，其根本原因在于 水蒸汽的平均吸热温度提高了//提高了循环热效率 。 二、名词解释（本大题有4小题，每小题3分，共12分） 1、过热蒸汽：温度高于所处压力对应的饱和温度的蒸汽称为过热水蒸气。// 对饱和蒸汽继续定压加热形成过热蒸汽。 2、闭口系统：热力系与外界无物质交换的系统。// 与外界只有能量交换而无物质交换。 3、系统储存能：是指热力学能、宏观动能、和重力位能的总和。// 系统中的热力学能、动能和势能。 4、热力学第二定律的克劳修斯表述：不可能把热从低温物体转移到高温物体而不引起其他变化。// 热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。 三、简答题（本大题有4小题，每小题5分，共20分） 1、热力循环按循环效果及进行方向可分为哪两类？其各自的目的是什么？ 答：按循环进行的方向和产生的效果分：正向循环与逆向循环 正循环：将热能转化为机械能。 逆循环：消耗功，将热量从低温物体传至高温物体。 2、简述蒸汽参数对朗肯循环效率的影响。 答：（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）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。（3）降低背压可以显著提高循环热效率。受环境温度的限制。 // 提高初温、初压，降低终温、背压，均可提高循环效率。 3、压缩机压缩过程的多变指数n的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数n应增加还是减少？ 答：，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数n应减少。 // 1nk，减少n可减少压缩机消耗的轴功。 4、热力学第二定律能否表述为“机械能可以全部变为热能，而热能不可能全部变为机械能。”这种说法有什么不妥当？ 答：热力学第二定律的正确表述应是：热不可能全部变为功而不产生其它影响。所给说法中略去了“其它影响”的条件，因而是不妥当、不正确的。 // 不妥当，应表述为“机械能可以全部变为热能，而热能不可能全部变为机械能而不引起其他任何变化。”，少了“而不引起其他任何变化” 这一句。 四、作图题（本大题有2小题，每小题5分，共10分） 画出蒸汽压缩制冷循环的T-s图，并说明各过程是在什么设备中完成的？ 作法一 1-2：压气机 2-3：冷凝器 3-4：节流阀 4-1：冷库 作法二 过程1-2在压缩机中完成； 过程2-3在冷凝器中完成； 过程3-4在节流机构中完成； 过程4-1在蒸发器中完成。 （上面这两幅图及答案都符合要求，都正确） 2、试在所给参数坐标图上定性地画出理想气体过点1的下述过程，分别指出该过程的过程指数n应当在什么数值范围内 (图中请标明四个基本过程线)： 1）压缩、升温、吸热的过程 2）膨胀、降温、吸热的过程。 答： (1) ； (2) 五、计算题（本大题有4小题，，共40分） 1、（10分）5g 氩气经历一个热力学能不变的过程，初始状态，，膨胀终了体积，可作为理想气体，且热容为定值，求终温、终压及总熵） 解：氩气Ar 可看为理想气体，其热力学能只是温度的单一函数，故等热力学能过程也即等温过程，T2=T1=600K。根据理想气体的状态方程有 由附表查出Ar的 // 由于热力学能不变，故温度不变， 定温： 2、（8分）空气在加热器中吸热后，流入喷管进入绝热膨胀（如图所示）。若已知进入加热器时空气的焓值为，流速为，在加热器中吸收的热量为，在喷管出口处空气的焓值为，试求喷管出口处空气的流速。 解： ＝ ＝403.1 m/s 3、（10分）两个不同温度（T1,T2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T1吸收热量Q1向低温热源T2放出热量Q2，证明：由高温热源、低温热源、热机和