工程热力学应试指导2010-答案版.pdf

工程热力学应试指导 试题题型：综合题（简答和作图分析）40分、计算题60分。 绘图说明题： 1. 理想气体各种热力过程在p—v图和T－s图上的表示； 2. 卡诺循环和概括性卡诺循环的p—v图和T－s图；水的相图； 3. 水定压汽化过程的p—v图和T－s图； 4. 湿空气中水蒸气状态的p—v图和T－s图； 5. 在p—v图和T－s图上表示（或比较）压气机压气过程、各种燃气动力循环、各种 蒸汽动力循环、各种制冷装置循环和热泵装置循环等； 6. 根据第二定律的相关内容，在p—v图和T－s图上图示描述某些实际过程的方向性 等。 计算题： 1. 如利用热力学第一定律的第一解析式或第二解析式分析计算一些热力系统的能量转 换； 2. 利用熵增原理和火用方程分析某些热力循环（过程）的可逆性和做功能力损失等）； 3. 利用理想气体状态方程的各种形式计算理想气体的量和相关状态参数； 4. 据理想气体热力过程的特点，分析计算过程的状态参数变化（焓和熵的变化）和能 量转换（如热量、技术功、容积功等）； 5. 根据喷管选型计算（给定气流初参数、流量及背压，选择喷管的外形及确定几何尺 寸）和校核计算（已知喷管的形状和尺寸及不同的工作条件，确定出口流速和通过 喷管的流量）； 6. 根据p—v图或T－s图分析计算各种热力过程和热力循环，如：各种压气机的热力 过程、各种燃气动力循环、各种蒸汽动力循环(以一、二级抽气回热为主)、各种制 冷装置循环和热泵装置循环等）的能量转换（做功或耗功、吸热量或放热量等）和 经济性指标（热效率、制冷系数、供暖系数等，以及过程的做功能力损失。 一、简答题（4×６＝２４分） 1. P56思考题2-4 一刚性绝热容器，中间用绝热隔板平分为两部分，A中存有高压空气， B中保持真空，若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能将如何变化？若在隔板上有 一小孔，气体泄漏入B中，分析A、B两部分压力相同时，A、B两部分气体热力学能如 何变化？（一、容器为孤立系统，无能量交换无质量进出，总热力学能不变。二、以B 为参考系统，PV=m R T，U=mCT=C*（PV/R），则A侧热力学能降低相同的大小。）（以 g B V V g B为参考系统，进入系统能量mCT=系统能量的变量mCT，所以，T T，所以，最终 p A V B B A 两侧的质量不同，m m）B A 2. 绝热真空刚性容器充入理想气体后，容器内的气体温度比充气前气体温度是高了、低了 还是相等？（带入容器的是焓=mcT，即系热力学能+推动功，但是到了容器中，只剩热 p 力学能了，因此，由于cc，温度升高） p V 3. 欲要在喷管中加速处于超音速区域的气流，应采用什么形式的喷管，其主要原因是什 么？（在Ma1的条件下可压缩性大，膨胀加速时比容变化速度快） 4. 对刚性密闭容器中的汽水混合物加热，是否最终将全部变为蒸汽？（刚性密闭即为定容， 定容加热，即温度升高（U/H增大），要看汽水混合物的干度大小如何，如果起始干度 低，定容加热的同时压力也增大，最终全部变成饱和水；如果起始干度较大，则可以全 部变为蒸汽） 5. 试从能量利用的角度，说明热泵供暖与电加热器取暖的优劣。 热泵是将热能从低温热源（如环境大气）向加热对象（高温热源，如室内空气）输送的装置。 热泵供暖可以把一特定环境中低温而分散的热聚集起来，使之成为有用的热能。与电加热器 取暖相比，热泵供暖不仅把消耗的能量（例如电能）等转化成热能输送给加热对象，而且依 靠这种能质下降的补偿作用，把低温热源的能量“泵”送到高温热源，因此，热泵的能量利 用效率比较高。 6. 空气压缩制冷循环中，是否也可象蒸气压缩制冷循环那样用节流阀代替膨胀透平？为什 么？（节流过程是等焓过程，理想气体等焓即等温，不能获得与蒸气一样的节流冷效应， 因此，不能使用节流阀代替膨胀透平） 7. 有一专利申请提出一台热机工作于t= 427℃，t=277