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《热力学与传热学》课程综合复习资料

一、判断题：

1、理想气体吸热后，温度一定升高。

2、对于顺流换热器，冷流体的出口温度可以大于热流体的出口温度。

3、工程上常用的空气的导热系数随温度的升高而降低。

4、工质进行膨胀时必须对工质加热。

5、工质的熵增就意味着工质经历一个吸热过程。

6、已知湿蒸汽的压力和温度，就可以确定其状态。

7、同一温度场中两条等温线可以相交。

二、简答题:

1、夏天，有两个完全相同的储存液态氮的容器放置在一起，一个表面上已结霜，另一个没有。请问哪一个容器的隔热性能更好？为什么？

2、有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉的更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？

3、一卡诺热机工作于500℃和200℃的两个恒温热源之间。已知该卡诺热机每秒中从高温热源吸收100

4、辐射换热与对流换热、导热相比，有什么特点？

5、Nu数和Bi数均可写成的形式，二者有何区别？

三、计算题:

1、将氧气压送到容积为2m3的储气罐内，初始时表压力为0.3bar，终态时表压力为3bar，温度由t1=45℃升高到t2=80℃。试求压入的氧气质量。当地大气压为Pb=760mmHg，氧气Rg=260

2、2kg温度为25℃，压力为2bar的空气经过一个可逆定压过程后，温度升为200℃。已知空气的比定压热容cp=1.0kJ/(kg?K)，比定容热容cV=0.71kJ/(kg?

3、流体受迫地流过一根内直径为25mm的直长管，实验测得管内壁面温度为120℃，流体平均温度为60℃，流体与管壁间的对流换热系数为350W/(m2?

4、在一根外直径为120mm的蒸汽管道外包一厚度为25mm的石棉保温层，保温层的导热系数为0.10W/(m?K)。已知管子外表面温度为25

5、绝热容器由隔板分成两部分，左边为压力600kPa，温度为300K的空气；右边为真空，容积是左边的5倍。如将隔板抽去，空气迅速膨胀，充满整个容器。试求：该过程中1千克空气的热力学能、温度和熵的变化。【空气Rg=287J/(kg?K)】

6、外径为100mm，表面温度为100℃，黑度为0.76的圆筒壁，被水平放置于一温度为20℃的大房间中。已知圆筒壁外表面与空气的纯对流换热系数为7.03W/(m2?K)，试计算单位长度圆筒壁散失到房间中的总热量。

7、已知有一根内直径为200mm、壁厚为36mm的长圆筒壁，两侧表面温度分别为50℃和20℃。已知圆筒壁材料的导热系数为λ=0.56（1+0.0018t）W/(m?K)(其中t的单位为

《热力学与传热学》课程综合复习资料参考答案

一、判断题：

1、不正确。原因：气体吸热Q0，而?U=Q-W，理想气体?U=mcV?T，则?T是否大于零还取决于W的大小。

2、不正确。原因：存在传热温差或传热面积有限，对于顺流换热器冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度

3、不正确。原因：工程温度范围内，常用空气的热导率随温度的升高而升高。

4、不正确。原因：工质也可进行绝热膨胀。

5、不正确。原因：在可逆过程中，工质的熵增意味着工质经历一个吸热过程。但在不可逆过程中，由于不可逆因素引起的熵产恒大于零。因此即使是绝热过程，工质的熵增也可能大于零。

6、不正确。原因：湿蒸汽的压力与温度是互相对应的数值，不是相互独立的参数，故仅知其压力和温度不能决定其状态，必须再另有一个独立参数才行，如干度x。

7、不正确。原因：同一物体内任一点在同一瞬间只有一个温度值，不可能具有两个以上的温度。

二、简答题:

1、答：表面没有结霜的容器的隔热性能更好。对于储存液态氮的容器来说，内部液体温度低，外部四周空气温度高，热量自外向内传递。表面上已结霜的容器外表面换热温差较大，对流换热量大，亦即传递到容器内部的热量就多，说明其隔热性差。

2、应该搅拌碗中的稀饭。这是一个传热过程。相对而言，稀饭侧的对流换热系数较小、换热热阻较大。搅拌稀饭时增大了其对流换热系数，最大限度的降低总传热热阻，可显著地增强传热，加速冷却速率。

3、该卡诺热机的热效率：

输出功率为：kW

4、答：（1）辐射换热可以在真空下进行，无需媒介物质，且在真空中传递最有效。

（2）伴随热能与辐射能之间的相互转换。热能转换为辐射能向外辐射，而吸收时将辐射能能转换为热能。

5、答：（1）Nu数中的?为流体的热导率；Bi数中的?为导热物体的热导率。

（2）Nu数中的h为待定参数，Nu为待定特征数；Bi数中的h为已知参数，由第三类边界条件确定，Bi为已定特征数

（3）物理意义不同。Nu表示贴壁流体的无量纲的温度梯度，在其它条件相同的情况下，Nu数可反映对流换热的强弱。Bi数表示第三类边界条件下物体内部导热热阻和表面处换热热阻