青岛科技大学工程热力学题库答案

热力学习集 一、填空题 1．常规  新              2．能量  物质        3．强度量 4．54               5．准平衡  耗散      6．干饱和蒸汽  过热蒸汽 7．高    多        　 8．等于零 9．与外界热交换          10．     　 11．一次  二次    12．热量        13．两            14．173   15．系统和外界    16．定温  绝热可逆                17．小  大  18．小于零        19．不可逆因素                  20． 21、（压力）、（温度 ）、（体积）。  22、（单值）。 23、（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、（熵产）。  25、（两个可逆定温和两个可逆绝热）　 26、（方向）、（限度）、（条件）。 31.孤立系；　 32.开尔文(K)；　 33.－ws=h2－h1  或  －wt=h2－h1  34.小于 35.   36. 37.热量  38.65.29%  　 39.环境  40.增压比 41.孤立          42热力学能、宏观动能、重力位能 43.650            44.cv(T2－T1) 45.cnln             46.22.12 47.当地音速        48.环境温度 49.多级压缩、中间冷却    50.0与1 二、单项选择题 1.C          2.D          3.D          4.A          5.C 6.B          7.A          8.A          9.C          10.B 11.A        12.B        13.B        14.B        15.D 16.B        17.A      　  18.B        　19.B        20.C 21.C        22.C        23.A 三、判断题 1．√  2．√  3．   4．√  5．   6．   7．   8．   9．   10． 11．   12．   13．   14．√  15．   16．   17．   18．√  19．√  20．√ 六、题 1、解：（一） 过b、c分别作等温线，因为 ，故 （方法二）考虑过程b-c ， 2、 解： 因为： 1-3： ，且   则有：            所以   边压缩边放热 1-2： ，则 所以有   边膨胀边放热 1-4： 边膨胀边吸热 1-5： 边膨胀边吸热边降温 3、请问一下几种说法正确吗？为什么？ （1）熵增大的过程必为不可逆过程； 答：不正确。熵增大的过程不一定为不可逆过程，因为熵增大包括熵流和熵产两部分，如果熵流大于0，而熵产为0的可逆过程，上仍然是增大的。 （2）熵产 的过程必为不可逆过程。 答：正确。熵产是由于热力过程中的不可逆因素导致的，因此当熵产 ，则此过程必定为不可逆过程。 4、某循环在700K的热源及400K的冷源之间工作，如图3所示。 （1）用克劳修斯积分不等式判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆? （2）用卡诺定理判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆? 图3 解： 方法1： 设为热机循环 不可能 设为制冷循环： 符合克氏不等式，所以是不可逆制冷循环 方法2： 设为热机循环 设为制冷循环 ，所以是不可逆制冷循环 七、计算题 1．解： （1）     （2）取汽轮机汽缸内壁和蒸汽进、出口为系统，则系统为稳定流动系统，能量方程为              进、出口的动能差和位能差忽略不计，则 (kJ/kg) （3）汽轮机功率 (kW) （4） 2．解：     代入数据解得： ℃ 3、 解： （1）画出各过程的p-v图及T-s图 （2）先求各状态参数 等温过程 ：热量=膨胀功=技术功 所以，放热 4．解：根据能量方程有 (kJ) 5．解： （1） （2） （3） 6．解  7、解： 缸内气体为热力系-闭口系。突然取走90kg负载，气体失去平衡，振荡后最终建立新的平衡。虽不计摩擦，但由于非准静态，故过程不可逆。但可以应用第一定律解析式。由于缸壁充分导热，所以缸内的气体在热力变化过程中的温度是不变的。 首先计算状态1和状态2的基本参数， (1) 求活塞上升的高度： 过程中质量不变，且等于  （2）气体在过程中作的功 根据热力学第一定律， ， 以及 由于 且T1=T2， 由于不计摩擦气体所做的功， 分为两部分： 位克服大气所做的功； 位活塞位能的增加量 则 或者， 8.解： （1）1到2是可逆多变过程，对初，终态用理想气体状态方程式有 所以多变指数 （2）多变过程的膨胀功 （3）多变过程的热量 故该可逆多变膨胀过程是吸热过程 9.cv= = =1229J/(kg·k) W=0 △U=mcv(T2－T1)=2.26×1.229×(591－477)=317kJ Q=△U=317kJ △S=mcvln =2.26×1.229×ln =0.595kJ/K 10.ΔSg= =0.73kJ/K Ex1=T0·ΔSg =(273+25)×0.73 =217.5kJ 11. = =0.214<0.528 为缩放型喷管。 T2=T1( =1073×( =691K c2= = =876m/s M2= = 1.66 12.Q=mRrTln =1.5×0.287×328×ln W=mRrTln =Q=72.1KJ △U=mCv(T2－T1)=0 △H=mCp(T2－T1)=0 13.(1)P°=P1=1.5×106Pa,V°=V1=0.065m3/kg 则T°= V2=V° T2= (2)VC2= 14.每小时排气的放热量Qp: Qp=mCp(T0－T1)=3600×1.2×1.021×(－576+283)=－1292341KJ/h 此热量中的有效能Qa: Qa= =3600×1.2×1.021×［(283－576)－283ln ］=－405345.2KJ/h此热量中的无效能Qu: Qu=Qp－Qa=－1292341－(－405345.2)=－886995.8KJ/h 15.ΔSg= =0.73kJ/K Ex1=T0·ΔSg =(273+25)×0.73 =217.5kJ 16.Q=mRrTln =1.5×0.287×328×ln W=mRrTln =Q=72.1KJ △U=mCv(T2－T1)=0 △H=mCp(T2－T1)=0 17.解： （1）     （2）取汽轮机汽缸内壁和蒸汽进、出口为系统，则系统为稳定流动系统，能量方程为              进、出口的动能差和位能差忽略不计，则 (kJ/kg) （3）汽轮机功率 (kW) （4）