工程热力学试卷B答案

南昌大学 2009～2010学年第二学期期末考试试卷

试卷编号： (B)卷 课程编号： 课程名称： 工程热力学 考试形式： 闭卷 适用班级：热能081，082 姓名： 学号： 班级： 学院： 机电工程 专业： 热能与动力工程 考试日期： 题号 题分 得分 考生注意事项：1、本试卷共6页，请查看试卷中是否有缺页或破损。如有立即举手报告以便更换。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一 10 二 30 三 20 四 40 五 六 七 八 九 十 总分 100 累分人 签名 一、 判断题(每题 1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”) 得分 评阅人 1. 水蒸气在定温过程中温度不变,则其热力学能也不变。（ × ） 2. 熵增加的过程即为不可逆过程。（× ） 3. 不存在400℃的液态水。（ √ ） 4. 湿空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的含量就越大。（ × ） 5. 经不可逆循环，系统与外界均无法恢复原状态。（× ） 6. 理想气体只有取定比热容，才能满足迈耶公式cp?cv?Rg。（× ） 7. 闭口绝热系的熵不可能减少。（ √ ） 8. 一切不可逆循环的热效率?t?wnet/q1。（ × ） 9. 循环净功越大，则循环热效率越大。（ × ） 10. 从热力学角度看，用电加热取暖比用煤燃烧取暖合理，因煤的不完全燃烧会带来损失，而电能可100％地转变为热量。（ × ） 第 1 页 共 6页

二、 选择题(每题3分，共30分。每个题目只有一个选项最符合题意，请将其序号填在括号内） 得分 评阅人 1. 闭口系统经历一可逆变化过程，系统与外界交换功量10KJ，热量-10KJ，则系统熵变。（ B ） A．大于0 B. 小于0 C.等于0 D.无法确定 2. 可逆过程一定是（ D ） A．非平衡过程 B. 存在着损耗的准静态过程 C. 等温传热过程 D. 准静态过程 3. 质量不可能改变的系统是( A ) A．闭口系统 B. 开口系统 C. 绝热系统 D.以上全部是 4. 在保温良好，门窗密闭的房间内，启动一台打开门的冰箱，经过一段时间运行，则室温将（ B） A．降低 B. 升高 C. 不变 D. 不确定 5. 在不可逆过程中，系统的熵（ D ） A．增大 B. 减少 C. 不变 D.不确定 6. q?cv?T??pdv适用于（ B ） 12A. 理想气体、闭口系统、可逆过程 B. 理想气体、定比热容、闭口系统、可逆过程 C. 任意气体、闭口系统、 任意过程 D. 任意气体、定比热容、闭口系统、可逆过程 7. 湿空气加热，从状态1变化到状态2，其相对湿度（C ） A．?1??2 B. ?1??2 C. ?1??2 D. ?1??2 8. 某理想气体自状态1经历可逆多变过程到达状态2，其温度下降、熵增大，则气体（ B ） A. 压力升高、比体积增大、对外做正功、多变指数n为正； B. 压力降低、比体积增大、对外做正功、多变指数n为正；

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C. 压力降低、比体积减小、对外做负功、多变指数n为正；； D. 压力升高、比体积减小、对外做负功、多变指数n为负； 9. 未饱和湿空气是指（ A ） A. 湿空气中水蒸气的分压力小于与干球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气； B. 湿空气中水蒸气的分压力小于与湿球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气； C. 湿空气的压力达到与干球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气； D. 湿空气的压力小于与湿球温度相对应的水蒸气饱和压力的空气。 10. 有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环时，可以从单一热源吸收1000KJ的热，并输出1200KJ的功，这台热机(C ) A．违反了热力学第一定律 B. 违反了热力学第二定律 C. 违反了热力学第一定律和热力学第二定律 D. 即不违反热力学第一定律也不违反热力学第二定律 三、 简答及作图题（每题10分，共20分） 得分 评阅人 1. 某理想气体经历如图所示过程1－2，请在图上用面积表示所耗过程功w。并简要说明理由。 a b c 1’ 1 2 T 等容线 答：过点2做等容线，过点1做等温线。则有： w?qn??u?qn?cv(T2?T1)?qn?cv(T2?T1')?qn?qv,1'?2 ?1?2?1'?a?b?c?1面积（5分） S （5分）

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2. 试将满足以下要求的多变过程在p－v图和T-s图上表示出来（先标出四个基本热力过程，画出满足要求的一个过程即可）。 工质压缩、放热，且升温。 答： P n?? （5分） T n?? n＝k n＝0 n＝1 n＝k V n＝0 n＝1 S （5分） 四、 计算题(40分) 得分 评阅人 1. 用一台水泵将井水从6m 深的井里泵到比地面高30m 的水塔中，水流量为25 m3 / h ，水泵耗功是12kW。冬天井水温度为3.5℃，为防止冬天结冰，要求进入水塔的水温不低于4℃。整个系统及管道均包有一定厚度的保温材料，问是否有必要在管道中设置加热器？如有必要的话需加入多少热量? (设管道中水进、出口动能差可忽略不计；水的比热容取定值CP=4.187kJ/(kg?K)且水的焓差? h ?CP ?t ，水的密度取1000kg/m )。 （15分） 3

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解：根据热力学第一定律 （5分） 因可忽略管道中水进出口的动能差 （10分） 2. 有一台可逆机经历了定容加热1－2，等熵膨胀2－3和等压放热3－1后完成一个循环。假定工质为理想气体，其等熵指数为k，循环点的温度T1、T2、T3已知。试在p－v图和T－s图上表示出该循环，并写出循环热效率的计算式。 （10分） 答： P T 2 2 S V V S 3 P 1 3 1 P V S （5分） 依题意，循环的p－v图和T－s图如上图所示。 ?t?1? q2q1?1?cp(T3?T1)cV(T2?T1)?1?k(T3?T1)(T2?T1)（5分）

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3、用电炉加热2kg空气，使其温度从20℃定压升高到90℃，试求电炉提供的能量和加热过程引起的做功能力损失，并将做功能力损失表示在T-S图上。（空气的比定压热容cp?1.004kJ/(kg?K)，环境温度t0?15℃），设电炉保持1100K的温度。 （15分） 解： Qp?mcp(T2?T1)?2?1.004?(90?20)?140.56kJ（5分）I?T0?Siso?T0(?Ssys??SH)?T0(mcpln?(15?273)?(2?1.004ln?87.1kJ（10分） T2T1?)QpTr) 90?27320?273?140.561100T Tr T0 I s 5分

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