工程热力学期末试题

工程热力学(一)试题

第一部分 选择题

一,单项选择题(本大题共15小题,每小题1分,共15分)在每小题列出的四个选项中只有一

项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内.

1._________过程是可逆过程.(C ) A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的 C.没有摩擦的准平衡 D.没有温差的

2.绝对压力p, 真空pv,环境压力Pa间的关系为(D ) A.p+pv+pa=0 B.p+pa-pv=0 C.p-pa-pv=0 D.pa-pv-p=0

3.闭口系能量方程为(D )

A.Q+△U+W=0 B.Q+△U-W=0 C.Q-△U+W=0 D.Q-△U-W=0

4.气体常量Rr(A )

A.与气体种类有关,与状态无关 B.与状态有关,与气体种类无关 C.与气体种类和状态均有关 D.与气体种类和状态均无关

5.理想气体的 是两个相互独立的状态参数.(C )

A.温度与热力学能 B.温度与焓 C.温度与熵 D.热力学能与焓 6.已知一理想气体可逆过程中,wt=w,此过程的特性为(B )

A.定压 B.定温 C.定体 D.绝热 7.卡诺循环如图所示,其吸热量Q1=(A )

A.RrT1ln B.RrT1ln C.T1△S34 D.T1△S21

8.在压力为p时,饱和水的熵为s′;干饱和蒸汽的熵为s〃.当湿蒸汽的干度0s′

B.s>s〃>s′ C.ss〃

9.电厂热力设备中, (C) 内的热力过程可视为定温过程.

A.锅炉 B.汽轮机 C.凝汽器 D.水泵

10.可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为(B )

dh=-vdp B.dh=vdp C.dh=-pdv D.dh=pdv

11.水蒸汽动力循环的下列设备中,有效能损失最大的设备是(A )

A.锅炉 B.汽轮机 C.凝汽器 D.水泵 12.活塞式压气机的余隙容积增大使(B) A.wc增大, ηv减小 B.wc不变, ηv减小 C.wc不变, ηv不变 D.wc减小, ηv减小

13.已知燃气轮机理想定压加热循环压气机进,出口空气的温度为T1,T2;燃烧室出口燃气温

度为T3,则其理想循环热效率为( B)

A.1- B.1- C.1- D.1- 14.饱和湿空气的相对湿度( B) A.>1 B. =1 C. <1 D.0<<1 15.湿空气的焓h为(D )

1kg湿空气的焓 1m3湿空气的焓

1kg干空气与1kg水蒸汽焓之和

1kg干空气的焓与1kg干空气中所含水蒸汽的焓之和

二,多项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)在每小题列出的五个选项中有二至五

个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内.多选,少选,错选均无

分.

16.单位物量的理想气体的热容与_____有关.(ACDE )

A.温度 B.压力 C.气体种类 D.物量单位 E.过程性质 17.卡诺循环是__AE___的循环.

A.理想化 B.两个定压,两个绝热过程组成 C.效率最高 D.热源和冷源熵变相等 E.可逆

18.水蒸汽h-s图上的定压线(AD)

A.在湿蒸汽区为直线 B.在过热蒸汽区为直线 C.在湿蒸汽区为曲线 D.在过热蒸汽区为曲线 E.在湿蒸汽区和过热蒸汽区是斜率不同的直线

19.理想气体经绝热节流后,前后稳定截面上的___BD__相等.

A.压力 B.温度 C.比体积

D.焓 E.熵

20.从理论上分析,活塞式压气机压缩空气的过程可以有_CDE____过程.( )

A.定压 B.定体 C.定温

D.绝热 E.多变 第二部分 非选择题

三,填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)

21.与外界既无能量交换也无物质交换的热力系称为_孤立____热力系. 22.热力系的储存能包括___热力学能、宏观动能、重力位能__.

23.已知某双原子气体的气体常数Rr=260J/(kg·k),则其定值定体质量比热容

cv=__650___J/(kg·k).

24.已知1kg理想气体定压过程初,终态的基本状态参数和其比热容,其热力学能的变化量可

求出为Δu=__Cv（T2-T1）___.

25.定值比热容为cn的多变过程,初温为t1,终温为t2,其熵变量Δs=__Cnln（T2/T1）__.

26.水蒸汽的临界压力为__22.12___MPa.

27.流体流经管道某处的流速与__当地音速___的比值称为该处流体的马赫数.

28.汽轮机的排汽压力越低,循环热效率越高,但排汽压力的降低受到了__环境温度___的限

制.

29.压气机增压比较大时,为了减少滞胀容积,提高容积效率,除了尽可能减小余隙容积外,通

常还采取__多级压缩，中间冷却___的措施. 30.未饱和湿空气的相对湿度值在__0与1___之间. 四,名词解释(本大题共5小题,每小题3分,共15分)

31.控制质量 闭口系内包含的物质量是恒定的,这种作为研究对象的恒量物质称为控制

质量

32.热量的无效能 热源提供的热量,在环境为冷源的卡诺循环中,不能转换为功的部分 33.水蒸汽的饱和状态 汽化和液化速率相等,成为一种汽液相变的动态平衡的状态

34.喷管效率 喷管出口气流的实际功能与理想出口动能的比值.

35.湿空气的含湿量 一定体积的湿空气中所含水蒸汽的质量与其中所含干空气

质量的比值.或湿空气中,每1kg干空气中所含水蒸汽的质量.

五,简答题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)

36.准平衡过程与可逆过程有何共同处 有何区别 有何联系

37.理想气体状态方程有哪些常见形式 方程中的常数项与物性是否有关

38.干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态参数各有何特点

39.何谓汽流在喷管中的临界状态 何谓临界压力比 理想气体的临界压力比与哪些因素有关

40.何谓汽耗率 何谓热耗率 它们与热效率有什么关系

六,计算题(本大题共4小题,41~43小题每小题5分,44小题10分,共25分)

41.m=2.26kg理想气体的气体常数Rr=430J/(kg·k),比热比k=1.35.初温T1=477K,经可逆定

体过程后终温T2=591K.求Q,ΔU,W,ΔS.

42.设炉膛中火焰的温度恒为tr=1500℃,汽锅内蒸汽的温度恒为ts=500℃,环境温度为

t0=25℃,求火焰每传出1000kJ热量引起的熵产和作功能力损失.

43.空气可逆绝热流过一喷管,入口压力p1=0.7MPa,温度t1=800℃,出口压力p2=0.15MPa,此

喷管是什么外型的喷管 入口空气流速忽略不计,比热容和比热比取定值,分别为

cp=1.004kJ/(kg·K),k=1.4,求喷管出口空气的温度,流速,马赫数.

44.一次再热两级(混合加热器)回热的蒸汽动力循环,初压p1=10MPa,初温t1=500℃,终压p2=0.005MPa;再热过程a~b中压力pa=pb=1.5MPa,再热后蒸汽温度tb=500℃;第一级抽汽压

力p01=pa=1.5MPa,第二级抽汽压力p02=0.13MPa.已查出 新蒸汽焓h1=3374kJ/kg,汽轮机排汽焓h2=2322kJ/kg;

第一级抽汽焓h01=2872kJ/kg,压力po1下饱和水焓=844.7kJ/kg; 第二级抽汽焓h02=2816kJ/kg,压力po2下饱和水焓=448.9kJ/kg;

再热过程a~b蒸汽的焓ha=h01=2872kJ/kg,

hb=3473kJ/kg;

汽轮机排汽压力p2下饱和水的焓=137.8kJ/kg.

试列出回热加热器的热平衡式,并算出抽汽率α1和α2及循环热效率.

全国高等教育自学考试 工程热力学(一)试题参考答案

课程代码:02248

一,单项选择题(本大题共15小题,每小题1分,共15分)

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

二,多项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)

16.ACDE 17.AE 18.AD 19.BD 20.CDE

三,填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)

21.孤立 22.热力学能,宏观动能,重力位能

23.650 24.cv(T2-T1) 25.cnln 26.22.12 27.当地音速 28.环境温度 29.多级压缩,中间冷却 30.0与1

四,名词解释(本大题共5小题,每小题3分,共15分)

31.闭口系内包含的物质量是恒定的,这种作为研究对象的恒量物质称为控制质量.

32.热源提供的热量,在环境为冷源的卡诺循环中,不能转换为功的部分.

33.汽化和液化速率相等,成为一种汽液相变的动态平衡的状态.

34.喷管出口气流的实际功能与理想出口动能的比值.

35.一定体积的湿空气中所含水蒸汽的质量与其中所含干空气质量的比值.

或湿空气中,每1kg干空气中所含水蒸汽的质量.

五,简答题(本大题共5小题,每小题5分,共25分)

36.它们共同处都是在无限小势差作用下,非常缓慢地进行,由无限接近平衡状态的状态组成

的过程.

它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在,可逆过程不会产生任何能量的

损耗.

一个可逆过程一定是一个准平衡过程,没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程.

37.1kg气体:pv=RrT mkg气体:pV=mRrT 1kmol气体:pVm=RT nkmol气体:pV=nRT

Rr是气体常数与物性有关,R是摩尔气体常数与物性无关.

38.干饱和蒸汽:x=1,p=ps t=ts

v=v〃,h=h〃 s=s〃

湿饱和蒸汽:0

39.流速为当地音速(Ma=1)时的状态称为流体的临界状态.

流体临界状态的压力(临界压力)与其滞止压力的比值,称为临界压力比.

理想气体的临界压力比只与气体的物性有关(或比热比k有关) 40.汽耗率是每作1kw·h功(每发1度电)的新蒸汽耗量(汽耗量).

热耗率是每作1kw·h功(每发1度电)的耗热量.

热耗率与热效率是直接关联的,热耗率越高,热效率就越低;

而汽耗率与热效率就没有这种对应关系,汽耗率低不一定热效率高,汽耗率高也不一定热效

率低.

六,计算题(本大题共4小题,第41,42,43每小题5分,第44题10分,共25分)

41.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

42.ΔSg= =0.73kJ/K Ex1=T0·ΔSg =(273+25)×0.73

=217.5kJ

43.==0.214<0.528 为缩放型喷管.

T2=T1(=1073×(=691K

c2===876m/s M2==1.66

44.第一级回热加热器热平衡α1(h01-)=(1-α1)( -)

第一级抽汽率α1=

==0.163

第二级回热加热器热平衡,α2(h02-)=(1-α1-α2)( -)

第二级抽气率= ==0.972 ηt=1-=1- =1-=47%