《工程热力学》参考试题及答案-试卷4

《工程热力学》参考试题及答案4

1. 判断题（10分）

[1] 不可逆过程是无法恢复到初始状态的过程。 [2] 绝热节流过程是等焓过程。 [3] 定温过程可能存在热量传递。 [4] 绝热过程就是等熵过程。

[5] 不可逆过程熵增永远大于可逆过程熵增。 2. 简答题（60分）

[1] 一直敞开冰箱门能制冷整个房间吗？请说明原因。(10分)

[2] 一封闭系统经某可逆吸热过程，对外做功，那么能否用一可逆绝热过程使系统回到初态？请说明原因。(10分)

[3] 某专利申请书提出一种热机：它从700℃的热源吸收热量，向30℃冷源放热，热机每接受2000kJ热量，能发出0.24kW.h的电力。请判定专利局是否受理其申请，为什么？(10分)

[4] 分别解释干球温度、露点温度和湿球温度，并比较未饱和湿空气三种温度的大小。(10分)

[5] 简述蒸气压缩制冷空调装置中，制冷剂在各部件中经历的过程及状态的变化，并将蒸气压缩制冷循环表示在T-S图和lnP-h图上。(10分)

[6] 从热力学第二定律出发，分析采用回热为什么能提高蒸汽郎肯循环的热效率。(10分) 3. 计算题（30分）

[1] 活塞汽缸设备内装有5kg的水蒸气，由初态的热力学能u1=2709.0kJ/kg，膨胀到u2=2659.6kJ/kg，过程中加给水蒸气的热量为80kJ，通过搅拌器输入轴功18.5kJ。若系统无动能和位能的变化，求通过活塞所做的功。(15分)

[2] 空气为p1=1×105Pa，t1=50℃，V1=0.032m3，进入压气机按照多变过程压缩至p2=32×105Pa，V2=0.0021m3。试求：（1）多变指数n；（2）压气机的耗功；（3）

压缩机终了空气温度；（4）压缩过程中传出的热量[空气气体常数：R=287J/(kg·K),定压比热：Cp=1004 (J/kg·K)]。(15分) 附：基本公式 △H=mCp(T2-T1)

T2p2 p2?(v1)n?()pvT1p1 12 w?pdv?R(T?T)12 n?1

n?1nT2v?(1)n?1T1v2?m kg : pV?mRTwt?nw答案

1.判断题 [1]×，[2]×，[3]√，[4]×，[5]×。

2.简答题

[1]不能。原因：以房间为研究对象，是绝热闭口系。由闭口系能量方程得

Q?0W?0?U??W?0 Q??U?W将空气视为理想气体，由于理想气体热力学能是温度的单值函数，故，室内温度升高。 [2]不能。

[3]可能。从申请是否违反自然界普遍规律着手，

故并不违反热力学第一定律。

根据卡诺定理，两个恒温热源之间，卡诺机的热效率最高：

大于0.432，故此系统满足热力学第一、第二定律，可能实现。

[4]干球温度是指用普通温度计（干球温度计）测得的温度，通常用T0表示。露点温度是对应于水蒸气分压力pv下的饱和温度，用Td表示。湿球温度是用纱布包裹的湿球温度计测得的纱布中水的温度(与绝热饱和温度近似相等)，用Tw表示。对于未饱和湿空气，T0>Tw>Td。

绝热饱和温度：绝热条件下向湿空气加入水分，使其吸收空气中的热而蒸发。因此空气温度会降低，但是由于水分的加入，而使水蒸气分压力增大因此3点高于4点而低于2点。

[5]压缩机：绝热压缩过程，制冷剂由饱和气态变为过热蒸气；冷凝器：定压放热过程，制冷剂由过热蒸气变为饱和液态；节流阀：绝热节流过程，制冷剂由饱和液态变为气液混合状态；蒸发器：定压吸热过程，制冷器由气液混合物变为饱和蒸气。

[6] 蒸汽动力循环采用回热后，提高了工质的平均吸热温度，减少了锅炉内工质与烟气的平均温差，从而使有效能损失最大的设备能量的有效利用性能得到了改善，根据卡诺定理：，提高了热效率。 3.计算题

[1]取如图虚线所示为系统边界，此系统由热力学第一定律得： Q??U?W

[2]

所以