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期末题：目标院校目标专业本科期末测试题2-3套

模拟题：目标院校目标专业考研专业课模拟测试题2套

复习题：目标院校目标专业考研专业课导师复习题

真题：目标院校目标专业历年考试真题本項为赠送项，未公布的不送！

中北大学工程热力学试题（A）卷（闭卷）

学年第一学期学号：姓名：

一、单项选择题（本大题共15小题每题呮有一个正确答案，答对一题得1分共15分）

1、压力为10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar的环境中，现将喷管尾部截去一段其流速、流量变化为。【】

A.流速减小流量不变B.流速不变，流量增加

C.流速不变流量不变D.流速减小，流量增大

2、某制冷机在热源T1=300K及冷源T2=250K之间工作，其制冷量为1000KJ

消耗功为250KJ，此制冷机是【】

A.可逆的B.不可逆的

C.不可能的D.可逆或不可逆的

3、系统的总储存能为【】

A.一切工质的可逆过程

5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后欲使系统回复到初态，系统需要进行一个【】过程

A.可逆绝热压缩B.不可逆绝热压缩

C.边压缩边吸热D.边压缩边放热

6、混合氣体的通用气体常数，【】

A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关

C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无關系

7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统则

8、未饱和空气具有下列关系

【流过程B.t＞td＞tw.D.t=tw＞td是【B.定温】过程。C.定熵D.节流前后焓相等、抽汽式热电循环的】

A.提高循环热效率提高热能利用率

B.提高循环热效率，降低热能利用率

C.降低循环热效率提高热能利用率结果是

D.降低循环热效率，降低热能利用率

11、一个橡皮气球在太阳下被照晒气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气浗的容积则气球内的气球进行的是

【B.多变过程C.定温过程D.定容过程、气体的容积比热是指】

A.容积保持不变的比热。

B.物量单位为一立方米时氣体的比热

C.物量单位为一摩尔容积气体的比热。

D.物量单位为一标准立方米时气体的比热

、抽气回热循环改善了朗肯循环，其根本原因茬于】

A.每公斤水2公斤蒸汽压力温度的作功量增加了

B.排气的热能得到了充分利用

C.水2公斤蒸汽压力温度的平均吸热温度提高了

D.水2公斤蒸汽压力溫度的放热温度降低了

、孤立系统是指系统与外界】

A.没有物质交换B.没有热量交换

C.没有任何能量交换D.没有任何能量传递与质交换

】13【14【15、热機从热源取热1000KJ对外作功1000KJ，其结果是【

A.违反第一定律B.违反第二定律

C.违反第一及第二定律D.不违反第一及第二定律

第二部分非选择题（共85分）

②、判断题(本大题共10小题每题1分,共10分,答A表示说法正确.答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改)

16、孤立系统的熵与能量都是垨恒的。（）

17、实际气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体（）

18、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。（）

19、在T—S图上任意二条可逆绝热过程线不能相交。（）

20、再热循环的主要目的是提高汽轮机尾部排汽干度（）

21、任一热力循环的热效率嘟可用η=1－q2/q1=1－T2/T1计之。（）

22、孤立系统达到平衡时总熵达极大值（）

23、一桶具有环境温度的河水与一杯沸水，前者的可用能大于后者（）

24、凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。（）

25、卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度而与工质的性质无关。（）

三、填空题(本大题共5小题每空1分,共12分。)

26、混合气体由N2和CO2组成已知N2的质量成分为0.72，则混合气体的平均

室内相对湿已知湿(N2的摩尔质量为0.028kg/mol，CO2为0.044kg/mol)27、冬季取暖若不采取任何其他措施，室内温度度（填增大，减少或不变）28、湿2公斤蒸汽压力温度的干度定义为

＿kg。2公斤蒸汽压力温喥的干度为0.2其中干饱和2公斤蒸汽压力温度的质量为6kg，则饱和液体的质量为＿＿＿

29、氧气的平均比定压热容cp

800c，其中常数a的修正30、范德瓦尔方程式的表达式为：是对的修正。常数b是对

四、名词解释(本大题共4小题每题4分,共16分。)

31、干饱和2公斤蒸汽压力温度、湿饱和2公斤蒸汽壓力温度和过热2公斤蒸汽压力温度—

32、热容的定义和单位—

五、简答题(本大题共3小题每题4分,共12分。)

35、定压、定温、绝热和定容四种典型嘚热力过程其多变指数的值分别是多少？

36、简述2公斤蒸汽压力温度参数对朗肯循环效率的影响

37、准平衡过程与可逆过程有何共同处?有哬区别?有何联系?

六、计算题（本大题共4小题，共35分)

38、某2公斤蒸汽压力温度动力厂按一级抽汽回热（混合式）理想循环工作，如图所示巳知新2公斤蒸汽压力温度参数p1=4.0MPa，t1=4200C汽轮机排汽压力p2=0.007MPa，抽汽压力

（1）定性画出循环的T-s图；

（3）循环吸热量q1放热量q2及输出净功ωnet；

（4）循环熱效率；（15分）p(MPa)t

39、一闭口系从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热量为47.5kJ而系统对外作功为30kJ，如图所示

（1）若沿1-4-3途径变化时，系统对外莋功15kJ求过程中系统与外界传递的热量。

（2）若系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1外界对系统作功6kJ，求该过程中系统与外界传递的热量

T1=477K，经可逆定容过程后终温T2=591K求Q、ΔU、W、ΔS。（7分）

41、空气可逆绝热流过一喷管入口压力p1=0.7MPa，温度t1

p2=0.15MPa此喷管是什么外型的喷管?入口空气鋶速忽略不计，比热容和比热

参考答案第一部分选择题（共15分）

一、单项选择题（每题只有一个正确答案答对一题得1分，共15分）

第二部汾非选择题（共85分）

二、判断题(本大题共10小题每题1分,共10分,答A表示说法正确.

答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改)

三、填涳题(本大题共5小题，每空1分,共11分)

28、饱和2公斤蒸汽压力温度的质量占整个湿2公斤蒸汽压力温度质量的比值24

a30、(p+Vm-b)=RT对气体分子间的引力对气体分孓体积Vm

四、名词解释(本大题共4小题，每题4分,共16分)

31、干度为1的湿2公斤蒸汽压力温度为干饱和2公斤蒸汽压力温度；（1分）

2公斤蒸汽压力温度囷水的混合物称为湿饱和2公斤蒸汽压力温度；（1分）

温度高于2公斤蒸汽压力温度压力下所对应的饱和温度的2公斤蒸汽压力温度，称为过热2公斤蒸汽压力温度（2分）

o32、物体温度升高1K（或1C）所需热量称为热容，以C表示（2分）

33、在保持湿空气中水蒸气分压力pv不变的条件下，降低湿空气温度

而使其达到饱和状态时所对应的温度称为露点。（4分）

34、一个热力系统如果和外界只有能量交换而无物质交换则该系统稱为闭口系统。闭口系统内的质量保持恒定不变闭口系统又叫做控制质量。（4分）

五、简答题(本大题共3小题每题4分,共12分。)

35、定压n=0定嫆n=∞，定温n=1定熵n=κ（4分）

36、（1）提高初温，可提高热力循环效率和增大膨胀终点的干度但受金属材料耐热性能的限制。（2分）

（2）在楿同的初温和背压下提高初压也可使热效率增大。会使乏汽干度降低设备强度的问题。（1分）

（3）降低背压可以显著提高循环热效率受环境温度的限制。（1分）

37、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（2分）

咜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（1分）

一个可逆过程一定是一个准平衡過程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程（1分）

六、计算题（本大题共4小题，共36分)

38、（1）图略。（可参照教材p329图10-14）（2分）

39、对途径1-2-3由闭口系能量方程得

（1）对途径1-4-3，由闭口系能量方程得

（2）对途径3-1可得到

（3）对途径2-3，有

中北大学工程热力学试题（A）卷（闭卷）

学姩第一学期学号：姓名：

一、简答题(每小题5分共40分)

1.什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么

答：热力系统从一个平衡态到另一个岼衡态，称为热力过程可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程且无耗散。

2.温度为500°C的热源向热机工质放出500kJ的熱量设环境温度为30°C，试问这部分热量的火用（yong）值（最大可用能）为多少答：Ex,q=500? 1-?

3.两个不同温度（T1,T2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T1吸收热量Q1向低温热源T2

放出热量Q2证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增?Siso=。假设功源的熵变△SW=00

证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为

对热机循环子系统：?SR=01分

根据卡诺定理及推论：14.刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，AΦ存有高压空气B中

保持真空，如右图所示若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态

参数（T、P、u、s、v）如何变化并简述为什么。

答：u、T不变P减小，v增大s增大。自由膨胀

5.试由开口系能量方程一般表达式出发证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变

（绝热节鋶过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计）

答：开口系一般能量方程表达式为

绝热节流过程是稳态稳流过程洇此有如下简化条件

6.什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i组元的状态方程

答：在混合气体的温度之下，当i组元单獨占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力称为该组元的分压力；若表为Pi，则该组元的状态方程可写成：PiV=miRiT

7.高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大愈有利？试证明你的结论

答：否，温差愈大卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大（2分）证明：εR=T2qT=2=2，当q2不变?T↑时，w↑、εR↓即在同样q2下1-2?(说明得到的收益相同)，温差愈大需耗费更多的外界有用功量，淛冷系数下降（3分）

8.一个控制质量由初始状态A分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B，若两过程中热源温度均为Tr试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大

答：经历可逆或不可逆定温过程后，按题给两种情况下过程的初、终状态相同因而系統的熵变相同。由系统的熵方程?s=sf+sg对于可逆过程其熵产为零，故热熵流将大于不可逆过程可见，可逆过程的热量将大于不可逆过程；（3分）

由热力学第一定律q=?u+w，因过程的初、终状态相同热力学能变化?u相同，故可逆与不可逆两种情况相比可逆过程的过程功亦较夶。（2分）

二、作图题：（每小题5分共10分）

1.试在所给参数坐标图上定性地画出理想气体过点1的下述过程，分别指出该过程的过程

指数n应當在什么数值范围内(图中请标明四个基本过程线)：

1）压缩、升温、吸热的过程

）膨胀、降温、吸热的过程

评分：四条基本线（2分）两条曲线（2分）n取值（1分）

2.如图所示T－s图上理想气体任意可逆过程1－2的热量如何表示？热力学能变化量、焓变化量如何表示若过程1－2是不可逆的，上述各量是否相同(请写出简明的作图方法。)答：对可逆过程热量为面积1-m-k-2-1，热力学能变化量为面积1-m-n-2v-1焓变化量为1-m-g-2p-1。

对不可逆过程热量无法表示，热力学能和焓变化量相同

三、计算题：（共50分）

1.压气机在95kPa、25℃的状态下稳定地以340m3/min的容积流率吸入空气进口处的空气流速可以忽略不计；压气机排口处的截面积为0.025m2，排出的压缩空气的参数为200kPa、120℃压气机的散热量为60kJ/min。已知空气的气体常数Rg=0.287kJ/(kg.K)比定热容cV=0.717kJ/(kg.K)，求压氣机所消耗的功率（16分）

解：以压气机中空气为研究对象，其稳定工况的能量方程为

将以上数据代入式（a）可得压气机所消耗的功率為：

2.在高温环境中有一容器，A侧装有2kg氮气压力为0.07MPa，

温度为67℃；B侧装有8kg氮气压力为0.1MPa，温度为17℃。N2

2kgA和B的壁面均为透热壁面它们之间用管道和阀门相连，见附0.07MPa图现打开阀门，氮气由B流向A氮气可视为理想气体，已知67℃

kJ/(kg·K)若压力平衡时容器中气体温度为t2=40℃，试求：⑴

平衡时终压力P2；⑵吸热量Q；⑶气体的熵变（18分）

⑵按题给，系统不对外作功有

3.将100kg温度为30℃的水与200kg温度为80℃的水在绝热容器中混合，假定嫆器内

壁与水之间也是绝热的且水的比热容为定值，取c=4.187kJ/(kg?K)环境温度为17℃。求混合过程导致的可用能损失（16分）

解：以绝热熔器内水為研究对象，由其能量方程可得

混合过程的做功能力的损失为

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