江苏科技大学复习题

江苏科技大学工程热力学练习题第一单元一判断正误并说明理由给理想气体加热其热力学能总是增加的测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变化在开口系统中当进出口截面状态参数不变时而单位时间内流入与流出的质量相等单位时间内交换的热量与功量不变则该系统处在平衡状态热力系统经过任意可逆过程后终态的比容为大于初态的比容外界一定获得了技术功在朗肯循环基础上实行再热可以提高循环热效率水蒸汽的定温过程中加入的热量等于膨胀功余隙容积是必需的但又是有害的设计压气机的时候应尽可能降低余隙比内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高不可逆过程工质的熵总是增加的而可逆过程工质的熵总是不变的已知湿空气的压力和温度就可以确定其状态二简答题热力学第二定律可否表示为机械能能完全转换为热能而热能不能全部转换为机械能试画出蒸汽压缩制冷简单循环的图并指出各热力过程以及与过程相对应的设备名称用蒸汽作循环工质其放热过程为定温过程而我们又常说定温吸热和定温放热最为有利可是为什么蒸汽动力循环反较柴油机循环的热效率低压气机按定温压缩时气体对外放出热量而按绝热压缩时不向外放热为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济三计算题氧气置于图所示的气缸内缸壁能充分导热且活塞与缸壁无摩擦初始时氧气压力为温度为如果气缸长度为活塞质量为试计算拔除销钉后活塞可能达到的最大速度氧气的比热容空气等熵流经一缩放喷管进口截面上的压力和温度分别是出口截面上的压力已知喷管进口截面面积为空气的质量流量为试求喷管喉部面积及出口截面的面积和出口流速空气的比热容汽油机定容加热理想循环进气参数为若循环压缩比定容增压比假设工质是空气比热可取定值画出循环图及图求循环的最高温度和最高压力计算循环的放热量循环净功及循环的热效率两个质量为的比热容为定值的相同物体处于同一温度将两物体作为制冷机的冷热源使热从一物体传出并交给另一物体其结果是一个物体温度升高一个物体温度降低证明当被冷却物体温度降到时所需最小功第二单元一判断正误并说明理由稳定流动热力系必为平衡热力系技术功是流体的宏观动能宏观位能及所作出的轴功三者之和定义的物质经历一个定温变化过程以后其热力学能变化位零使系统熵增加的过程一定是不可逆过程销钉在初压不变时背压愈低气体通过拉阀尔喷管出口截面上流速和流量都愈大空气可以由被绝热压缩到在增压比相同的情况下有余隙与无余隙的压气机在压缩气体时耗功必相同物质的气化潜热随着饱和温度的提高而增大逆卡诺循环的冷热温差越大则该循环的制冷系数越高当把一定量的气体从相同的初态压缩到相同的终态时则可逆定温压缩过程最为省功二简答题如图所示理想气体有两个任意过程及在同一条绝热线上试问与哪个大若在同一条等温线上结果又如何试在图上表示简单蒸汽动力循环朗肯循环在图上有两个定压线试比较的大小当工质为定值比热容的空气时试问可逆定压过程中加入的热量有百分之多少转变成膨胀功三计算题设环境温度为空气的气体常数绝热指数如图所示已知气缸内空气弹簧刚度活塞直径活塞重可忽略不计而且活塞与缸壁间无摩擦大气压力求该过程弹簧的位移及气体作的膨胀功压气机空气由定温压缩到终态过程中实际消耗功比可逆定温压缩消耗轴功多求压缩每气体的总熵变由不变气体源来的压力温度的空气流经一喷管进入压力保持在的某装置中若流过喷管的流量为来流速度可忽略不计试设计该喷管内燃机混合加热循环的及图如下图所示已知压缩比循环最高压力循环最高温度工质视为空气试计算循环各状态点的压力温度和容积第三单元一判断正误并说明理由稳定流动能量方程不能用于有摩擦的情况在增压比相同的情况下有余隙与无余隙的压气机在压缩气体时耗功必相同迈耶公式适用于一切理想气体在相同的温度和压力下实际气体的比体积必小于按理想气体计算的比体积即物质经历一个定温变化过程以后其热力学能变化为零系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下宏观热力性质不随时间而变化的状态当压力升高饱和温度也升高了故饱和蒸汽的比体积将增大工质流体在开口绝热系统中作不可逆稳定流动则系统熵变大于零采用再热和抽气回热的方式可以提高朗肯循环的热效率任何不可逆过程工质的熵总是增加的而任何可逆过程工质的熵总是不变的计算题图二简答题试在图上表示简单蒸汽动力循环朗肯循环说明组成循环的热力过程并指出在何种设备中进行如图所示理想气体有两个任意过程及在同一条绝热线上试问与哪个大若在同一条等温线上结果又如何向充满湿空气的刚性容器内加入等温的干空气问水蒸气的分压力相对湿度含湿量以及湿空气比焓和比体积如何变化有人提出一个循环其中是可逆定温吸热过程是可逆绝热过程是不可逆绝热过程如图所示分别为平衡状态试问循环能否实现为什么三计算题千克空气在多变过程中吸热时将使其容积增大到原来的倍压力降低一半空气求此过程中空气的热力学能的变化熵的变化对外所作的技术功在和图画出该过程将温度为的水与温度为的水在绝热容器中混合求混合前后水的熵变及做功能力损失水的比热容环境温度压力温度的空气流经一喷管进入压力保持在的某装置中若流过喷管的流量为求喷管的形状出口截面积最小截面及出口处的流速汽油机定容加热理想循环进气参数为若循环压缩比定容增压比假设工质是空气比热可取定值画出循环图及图求循环的最高温度和最高压力计算循环的放热量循环净功及循环的热效率第四单元一判断正误并说明理由闭口热力系统即为定容系统工质流体在开口绝热系统中作不可逆稳定流动则系统熵变大于零物质经历一个定温变化过程以后其热力学能变化为零使系统熵增加的过程一定是不可逆过程绝热节流是等焓过程在相同热源和在相同冷源之间的一切热机无论采用什么工质他们的热效率均相等绝热自由膨胀过程中工质若为理想气体则过程熵增大但气体若是遵循范德瓦尔斯方程则过程熵变为零理想气体的任何绝热过程都可用常数来描述其过程方程仅适用于可逆过程如果饱和液体经历一可逆绝热膨胀过程至一较低的压力部分液体将蒸发二简答题热力学第二定律可否表示为机械能能完全转换为热能而热能不能全部转换为机械能试画出蒸汽压缩制冷简单循环的图并指出各热力过程以及与过程相对应的设备名称用蒸汽作循环工质其放热过程为定温过程而我们又常说定温吸热和定温放热最为有利可是为什么蒸汽动力循环反较柴油机循环的热效率低解释一下为什么深秋的早晨会结露三计算题某气体可作定比热容理想气体处理其摩尔质量摩尔定压热容为定值气体从初态在无摩擦的情况下经过的多变过程膨胀到试求终态温度每千克气体所作的技术功所吸收的热量及熵的变化空气等熵流经一缩放喷管进口截面上的压力和温度分别是出口截面上的压力已知喷管进口截面面积为空气的质量流量为试求喷管喉部面积及出口截面的面积和出口流速空气的比热容某正循环可逆热机在温度为的环境和的的冰间工作最后的冰变为的水试求可逆机能对外作的净功为多少已知冰的溶解热为冰在溶解过程中温度不变水的比热汽油机定容加热理想循环进气参数为若循环压缩比定容增压比假设工质是空气比热可取定值画出循环图及图求循环的最高温度和最高压力计算循环的放热量循环净功及循环的热效率第五单元一简答题画出简单蒸汽压缩制冷制冷循环的图并指出热力过程所对应的设备试在图上表示简单蒸汽动力循环朗肯循环并指出热力过程所对应的设备向充满相对湿度为的湿空气的刚性容器内充入干空气若平衡后容器内温度不变则相对湿度含湿量和水蒸汽分压力怎么变化试写出三种改善燃气轮机热效率的措施二计算题空气进入压气机前的状态为压缩过程按多变压缩处理压缩终了的状态是求多变指数压气机的耗功压缩终了的温度压缩过程中传出的热量设空气的比热容为定值某热机工作于和两个热源之间吸热量环境温度为若高温热源传热存在温差热机绝热膨胀不可逆性引起熵增低温热源传热存在温差试求这时循环作功量孤立系熵增和作功能力损失空气等熵流经一缩放喷管进口截面上的压力和温度分别是出口截面上的压力已知喷管进口截面面积为空气的质量流量为试求喷管喉部面积及出口截面的面积和出口流速空气的比热容内燃机混合加热理想循环已知压缩比定容增压比定压预胀比工质视为空气比热为定值试计算画出循环图循环各状态点的压力温度和比体积计算循环的放热量循环净功及循环的热效率