湖南大学工程热力学试题及答案2

诚信应考,考试作弊将带来严重后果！

湖南大学课程考试试卷

c-cv=Rg

2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式p。„„（ × ）

3. 不可逆过程不能T-s图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。„„„„ （ × ） 4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。„„„„„„„„„（ × ） 5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过程是否可逆，有无耗散效应。„„„„„„„„（ √ ）

6. 自发过程都是不可逆过程，非自发过程都是可逆过程。„„„„„„„（ × ） 7. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。„„„„„（ × ） 8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。„„„„„„„„„„（ × ）9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。„„„„„„„„„„„„„„„（ √ ） 10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。„„„„„„„„„„（ √ ） 三、选择题（每小题2分，共20分）

1. 理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（ B ）。

A.热力学能； B.熵； C.压力； D.温度 2. q=∆u+

⎰pdv适用于 （ B）

B一切气体可逆过程 D理想气体准静态过程

A理想气体可逆过程 C理想气体一切过程

3. 下面参数中，量纲不相同的有（ B ）

A. 比热容 B. 比焓 C. 质量气体常数 D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（ C ）。

A.空气作功量大于其热力学能增量； B.空气作功量等于其热力学能增量； C.空气作功量小于其热力学能增量； D.无法确定 5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大？（ A ）。

A. 100ºC，20bar； B. 200ºC，10bar； C. 100ºC，10bar； D. 150ºC，15bar 6. 某制冷机在热源T1=300K及冷源T2=250K之间工作，其输入功W为25kJ，从冷源吸热量Q,2为110kJ，此制冷机是（ C ）。

第 2 页 （共 6 页）

A.可逆的； B.不可逆的； C.不可能的； D.可逆或不可逆的 7.工质不可逆稳态稳流经某控制容积，则此控制容积内，则：（ B ）。

A.储能不变，熵增大 B.储能不变，熵不变 C.储能增大，熵增大 D.储能增大，熵不变

8. 理想气体进行了一个降温，升压的多变过程，则多变指数n满足：( B )

A. n>k； B.n

A.大于0； B.等于0； C.小于0； D.不定

10. 在密闭门窗的房间内，有一台启动的冰箱，将冰箱门打开，经一段时间运行，则室内温度将（ B ）

A.降低； B.升高； C.不变； D.不定 四、简答题（共15分）

1. 某理想气体经历了下述循环：某理想气体经历了下述循环：（I）等容吸热，压强从P1升高到P2；（II）可逆绝热膨胀，压强从P2又回到P1；（III）等压压缩，体积又回

湖南大学课程考试试卷

到循环的初始值，分别在p-v图及T-s图上画出这个循环。（5分） 答：

T

P0V

湖南大学教务处考试

2. 热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达式。（5分） 答：热力学第一定律实质上就是能量守恒与转换定律，即热力过程中参与转换和

第 3 页 （共 6 页）

传递的能量在数量上是守恒的。其表达式为dEiso=0。对于常用的闭口系和稳定流动开口系其表达式为q=Δu+w和q=Δh+1/2Δcf2+gΔz+ws=Δh+wt。

热力学第二定律实质上揭示了热力过程的方向、条件和限度，揭示了能量品质的高低。只有同时满足热力学第一定律和第二定律的过程才能实现。其表达式为dSiso

3. 压气机高压缩比时为什么采用多级压缩中间冷却方式？（画p-v图说明） 答：采用多级压缩、中间冷却，有如下一些好处：

1）可降低排气温度 2）可减少压气机耗功量 3）对于活塞式压气机可提高压气机的容积效率

五、计算题（共40分）

1. 设气缸中1kg空气（可作理想气体处理）经历一可逆多变过程从初态t1=27℃、p1=0.1Mpa压缩到终态p2=1MPa，其多变指数n=1.3。设空气的比热容为定值。求过程的膨胀功、技术功、热量和内能变化量、熵变、焓变。在p-v图上画出该过程，并表示出膨胀功、技术功。（该气体的气体常数Rg=0.287kJ/(kg·K)、绝热指数k=1.4)（10分） 解：

≥0、T

δq

≤0

或

∆s≥⎰

δq

T

。

⎛p⎫T2⎛p2⎫⎛1⎫= ⎪ T2=T1 2⎪=(273+27)* =510.4K ⎪T1⎝p1⎭⎝0.1⎭⎝p1⎭

11

W=m*Rg(T1-T2)=1**0.287*(300-510.4)=-201.3KJ

n-11.3-1Wt=nW=1.3*(-201.3)=-261.69KJ

∆U=mcv(T2-T1)=1*0.717*(510.4-300)=150.8568KJ

Q=∆U+W=150.8568+(-210.3)=-59.4432KJ

n-1

nn-1n

1.-311.3

∆H=mcp(T2-T1)=1*1.005*(510.4-300)=211.452KJ

第 4 页 （共 6 页）

⎛⎛T2⎫⎛P2⎫⎫⎛⎛510.4⎫⎛1⎫⎫

∆S=m cln-Rln=1*1.005ln-0.287ln⎪ ⎪⎪g ⎪ ⎪⎪=-0.127KJ/K p T⎪P3000.1⎝⎭⎝⎭⎭⎝⎝1⎭⎝1⎭⎭⎝

P

0 湖南大学课程考试试卷

湖

4. 已知A、B、C 3个恒温热源的温度分别为500K，400K和300K，有可逆机在这3个热源间工作。若可逆机从A热源净吸入3000kJ热量，输出净功400kJ，试求可逆机与B、C

解：QA+QB=QC+W

∆Siso=

-QAQBQC

-+=0 TATBTC

代入数据：

3000+QB=QC+400

Q-3000QB-+C=0 500400300

解得：QB=-3200 Qc=-600

第 6 页 （共 6 页）