工程热力学考研试题及答案
1.湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中,不相互独立的一对是(D )
D .(p,t)2.在不可逆循环中(B )A .
∂q
T >ds
于(AC )A .RT ln
D .RT ln
p 1
p 2
B .RT ln
p 2p 1
C .RT ln
v 2v 1
B .
∂q
T
C .
∂q ∂q =ds D .T T ≥ds
v 1
v 2
E .(p2v 2-p 1v 1)
17.δq =dh -vdp 适用于 AC
A .可逆过程,理想气体 B .不可逆过程,理想气体 C .可逆过程,实际气体D .不可逆过程,实际气体 E .任意过程,任意气体
18.再热压力若选得合适,将使(BCDE )
3.比热容c p 为定值的冷热流体,热流体T 1,冷流体T 2,定压混合后的温度为T ,其每公斤热流体熵的变化量为( A )
A .
T
∆s =c p ln
B .
T
∆s =c p ln 2
T 1
T 1
C .∆s =c T P
D .∆s =Q
p ln 2T +Rln 2
1P 1
T
4.在理想气体的多方程中,多方指数n 取实数值的范围是(B A .
-∞<n ≤k B .
-∞<n
5.用干湿温度计测量未饱和湿空气的露点时,湿球温度t w ,干球温度t 和露点t DP 之间的关系是(A )A .t DP tw >t C .t DP =tw =t D .t w > tDP >t
6.如果孤系内发生的过程都是可逆过程,则系统的熵(C ) A .增大 B .减小 C .不变 D .可能增大,也可能减小
7.δq =c v dT +pdv 适用于(A )A .可逆过程,理想气体 B .不可逆过程,理想气体C .可逆过程,实际气体 D .不可逆过程,实际气体 8.电厂蒸汽动力循环回热是为了(C )A .提高循环初参数 B .降低循环终参数C .提高平均吸热温度 D .提高汽轮机的相对内效率
9.活塞式压气机采取分级压缩( C )A .能省功 B .不能省功 C .不一定省功 D .增压比大时省功 10.理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大,将使生产1kg 压缩空气的耗功量(C )A 增大 B .减小C .不变 D .的变化视具体压缩空气的耗功量
11.下列各项中,不影响燃烧过程热效应的是(C )A .反应物的种类 B .反应温度C .反应速度D .反应压力
12.欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用(C )A .渐缩喷管B .渐扩喷管C .缩放喷管D .前后压差较大直管
13.水蒸汽h -s 图上定压线(C .在湿蒸汽区是直线,在过热蒸汽区是曲线
14.为提高空气压缩制冷循环的制冷系数,可以采取的措施是(D ) A .增大空气流量 B .提高增压比C .减小空气流量 D .降低增压比
15.在范德瓦尔方程中,常数b 为考虑气体 而引入的修正项。(C )A 分子间内位能 B .分子运动动能C .分子本身体积D .分子间相互作用力
二、多项选择题16.理想气体可逆等温过程的体积变化功w 等
A .汽耗率提高B .热耗率提高 C .循环热效率提高 D .排汽干度提高E .平均吸热温度提高
19.马赫数小于1的气流可逆绝热地流过缩放管时,如果把喷管的渐扩段尾部切去一段,在其他条件不变的情况下,其
( BDE )A .流量变小B .流量不变 C .流量变大
D .出口压力变大E .出口速度变大 20.不可逆循环的热效率(BE )
A .低于可逆循环的热效率 B .在相同的高温热源和低温热源间低于可逆循环的热效率
C .高于可逆循环的热效率
D .在相同的高温热源和低温热源间高于可逆循环的热效率 E .可能高于,也可能低于可逆循环的热效率
三、填空题21 .理想气体的可逆过程方程式
pv n =常数,当n = ∞ 时,即为等体过程。 22.在一定的压力下,当液体温度达到 饱和 时,
继续加热,立即出现强烈的汽化现象。
23 .湿空气的绝对温度是指 lm 3湿空气中所含水蒸汽的 质
量 。
24.火电厂常用的加热器有表面式和 混合 式。 25.可逆绝热地压缩空气时,无论是活塞式压气机还是叶轮式压气机,气体在压气机内的
状态变化 规律是相同的。
26.理想气体的绝热节流效应是 零效应 。
27.利用平均比热表计算任意体积气体在定压过程中的吸热量时,应使用公式 Q =V 0
(c' t 2t 1
p |0⋅t 2-c ' p |0⋅t 1)
。
28.图示通用压缩子图上一状态点 A ,其位置表明: 在该状态下气体分子之间的相互作用力
主要表现为 排斥 力。
29.正循环是将热变功 的循环。
30.热力过程中工质的变化量只取决于过程的初终状态 ,而与过程的路径无关。
四、名词解释题(本大题共5小题,每小题3分,共15分) 31.工质:实现热能与机械能互相转换的中间媒介物质称为工质。 32.燃气轮机装置的回热度:实际回热所利用的热量与极限回热利用的热量之比。
33.水的临界点:在一定温度和压力下,饱和水及饱和汽已不再有区别。这一温度及压力在状态参数图上所对应的点。
34.混合气体的分体积:各组分气体在温度等于混合气体的温度,六、计算题(本大题共4小题,共25分)
41.lm 3空气,p 1=2×105Pa ,定温膨胀到体积为原来的两倍,求全部气体所作的膨胀功和气体的吸热量。
W =p 1V 1ln
V 22
=2⨯105⨯1⨯ln =138624J =138. 6kJ V 11
∆V =0 ∴Q T =W =138. 6kJ
42.朗肯循环如右图,各点焓值为:
h 1=3464kJ/kg, 压力等于混合气体的总压力的条件下,单独占有的体积。 35.体积功:由于热力系的体积变化而与外界交换的功量。 五、简答题(本大题共5小题,每小题5分,共25分) 36.简述功和热量的主要共同特征。(1)功和热量都是系统之间能量传递的度量;
(2)都必须穿越系统边界; (3)都是过程量。 37.当工质入口参数不变的情况下,用什么方法可以改变既定渐缩喷管的流量?流量是否可任意增大?为什么?对渐缩喷管可采用改变进出口压力的办法来改变流量,(2分)但当压力比达到临界压力比时,流量达最大流量,此时再降低背压也不会使流量增大。最大流量受到临界压力的限制。(3分)
38.分析电厂采用回热后, 提高循环热效率外,对锅炉、汽轮机、凝汽器产生的影响。
(1)采用回热后:虽然汽耗率增加但热耗率降低了,锅炉中换热量减少,故换热面积减小。(2)汽轮机最后几级流量减少,使汽轮机第一级叶片太短,最末一级叶片太长的问题得到改善。(3)因排汽量减少,凝汽器换热面也可减少
39.在实际设备中,多方指数n 在整个变化过程中不是一个确定的值。在热工计算中,为了简便,当n 的变化范围过大或不大时,
应如何处理?
当n 的变化范围过大时,可将实际过程分段,每一段近似认为不变,各段的n 不可不同。
当n 的变化范围不大时,可用一个不变的平均多方指数近似实际的n 。
40.从热力学第二定律的角度看,从相同的初温加热,吸取相同的热量,气体的定体、定压、定温哪种过程好?为什么? 定体过程最好,定压次之,定温最差。原因是在此情况下吸取相同的热量中定体过程的废热最小,定压次之,定温最多。
h 2=1982kJ/kg, h 3=121kJ/kg, h 4=134kJ/kg,
求该循环的热效率ηt 和汽耗率?(5分)
ηw 0(h1-h 2) -(h4-h 3) t =
p =1h 1-h 4
=
(3464-1982) -(134-121)
3464-134 =0. 44
(3分)
d 0=
3600w =3600
(3464-1982) -(134-121)
=2. 45(kg/kW∙h) 0 (2分)
如果ηt 和d 0的计算中都忽略水泵耗功,也视正确计算。 43.3kg 空气,温度为20℃,压力为1MPa ,向真空作绝热自由膨胀,体积增加了4倍,求此过程的有效能损失。当时环境温度为27℃,空气的折合分子量为28.9。(5分)
44.压力p 1=0.1MPa ,温度t 1=20℃的空气,定体加热到t 2=300℃后又定温膨胀到p 3=0.1MPa ,并在该压力下经放热后回到初态,求:
1. 该循环的最高压力;2. 该循环的循环热效率;3. 画出该循环的T -S 图。
(比热取定值,空气折合分子量为28.9)