工程热力学复习题 - 07 下载本文

A 提高初压; B提高初温; C降低排汽压力; D采用回热

12. 以下( C )措施,不能提高蒸汽朗肯循环的热效率。

A 提高新汽温度; B提高新汽压力; C提高乏汽压力; 13. 在环境温度为 300K 的条件下,一可逆机工作于两个恒温热源( 2000K ,

400K )之间,吸热200kJ ,其中可用能为( B ) A 160 kJ; B 170kJ; C 180 kJ; D 210kJ

14. 某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态,表达式( A )正确。

A.ds>dq/T; B.ds < dq/T; C.ds=dq/T。 15. 经历一不可逆循环过程,系统的熵( C )

A 增大; B 减小; C 不变; D可能增大,也可能减小。 16. 理想气体绝热流经节流阀,节流后稳定截面处的焓值( C )

A. 升高; B. 降低 ; C. 不变; D. 无法确定

17. 恒温热源温度为 T1 恒温冷源温度为 T2 ,环境温度为 T0 ,热源提供热

量 Q1 中的有效能为( A )

A. 热量 Q1 减去 Q1 中的无效能; B.卡诺循环热效率乘以 Q1;

?T0?T0C.Q1; D. ?1??Q1 T1?T2?18. 水蒸气动力装置循环不采用卡诺循环是因为( C ) A 水蒸气不易实现定温过程;

B 在p-v图上水蒸气的定温线与绝热线的斜率相差不大,故循环净功极微;

C 在湿蒸汽区水的临界温度与环境温度的温差较小; D 压缩过程耗功较大。

19. 蒸汽动力装置基本循环的热效率随 A 而提高。

A 新蒸汽的初温和初压提高; B 新蒸汽的初温和初压下降; C 新蒸汽初温下降和初压提高; D 新蒸汽的初温提高和初压下降 20. 一绝热刚体容器用隔板分成两部分,左边盛有高压理想气体,右边为真

空,抽去隔板后,容器内的气体温度将 A A 升高 B 降低 C不变

21. 某容器中气体的表压力为0.04MPa, 当地大气压为0.1 MPa, 则该气体的

绝对压力为 C

A 0.06 MPa B 0.04MPa C:0.14 MPa

22. 气体在某一过程中吸入3100kJ的热量, 同时内能增减了150kJ,该过

程是 A

A 膨胀过程, B 压缩过程 C定容过程

23. 贮有空气的绝热刚性密闭容器中,安装有电加热丝,通电后,如取空气

为系统,则过程中的能量关系有___C__

A Q>0 , ΔU>0 , W>0 B Q=0 , ΔU>0 , W<0 C Q>0 , ΔU>0 , W=0 D Q=0 , ΔU=0 , W=0 24. 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

正比于气球的容积。则气球内的气体进行的是 B 。

A 定压过程 B 多变过程 C 定温过程 D 定容过程 25. 自发过程的特点是 C

A 系统熵必然减少 B 伴随非自发过程才能进行 C 不可逆 D 可逆

26. 不断对刚性密闭容器中的汽水混合物加热,其结果只能是 B

A 全部水变成水蒸汽 B 部分水变成水蒸汽 C 部分或全部水变成水蒸汽 D 不能确定

27. 同一地点,普通锅中的开水与高压锅中的开水 D

A 温度相同,压力不同; B 压力相同,温度不同 C 压力相同,温度相同; D 压力不同,温度不同 28. 以下 C 措施,不能提高蒸汽朗肯循环的热效率。

A 提高新汽温度; B 提高新汽压力; C 提高乏汽压力; D 降低乏汽压力。 29. 准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程 C 。

A 做功无压差; B 传热无温差;

C 移动无摩擦; D 上述任一个都可。

计算题

1. 请分别利用克劳休斯积分不等式、卡诺定理、孤立系统熵增原理来证明以下

热力过程能否发生:热机工作于t1=267℃和t2=27℃之间,工质从高温热源吸收了1000kJ热量,对外作功480kJ。

解:由热力学第一定律:Q1?Q2?W 得:Q2?Q1?W?1000?480?520kJ ①采用克劳修斯积分计算证明

Q1?Q21000?520????0.12?0,不可能发生 T1T2540300T2300?1??0.44 T1540②采用卡诺定理证明

卡诺循环热效率:?c?1? 实际循环热效率:?t?1?Q2520?1??0.48??c,不可能发生 Q11000③采用孤立系统熵增原理证明

?Siso??Q1Q2?1000520?????0.12?0,不可能发生 T1T2540300

2. 在恒温热源T1=700K 和T2= 400K之间进行循环。当W0 =1000KJ, Q2=

4000KJ时,试用计算说明: (1)循环的方向性;

(2)循环是可逆的,还是不可逆的?

3. 一定量的理想气体吸热3349KJ 于定压过程中。已知工质的定容质量比热

cV?0.741 kJ /(kg.k),气体常数R=0.297 KJ /(kg.k)。求该定压过程中工质内能的改变量和对外所作的功。

4. 容积 V =0.5m3 的空气初压 p1 =0.3MPa,初温t1 =150℃,经可逆多变膨胀

过程到终态p2 =0.08MPa, t2 =20℃,求:过程中热力学能、焓及熵的变化量.(空气作为理想气体,其比热容可取定值,气体常数 R=287J/(kg.K);

=1005 J/(kg.K))

kg

J/(kg.K)

kJ kJ

J

5. 2kg空气分别经过定温膨胀和绝热膨胀的可逆过程,如图,从初态

p1=9.807bar,t1=300?C膨胀到终态容积为初态容积的5倍,试计算不同过程中空气的终态参数,对外所做的功和交换的热量以及过程中内能、焓、熵的变化量。

解:将空气取作闭口系

对可逆定温过程1-2,由过程中的参数关系,得

p2?p1v11?9.807??1.961bar v25按理想气体状态方程,得v1?RT1=0.1677m3/kg p1v2?5v1=0.8385m3/kg

T2?T1=573K t2=300?C

气体对外作的膨胀功及交换的热量为

WT?QT?p1V1lnV2=529.4kJ V1过程中内能、焓、熵的变化量为

?U12=0 ?H12=0 ?S12=

QT=0.9239kJ /K T1或?S12=mRln

V2=0.9238kJ /K V1对可逆绝热过程1-2′, 由可逆绝热过程参数间关系可得

'p2?p1(v1k) 其中v2'?v2=0.8385m3/kg v2151.4故 p2'?9.807() T2'?=1.03bar

p2'v2'R=301K t2'=28?C