1．某一刚性绝热容器中有一隔板将容器分为容积相等的两部分，每一部分的容积均 为0.1m3.如容器一边是温度为４０℃，压力为４bar的空气，另一边是温度为１７℃， 压力为３bar的空气。当抽掉隔板后，两部分空气均匀混合达到平衡，求混合后空气 的温度，压力。（12分）
2．某换热器用蒸汽加热流体。已知蒸汽进入换热器时h1=2870kj/kg，s1=7.8348,流出
换热器时干度x=0.85,h’=504.78kj/kg, h’’=2706.6kj/kg，s’=1.5301,s’’=7.1286.求： （1）若加热量为3600000kj/h，求所需供蒸汽量；
（2）若被加热流体为水，却水吸热后温度升高15℃，求被加热水流量； （3）若环境温度为15℃，求该过程引起的熵增和作功能力损失。（12分） 3．．下图所示为用于生产冷空气的设计方案，热/冷源及空气参数如图中所示。试求生 产1㎏冷空气至少要加给装置多少热量Qhmax。空气定压比热：cp=1.01kj/㎏℃。
（共8分）
T1=550K Q1 水：20℃，1bar 水：5℃，1bar 水冷系统 Q 2 T2=300K
工程热力学试题（二）
一：判 断（每题1分,共10分）
1．系统吸热温度必然升高。 （ ） 2．理想气体比热可以是负值。 （ ） 3．由于有冷热流体流进流出，所以开口系统不可能是绝热系统。（ ） 4．饱和空气的干球温度，露点温度，湿球温度都相等。 （ ） 5．采用热电循环后，其循环热效率提高。 （ ） 6．工质经任何一种循环，其熵变为零。 （ ） 7．通用气体常数R0与气体的性质和状态均无关。 （ ） 8．热能可以全部转变为机械能。 （ ） 9．随着冷凝温度的提高和蒸发温度的降低蒸气压缩式制冷循环
的制冷系数降低。 （ ）
10．由于绝热的原因，绝热压缩耗功较定温压缩少。 （ ） 二：选 择 题 （每题1分，共10分）
1．一热机按某种循环工作，自温度T1=2000K的热源吸热1000KJ，向温度 为T2=300K的冷源放热100KJ，则该热机为：
A）可逆 B）不可逆 C）不可能 2．Q=⊿H+m⊿C2/2+mg⊿z+wS适用于：
A）开口系统任何过程。 B）稳定流动过程。
C） 可逆稳定流动过程。 D）理想气体稳定流动过程。 3．Q=Cvm⊿T+∫PdV适用于：
A）闭口系统任何过程。 B）闭口系统理想气体可逆过程。 C）闭口系统任何工质可逆过程。 4．ηt=1-T2/T1适用于：
A）理想气体卡诺循环。 B）任何工质卡诺循环。 C）理想气体可逆热机循环。
5．已知空气V=600 升，压力表读数为5bar，温度为 70 ℃ 则其质量为：m=Pv/RT=(5×105 ×0.6)/(8314×343。15)（kg），式中错误有： A）一处。 B）两处。 C）三处。 6．经不等温传热后：
A）热量的可用能和废热均减少。B）热量的可用能减小，废热增大。 C）热量的可用能不变，废热增大。
7．湿空气处在一定温度及压力下，湿空气的密度越小，则： A）含湿量越大。 B）含湿量越小。
C）含湿量多少不一定。
8．理想气体经历一不可逆绝热过程，该过程中工质的技术功为： A）wt=-∫vdp B) wt=u1-u2 . C)wt=h1-h2.. 9．工质的熵增加，意味着工质的：
A）Q＜0。 B＝Q＞0 C）Q=0。 D）Q不确定。
10．等量空气从相同的初态出发分别经过不可逆绝热过程A和任意可逆过程B到达相同的终态，若空气的热力学能变化分别用ΔUA和ΔUB表示，则
A） ΔUA ＜ΔUB B ΔUA ＞ΔUB C＝ ΔUA=ΔUB D＝ ΔUA=ΔUB=0
三：填充题 （共38分）
1．稳定流动能量方程可写成 ： 应用于绝热节流的简化形式为：
应用于换热器时可简化为： 用于喷管的简化形式为：
（6分）
4．定质量理想气体经历由四个可逆过程组成的循环，1-2为可逆绝热过程；2-3为多变过程；3-4为可逆绝热过程；4-1为定容过程。试求：
（1）填充表内所缺数据。
（2）将该循环表示在p-v 图及T-s图上。 （3）判断是热机还是制冷机，并求出ηt或ε
１
。
（共12分）
过程 Q kj △U kj W KJ 1-2 0 470.7 2-3 547.3 164.2 3-4 0 4-1 -209.6 0 p T
v
S
属于： ?t(?1)?
2.在给出的水蒸汽h-s图上，标示下列水蒸汽状态点。
h (1) 焓为h1的未饱和水．
(2)焓为h2的饱和水． (3)焓为h2，t1的湿蒸汽．
S (4) 压力为p1的饱和蒸汽．
(5) 汽液性质相同的状态点．
（5分）
3．在下图所示的绝热容器A，B中，装有相同的理想气体。 已知：TA，pA，VA和TB，PB，VB，比热容CV可看作常量，比热力学能与温度的关系为 u=cvT。若管路，阀门均绝热，写出打开阀门后，A，B容器中气体的终温与终压的表示式。 （10分）
A B A
4．．在湿空气的焓湿图上表示出A点所对应的露点温度（tdew）湿球温度（tw）, 含湿量（d），并将Ａ－Ｂ的绝热加湿过程示意性地表示出来。
h A d
(共5分)
四、计算题（共42分）
1．.有一压气机将压力为1bar,温度为27℃的10kg空气压缩到压力为6bar，试按多变指数n=1.2的多变过程求出下列各值。
（４）所需理论压缩功。 （５）压缩过程中交换的热量。
（６）将上述功和热量表示在p-V图及T-S图上。 P T
V S (共12分) 19．某热泵机组用R22作制冷剂。压缩机进口为蒸发温度下的干饱和蒸气，出口为2.2Mpa,105℃的过热蒸气，冷凝器出口为饱和液体，蒸发温度为-10℃。当夏季室外温度为35℃时给房间制冷，当冬季室外温度为0℃时供暖，均要求室温能维持20℃。若室内外温差每1℃时，通过墙壁等的传热量为1100kj/h。求： （1）将该循环示意图表示在lnp-h图上； （2）求制冷系数；
（3）室外温度为35℃时，制冷所需的制冷剂流量； （4）供暖系数;
（5）室外温度为0℃时，供暖所需制冷剂流量。
已知R22的物性参数如下：t=-10时：饱和液h’=188.7kj/kg，饱和气h’’=398.7kj/kg； p=2.2Mpa时：饱和液h’=270.5kj/kg，饱和气h’’=414.1kj/kg；
p=2.2Mpa t=105℃时：h=485.7kj/kg （15分） 3．利用热水取暖，进入取暖器的热水温度为95℃，流出时温度为70℃，若室内温度
维持20℃，为维持室内温度恒定需供热36000kJ/h,求（1）热水流量(kg/s)；（2）以水为系统，求过程的熵流、熵产及作功能力损失；（3）若采用电加热器，加热器的功率多少？作功能力损失多少？已知，水的焓值近似为：h?4.187kj/kg环境大气温度为0℃。假定空气作理想气体，比热容取定值，气体常数
=287J/(kg·K)、
cp=1005J/(kg·K)。（15分）
3．.某位发明家研制了一种可兼作制冷和热泵用的机器，声称若环境温度
=283K，
压力 pb=0.1013MPa，该装置耗电功率7.5kW，每小时可将100kg0℃的水制成0℃的
冰，同时使散热率为5×kJ/h的房间保持恒温t=25℃，请评价其发明的可能性。（设
水0℃时凝固热335kJ/kg。）（20分） 2. 容积V=0.5m3
的空气初压=0.3MPa,初温=150℃,经膨胀过程到终态
=0.08MPa,
=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
=287J/(kg·K)；
=1005 J/(kg·K)
。（10分）
1. 人体热量的消耗率通常为356kJ/h,在作激烈运动时则达628kJ/h。在热天皮肤经由汗的蒸发来散热,若汗的蒸发在定压且与皮肤相同温度(27℃)下进行,问运动时多余热量需每小时蒸发多少汗才能排出？（10分）
已知：t=26℃： h'=108.95 kJ/kg、h\； t=28℃：h'=117.31 kJ/kg、h\
3. 刚性容器内有2kg,35℃,2MPa的氮气,向容器内注入适量的氧气,使容器内压力达3MPa,若过程中温度维持不变,求加入氧气的质量。氧气比热容取定值, 气体常数
=260J/(kg·K)、
=917J/(kg·K)；氮气比热容取定值, 气体常数
=297J/(kg·K) ；
=1038J/(kg·K)
。(10分)
4. 利用热水取暖，进入取暖器的热水温度为90℃，流出时温度为50℃，若室内温度维持20℃，为维持室内温度恒定需供热36000kJ/h,求（1）热水流量(kg/s)；（2）以水为系统，求过程的熵流、熵产及作功能力损失；（3）若采用电加热器，加热器的功率多少？作功能力损失多少？已知，水的焓值近似为 ；环境大气温度为0℃。假定空气作理想气体，比热容取定值，气体常数
=287J/(kg·K)、
=1005J/(kg·K)。（15分）
5．欲设计一热机，使之能从温度为973K的高温热源吸热2000kJ，并向温度为303K
的冷源放热800kJ。（1）问此循环能否实现？（2）若把此热机当制冷机用，从冷源吸热800kJ，能否可能向热源放热2000kJ？欲使之从冷源吸热800KJ，至少需耗多少功？
5. 活塞压缩机每分钟转速360转，从环境吸进21℃的空气14
将之压缩到0.52
MPa输出。设压缩过程为可逆多变过程，多变指数为1.3,压缩机容积效率ηV=0.95。求:(1) 所需输入压缩机的功率；(2) 余隙容积比及活塞排量。空气作理想气体,比热容取定值；空气气体常数
=287J/(kg·K)、
=1005J/(kg·K)、环境大气压pb=0.1013
MPa。（15分）
6. 用一台水泵将井水从6m深的井里泵到比地面高30m的水塔中，水流量为25m3/h。水泵消耗功率为12kW。冬天井水的温度为3.5℃。为防止结冰，要求进入水塔的水温不低于4℃。整个系统及管道均包有一定厚度的保温材料，问是否有必要在管道中设置加热器？如有必要的话，需加入多少热量？设管道中水进出口的动能差可忽略不计；水的比热取定值cp=4.187 kJ/(kg·K),水的焓差；水的密度取1000kg/m3。
（10分）
工程热力学试题（二）
一：判 断（每题1分,共8分）
3．p1v1/T1=p2v2/T2 也适合于理想气体不可逆过程。 （ ）