工程热力学试题

工程热力学试题

（本试题的答案必须全部写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效）

说明：

1）答题前请考生务必认真阅读说明；

2）考生允许携带计算器；

3）重力加速度g＝9.80m/s2；

4）本套试题中所用到的双原子理想气体绝热指数K＝；

5）理想气体通用气体常数R＝(mol·k)；

6）标准大气压Pa＝；

7）氧原子量取16，氢原子量取1，碳原子量取12，N原子量取14；

8）空气分子量取29，空气的定压比热Cp=(kg·K)。

一、是非题（每题2分，共20分；正确的打√，错误的打×。）

1、系统从同一始态出发，分别经历可逆过程和不可逆过程到达同一终态，则两个过程该系统的熵变相同。（）

2、循环功越大，热效率越高。（）

3、对于由单相物质组成的系统而言，均匀必平衡，平衡必均匀。（）

4、系统经历不可逆过程后，熵一定增大。（）

5、湿空气相对湿度越高，含湿量越大。（）

6、理想气体绝热节流前后温度不变。（）

7、系统吸热，熵一定增大；系统放热，熵一定减小。（）

8、对于具有活塞的封闭系统，气体膨胀时一定对外做功。（）

9、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（）

10、对于实际气体，由焓和温度可以确定其状态。（）

二、填空题（每题5分，共50分）

1、某气体的分子量为44，则该气体的气体常数为。

2、某甲烷与氮的混合气，两组分的体积百分含量分别为70％和30％，则该混气的平均分子量为。

3、300k对应的华氏温度为。

4、卡诺循环热机，从200℃热源吸热，向30℃冷源放热，若吸热率是10kw，则输出功率为。

5、自动升降机每分钟把50kg的砖块升高12m，则升降机的功率为。

6、、30℃的氦气经节流阀后压力降至100kpa，若节流前后速度相等，则节流前管径与节流后管径的比值为。

7、某双原子理想气体的定压比热为，则其定容比热可近似认为等于。

8、容积2m3的空气由、40℃被可逆压缩到1MPa、0.6m3，则该过程的多变指数为。

9、空气可逆绝热地流经某收缩喷管，若进口压力为2MPa，出口

压力为，则喷管出口截面马赫数为。

10、某空调的输入功率为，需向环境介质输出热量，则空调的制冷系数为。

三、计算题（每题20分，共80分，要求写出详细的解答步骤）

1、某刚性容器V＝0.028m3，原装有p1=、t1＝21℃的空气，现将其连接到稳定气源管道上充气，气源气体参数p=、t＝21℃、h＝295kJ/kg。当容器中气体压力达到时阀门关闭。求充气前容器内气体质量和充气后容器中气体可能达到的最高温度。（设气体遵循pV=mR g T、u=）

2、100kg温度为0℃的冰，在20℃的环境中融化为水后升温至20℃，已知冰的融解热为335kJ/kg，水的比热容Cw＝。求：

（1）冰融化为20℃水的熵变；

（2）包括相关环境在内的孤立系的熵变。

3、压力为，质量3kg的某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的三倍，压力和温度分别下降到和27℃。膨胀过程中做功，吸热，求该气体的定压比热Cp和定容比热Cv。

4、某两级空气压缩机的进气参数为100kPa、300K，每级压比为5，绝热效率为，从级间冷凝器排出的气体温度为330K。若空气的比热容可取定值，

求每级压气机的排气温度和生产1kg压缩空气消耗的功。