湖南大学工程热力学试题及答案1

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湖南大学课程考试试卷

卷

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每题1分，共10分）

1. 理想气体任意两个状态参数确定之后，气体的状态就确定了。…………（ ）

2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式g v p R c c =-。……（ ）

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：（ ）。 A.热力学能； B.熵； C.压力； D.温度

2. ⎰

+∆=pdv u q 适用于 （ B ） A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程 C 理想气体一切过程

D 理想气体准静态过程

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 ）。

3

A. 100ºC ，20bar ；

B. 200ºC ，10bar ；

C. 100ºC ，10bar ；

D. 150ºC ，15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =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 ）。

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 ；

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：

P

T

S 0

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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。（10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传递的能量在数量上是守恒的。其表达式为dE iso =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+1/2Δc f 2

+g Δz+w s =Δh+w t 。

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

dS iso ≥0、0

≤⎰T

q

δ或

⎰

≥∆T

q

s δ。

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. 空气在气缸中被压缩，由p 1=，t 1=35℃经多变过程达到p 2=，如多变指数n=，在压缩过程中放出的热量全部为环境所吸收，环境温度T 0=300K ，如压缩1kg 空气，求由环境与空气所组成的孤立系统的熵的变化。空气气体常数R g =(kg ·K)、比热容可取定值，

c p =(kg ·K)（15分）

解：

kg p T R /m 737.010

*2.1308

*287v 35

1

1g 1==

=

n n p p

T 1

1

212*T -=）（=308*（1/） =

kg p T R /m 153.010

*0.133.4

5*287v 36

2

2g 2==

=

）（K kg kJ R c g p ⋅=-=-=/717.0287.0004.1c v