热工基础考试题库1Word格式.docx
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5.绝热过程一定是定熵过程。
6.供热系数一定大于1,制冷系数也一定大于1。
7.实际气体的压缩因子总不等于1。
()
8.任意可逆循环的热效率都是
。
三、填空(本大题16分,每小题2分)
1、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式
2、2kg空气从300K定压加热到700K时的吸热量为kJ(空气比定压热容
=1.004kJ/(kg·
K))
3、当湿蒸汽的干度x=0时,工质全部为。
4、一不可逆热机在高温热源Th和低温热源Tl之间工作。
高温热源熵变–1.5kJ/K;
低温热源熵变2.5kJ/K,热机在绝热压缩过程中熵变0.2kJ/K;
绝热膨胀过程中熵变0.7kJ/K;
取高温热源、低温热源和热机为系统,则完成循环后此系统的熵变
S系=___kJ/K。
5、已知氧气在250K时
=0.913kJ/(kg·
K),
=0.653kJ/(kg·
K)。
则该气体的气体常数R
g=___kJ/(kg·
6、一热泵工作时向高温热源传递热量50kJ,消耗掉的机械能20kJ,供暖系数为。
7、已知氧气在100℃时的定压摩尔热容为29.538J/(mol·
K),氧气的定容摩尔热容为
J/(mol·
K)。
8、稳定流动系统能量方程式
的适用条件:
四、计算(本大题20分,每小题10分)
1、空气初态为p1=1.0bar、温度t1=20℃,经过三级活塞式压气机后(采用中间冷却),压力提高到12.5MPa,气缸中的压缩多变指数均为n=1.25。
现以压气机所需的功量最小为条件,(Rg=287J/kg.k)求:
2、空气在第一级气缸中压缩后所达到的压力p2;
3、生产1kg气体压气机所消耗的总功。
温度为1427℃的恒温热源,向维持温度为500K的工质传热100kJ。
大气环境温度为300K。
试求传热量中的有效能及传热过程引起的有效能损失(即作功能力的损失)。
五、计算(本大题32分,每小题16分)
1热力循环过程如图所示。
其中1-2为绝热压缩过程,2-3为定容吸热过程,3-4为定压吸热过程,4-5为绝热膨胀过程,5-1为定容放热过程。
已知各点的温度分别为T1、T2、T3、T4、T5。
(1)在T—S图上绘出该循环。
(2)将该循环热效率用各点温度表示出来,设比热比k为常数。
2一回热式压缩空气制冷循环的循环增压比为3,压气机入口温度为20℃,循环的最低温度为-100℃,求循环的制冷系数及冷库的温度。
空气可视为比热容是定值的理想气体。
一、1、a2、c3、a4、b5、b6、a7、c8、c
二、1、×
2、×
3、×
4、×
5、×
6、×
7、×
8、×
三、1、
2、803.23、饱和水4、1kJ/K5、0.266、2.57、21.224
8、任何工质的稳定流动,可逆过程
四题、
1、
2、传热量中的有效能
kJ
kJ
有效能损失:
82.4-40=42.4kJ
五题、1
2解:
循环的T-s图参见下图的循环1R-2R-5-3R-4-1-1R,循环中工质吸热量
循环消耗净功
据制冷系数的定义
试卷二
1、已知当地大气压Pb,真空表读数为Pv,则绝对压力P为()。
(a)P=Pb-Pv(b)P=Pv-Pb(c)P=Pb+Pv
2、提高活塞式压气机的增压比,压气机的容积效率()。
(a)减小(b)增大(c)不变
3、若要使得气流由亚音速变成超音速,则喷管的形状应该选择()。
(a)渐缩型(b)渐扩型(c)缩放型
4、随着压力的提高,饱和水的汽化潜热将()
(a)增大(b)减小(c)维持不变
5、平衡过程是可逆过程的()条件。
(a)充分(b)必要(c)充要
6、汽油机可以理想化为()循环,进行理论分析。
(a)定压加热(b)定容加热(c)混合加热
7、简单可以压缩热力系统的状态可由( )
(a)两个状态参数决定 (b)两个具有物理意义的状态参数决定
(c)两个可测状态参数决定 (d)两个相互独立的状态参数决定
8、一理想气体其初始温度为1373K,经定容放热后其出口温度为443K,该理想气体初终态压力值比为()
(a)3.1倍(b)6.47倍(c)0.323倍(d)2.864倍
1、水蒸气在定温过程前后温度不变(
),其热力学能也不变。
2、工质的温度越高,所具有的热量也就越大。
3、气体吸热后一定膨胀,内能一定增加。
4、平衡状态不一定是均匀状态。
5、理想气体不可能进行吸热而降温的过程。
6、理想气体的
、
值与气体的温度有关,则他们的差值也与温度有关。
7、经不可逆循环,工质无法恢复为原来状态。
8、封闭系统中发生放热过程,系统熵必减少。
三、填空(本大题16分,每小题2分)
1、工质在温度为30℃的恒温热源和-20℃的恒温冷源之间工作,该循环的最高制冷系数为。
2、已知空气(Rg=287J/kg.k)在多变指数为1.25的压缩过程中进行压缩,温度由20℃变为90℃。
该过程所耗的压缩功为J/kg。
3、露点是对应于湿空气中水蒸汽分压力下的温度。
4、氧气瓶中的氧气容积是0.4m3,氧气压力为10MPa,设氧气的焓值为12100kJ,则氧气的内能为kJ。
5、氧气的初始温度为300K经历了一不可逆过程达到400K,已知
K),则该气体的气体焓值变化为kJ/kg。
6、一理想气体初始温度为25℃,压力为1Mpa,经定容过程到达终态,这是压力为2.5Mpa其终态温度为℃
7、理想气体初态热力学能为U1经可逆绝热过程终态热力学能为U2,则该过程的膨胀功为
8、熵增加的过程(填一定或不一定)是不可逆过程。
1、有一可逆热机,如图所示,自高温热源t1吸热,向低温热源t2和t3放热。
已知:
t1=727℃,t3=127℃,Q1=1000kJ,Q2=300kJ,W=500kJ,
求:
(1)Q3=?
(2)可逆热机的热效率?
(3)热源温度t2=?
(4)三热源和热机的熵变?
如从-20℃的低温物体将419000kJ/h的热量排给15℃的环境介质,求理想情况下每小时所消耗的功和排给环境介质的热量。
1、进入渐缩喷管的空气的参数为p1=15.68×
104Pa、t1=15℃,喷管的背压pb=9.8×
104Pa,,若空气的质量流量qm=0.6kg/s,初速度略去不计。
(空气k=1.4,Rg=0.287(kJ/kg.K))试求:
(1)合理选择喷管形状
(2)喷管出口截面空气的温度和比容(3)喷管出口截面空气的流速(4)喷管出口截面积
某活塞式内燃机定容加热理想循环如图,压缩比ε=10,气体在压缩冲程的起点状态是p1=100kPa、t1=35℃。
加热过程中气体吸热650kJ/kg。
假定比热容为定值,且cp=1.005kJ/(kg·
k),κ=1.4,求:
(1)循环中各点的温度和压力;
(2)循环热效率;
(3)若膨胀过程持续到5(p5=p1)画出循环T-s图,并分析循环热效率提高还是下降
一、1、a2、a3、c4、b5、b6、b7、d8、c
4、√5、×
三、1、5.12、803603、饱和4、81005、91.36、409.77、U2-U18、不一定
四、1、
℃
热源1的熵变
热源2的熵变
热源3的熵变
热机的熵变为0
2、
五、1、临界压力比
,所以应选择减缩喷管
出口参数:
m3/kg
K
m/s
出口截面积:
m2
2、
所以
kJ/(kg·
k)
绝热压缩
kPa
点3:
点4:
循环热效率:
由图可知,进行定容放热时,其平均放热温度为T2m
若膨胀过程持续到5(p5=p1),其平均放热温度为T'
2m
因为
其中平均系热温度不变,T2m〉T'
所以循环热效率将提高
试卷三
1、热能转变为机械能的唯一途径是通过工质的( )
(a)膨胀 (b)压缩 (c)凝结 (d)加热
2、生产增压比相同、质量相同的同种压缩气体,余隙容积变大对活塞式压气机所消耗的比功的影响()。
(a)增大(b)减小(c)不变
3、已知CO2和N2的压力及温度均相同,则他们的比体积()
(a)
(b)
(c)
4、经历一不可逆循环过程,系统的熵( )
(a)增大(b)减小(c)不变(d)可能增大,也可能减小
5、在水蒸气定压汽化过程中,工质的温度没有变化,这时工质的热力学能()
(a)增大(b)减小(c)不变(d)可能增大
6、空气中水蒸汽所处的状态( )
(a)可以是饱和状态,也可以是过热蒸汽状态
(b)可能是饱和状态
(c)即不是饱和状态,也不是过热蒸汽状态
(d)只能是过热蒸汽状态
7、能量方程
适用于( )
(a)只要是稳定流动,不管是否为可逆过程(b)非稳定流动,可逆过程
(c)非稳定流动,不可逆过程(d)任意流动,任意过程
8、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)热量Q1减去Q1中的无效能(b)卡诺循环热效率乘以Q1(c)
(d)
1、多变过程即任意过程()。
2、在相同温度的高温热源和低温热源之间工作的卡诺循环效率最高,其他循环的效率都小于卡诺循环的效率()。
3、温度越高热力系所具有的热量越多()。
4、在T—s图上,理想气体的定容线比定压线陡。
5、可逆绝热过程即等熵过程;
反之,等熵过程必为可逆绝热过程。
6、环境温度恒定,若放置在恒温环境中的压力容器的压力表读数也不变,则说明容器中所装工质的质量也不变。
7、定压过程的热量
只适用于理想气体而不适用于实际气体。
8、压缩空气制冷装置循环的制冷系统制冷系数越大,其制冷量越大。
1、一卡诺制冷机,其性能系数COP值为4输入功率为6KW,则其制冷量为( )KW。
2、某热机每完成一个循环,工质由高温热源吸热2000kJ,向低温热源放热1200kJ,在压缩过程中工质得到外功650kJ,则膨胀过程中工质所作的功( )kJ。
3、某理想气体从p1=1MPa,v1=0.4m3可逆定温膨胀到v2=0.8m3,气体对外所做的膨胀功为( )J
4、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( )kJ
5、已知当地大气压为0.2Mpa,压力容器中被测工质的压力为0.1MPa,,此时该工质压力的测量应选用( )(真空计或压力表)测压计。
6、高压气流,当通过喷管时,气体速度得到提升,同时伴随着压力的( )(升高还是降低)
7、工作于927℃和300℃之间的卡诺机,它的热效率为( )
8、单位质量的空气从100℃定压加热到600℃时的吸热量为( )kJ/kg(空气比定压热容
=1.004kJ/(kg·
K))
1、1kmol的理想气体从初态P1=500kPa、T1=340K,可逆绝热膨胀到原来容积的2倍。
设气体cp=33.4kJ/(kmol·
K),cV=25.12kJ/(kmol·
K),试确定气体的终态温度,对外所做的功及熵的变化量
2、一封闭热力系在状态变化过程中放热10kJ,并作出25kJ的功,然后对热力系加热15kJ使其恢复初态。
试问恢复过程中热力系是否作功?
其值为多少?
1、单位质量的空气,初始状态为p1=0.5Mpa,t1=500℃
(1)绝热膨胀到p2=0.1Mpa
(2)定温膨胀到p2=0.1Mpa(3)多变膨胀到p2=0.1Mpa,多变指数n=1.2。
试将各过程画在p-v图和T-s图上,并计算
设过程可逆,且比热容cv=0.718kJ/(kg﹒K),k=1.4
2、水蒸气郎肯循环的新蒸汽压力为100bar,排气压力为0.04bar,新蒸汽温度为350℃,蒸汽轮机的内效率为0.8,对于1kg工质求:
1)理论循环中汽轮机和给水泵的技术功2)理论循环中吸热量、放热量和热效率3)若考虑汽轮机内的不可逆绝热过程,忽略泵耗功,求出实际出口蒸汽的干度、实际出口焓
一、1、a2、c3、b4、c5、a6、a7、a8、a
2、×
4、√5、√6、×
三、1、242、14503、2.8×
1054、1705、真空计6、降低7、52.2%8、502
四题、1、
因为是可逆绝热膨胀过程,是一个定熵过程所以熵的变化量为0
2、根据热力学第一定律
说明热力学能减少了35kJ,若使工质恢复原来状态,需补充35kJ能量
根据
知,外界需对工质做功20kJ
五题、1、
kJ/(kg﹒K)
绝热过程:
=0
等温过程:
多变过程n=1.2:
已知:
h1=3450kJ/kgs1=6.695kJ/(kg﹒K)s2=s1
汽轮机和给水泵的技术功:
汽轮机:
kJ/kg
给水泵:
吸热量:
放热量:
热效率:
实际循环:
试卷四
1、在T-s图上,经过同一状态点的理想气体定容过程线与定压过程线相比,()过程线更陡一些。
(a)定容(b)定压(c)二者一样
2、某理想气体经历一个节流过程,气体压力下降,温度()。
(a)升高(b)下降(c)保持不变
3、提高内燃机定容加热理想循环的压缩比,循环的热效率将()。
(a)增大(b)减小(c)不变
4、理想气体从初态1经历一绝热压缩过程到达终态2,该过程的热力学能变化量为( )
5、不可逆机与可逆机相比,其热效率( )
(a)一定高(b)相等(c)一定低(d)可能高,可能低,也可能相等
6、水蒸汽热力过程热力学能变化量△u=( )
7、在定压加热燃气轮机循环中,为达到提高循环热效率的目的,可采用回热技术来提高工质的( )
(a)循环最高温度(b)循环最低温度(c)平均吸热温度(d)平均放热温度
8、热源温度为1200K,低温热源温度为400K,环境温度为300K,热源提供热量1000J中的无效能为( )
(a)250(b)750(c)300(d)400
1、热力学第一定律适用于任意的热力过程,不管过程是否可逆()。
2、孤立系的热力状态不能发生变化。
3、气体膨胀时一定对外做功。
4、若容器中气体的压力稳定不变,则安装在容器上的压力表读数也不可能有变化。
5、如果从同一始态到同一终态有两条途径:
一为可逆、一为不可逆,那么,不可逆途径的
必大于可逆途径的
6、工质放热,温度一定降低。
7、实际蒸汽动力装置与燃气轮机装置,采用回热后每公斤工质做功量均减少。
8、同温限间的可逆循环的热效率都相等。
1、氧气定压比热容29.538J/(mol·
K),从t1=100℃、v1=0.25m3/kg被定压压缩到v2=0.15m3/kg,放热量为()J/kg。
2、在理想气体的绝热压缩过程中,初、终参数压力与温度的关系为( )。
3、入口为超声速气流,扩压管的形状是( ).
4、工作于两个恒温热源(2000K,500K)间的可逆机,其热效率为( )。
5、已知氮气在100℃时
=29.144J/(mol·
K),则该气体的定容摩尔热容
=_J/(mol·
K)
6、制冷系数为3的制冷机,向环境散热30kJ,则该制冷机的制冷量为( )kJ。
7、当湿蒸汽的干度x=1时,工质为( )状态。
8、一稳定流动开口系,在流动过程中从外界吸收热量20kJ,同时对外作出技术功15kJ,该系统焓值变化为( )kJ。
四、计算(本大题52分,1题、2题16分;
3题20分)
1、活塞式内燃机的定容加热理想循环,工质为空气可视为理想气体,cp=1.005kJ/(kg·
=1.4。
若循环压缩比ε=9,压缩冲程的初始状态为100kPa,27℃,吸热量为920kJ/kg。
试求
(1)各个过程终了时的压力和温度;
(2)循环热效率。
2、空气初态为p1=0.1MPa、t1=20℃,经过二级活塞式压气机后,压力提高到4.9MPa,假定各级压缩过程的多变指数n=1.3。
试求:
(1)以耗功最小为前提的各级压比;
(2)生产1kg压缩空气理论上消耗的功;
(3)各级气缸的出口温度;
(4)若采用单级压缩,压气机消耗的功及出口温度。
(Rg=0.287kJ/(kg·
k))
3、某卡诺热机每分钟从
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