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工程热力学题集 一、选择题 (每小题 3分，共 分 ) 1.若已知工质的绝对压力 P=0.18MPa，环境压力 Pa=0.1MPa，则测得的压差为 ( B ) A.真空 pv=0.08Mpa B.表压力 pg=0.08MPa C.真空 pv=0.28Mpa D.表压力 pg=0.28MPa 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则 ( A ) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过 程的特点是 ( B ) A.q=0 B. Wt=W C. WtW D. WtW 4.若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的 S必 ( B )可逆过程 S。 A.大于 B.等于 C.小于 D.大于等于 5.饱和蒸汽经历绝热节流过程后 ( C ) A.变为饱和水 B.变为湿蒸汽 C.作功能力减小 D.温度不变 6.绝热节流过程中节流前、后稳定截面处的流体 ( C ) A.焓值增加 B.焓值减少 C.熵增加 D.熵减少 7.空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动，其滞止压力为 0.8MPa，喷管后的压力为 0.2MPa，若喷管因出 口磨损截去一段，则喷管出口空气的参数变化为 ( C ) A.流速不变，流量不变 B.流速降低，流量减小 C.流速不变，流量增大 D.流速降低，流量不变 8.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经 ( A )过程气体终温最高。 A.绝热压缩 B.定温压缩 C.多变压缩 D.多级压缩 9._过程是可逆过程。 ( C ) A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的 C.没有摩擦的准平衡 D.没有温差的 10.绝对压力 p, 真空 pv，环境压力 Pa 间的关系为 ( D ) A.p+pv+pa=0 B.p+pa pv=0 C.p pa pv=0 D.pa pv p=0 11 Q.闭口系能量方程为 ( D ) A. + U+W=0 B.Q+ U W=0 C.Q U+W=0 D.Q U W=0 12.气体常量 Rr( A ) A.与气体种类有关 ,与状态无关 B.与状态有关 ,与气体种类无关 C.与气体种类和状态均有关 D.与气体种类和状态均无关 13.理想气体的 是两个相互独立的状态参数。 ( C ) A.温度与热力学能 B.温度与焓 C.温度与熵 D.热力学能与焓 14.已知一理想气体可逆过程中 ,wt=w,此过程的特性为 ( B ) A.定压 B.定温 C.定体 D.绝热 15.在压力为 p 时 ,饱和水的熵为 s .干饱和蒸汽的熵为 s。当湿蒸汽的干度 0s B.ss s C.ss 16.可逆绝热稳定流动过程中 ,气流焓的变化与压力变化的关系为 ( B ) A.dh=-vdp B.dh=vdp C.dh=-pdv D.dh=pdv 17、 饱和湿空气的相对湿度（ B ） A 1 B. =1 C. 1 D.0t B. tDPtw E. twtDPt 1湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化 _ （ A） U = 0 （ B） U 0 （ C） U 0 （ D） U 0或 U 0 2压气机压缩气体所耗理论轴功 为 _ （ A） （ B） （ C） p1v1 p2v2 3多级（共 Z级）压气机压力比的分配原则应是 _ （ A） i = （ PZ+1 +P1） / Z （ B） i = （ PZ+1 / P1） 1 / Z （ C） i = PZ+1/P1 （ D） i =（ PZ+1 / P1） / Z 4 工质熵减少的过程 _ （ A） 不能进行 （ B） 可以进行 （ C） 必须伴随自发过程才能进行 5闭口系统功的计算式 W = U1 U2_ 适用于可逆与不可逆的绝热过程。 只适用于绝热自由膨胀过程。 只适用于理想气体的绝热过程。 只适用于可逆绝热过程。 1、 B 2、 C 3、 B 4、 B 5、 A 1如果热机从热源吸热 100kJ，对外作功 100kJ，则（ ）。 （ A） 违反热力学第一定律； （ B） 违反热力学第二定律； （ C） 不违反第一、第二定律；（ D） A和 B。 2压力为 10 bar的气体通过渐缩喷管流入 1 bar的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量 变化为（ ）。 流速减小，流量不变 （ B）流速不变，流量增加 流速不变，流量不变 （ D） 流速减小，流量增大 3系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（ ）。 （ A） 系统的初、终态； （ B） 系统所经历的过程； （ C） （ A）和（ B）； （ D） 系统的熵变。 4不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是 （ ）。 （ 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 5（ ）过程是可逆过程。 （ A） .可以从终态回复到初态的 （ B） .没有摩擦的 （ C） .没有摩擦的准静态过程 （ D） .没有温差的 1、 B 2、 A 3、 A 4、 A 5、 C 三、填空题 (每空 1分，共 10分 ) 1.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为 _孤立系 _。 2.在国际单位制中温 度的单位是 _开尔文 (K)_。 3.根据稳定流动能量方程，风机、水泵的能量方程可简化为 _ ws=h2 h1 或 wt=h2 h1_。 4.同样大小的容器内分别储存了同样温度的氢气和氧气，若二个容器内气体的压力相等，则二种气体质 量的大小为 2Hm _小于 _ 2Om 。 5.已知理想气体的比热 C 随温度的升高而增大，当 t2t1 时， 2 1 2 t t t 0 CC 与 的大小关系为 _ 22 1 t 0 t t CC _。 6.已知混合气体中各组元气体的质量分数 i 和摩尔质量 Mi，则各组元气体的摩尔分数 i 为 _ n 1i ii ii M/ M/ _。 7.由热力系与外界发生 _热量 _交换而引起的熵变化称为熵流。 8.设有一卡诺热机工作于 600和 30热源之间，则卡诺热机的效率为 _65.29%_。 9.在蒸汽动力循环中，汽轮机排汽压力的降低受 _环境 _温度的限制。 1.与外界既无能量交换也无物质交换的热力系称为 _孤立 _热力系。 2.热力系的储存能包括 _热力学能、宏观动能、重力位能 _。 3. 已知某双原子气体的气体常数 Rg=260J/(kg k) ， 则其定值比热容 cv=_650_J/(kg k)。 4.已知 1kg 理想气体定压过程初、终态的基本状态参数和其比热容，其热力学能的变化量可求出为 u=_ cp(T2 T1)_。 5.定值比热容为 cn 的多变过程，初温为 T1,终温为 T2，其熵变量 s=_。 6.水蒸汽的临界压力为 _22.12_MPa。 7.流体流经管道某处的流速与 _当地音速 _的比值称为 该处流体的马赫数。 8.汽轮机的排汽压力越低，循环热效率越高，但排汽压力的降低受到了 _环境温度 _的限制。 9.未饱和湿空气的相对湿度值在 _0 与 1_之间。 1理想气体多变指数 n=1，系统与外界传热量 q=_；多变指数 n=， 系统与外界传热量 q=_。 2卡诺循环包括两个 _过程和两个 _过程 3水蒸汽的汽化潜热在低温时较 _，在高温时较 _， 在临界温度为 _。 4在 T S图上，定 压线的斜率是 _；定容线的斜率是 _ 5理想气体音速的计算式： _，马赫数的定义式为： _ 1、功 W ; 内能 U 2、定温变化过程， 定熵变化 3、小， 大， 0 4、对数曲线，对数曲线 5、 a kpv kRT， cM a 1理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围 _ 2蒸汽的干度定义为 _。 3水蒸 汽的汽化潜热在低温时较 _，在高温时较 _，在临界温度为 _。 4理想气体的多变比热公式为 _ 5采用 Z级冷却的压气机，其最佳压力比公式为 _ 1、大于 0，小于 ; 2、湿蒸汽中含干蒸汽的质量 /湿蒸汽的总质量 3、小， 大， 0 4、 1nvnccn 5、 i = （ PZ+1 / P1） 1 / Z 四、名词解释题（本大题共 5小题，每小题 3分，共 15分） 1、 理想气体 : 理想气体满 足克拉贝龙状态方程的气体 ;或者是指由相互间没有作用力的分子构成的气体 , 且分子本身是不占据体积的弹性质点 . 2、 水蒸汽的临界状态：当压力高于确定的临界压力时，定压下的蒸气发生过程不再经历预热、气化和 过热三个阶段，而是在温度为临界温度时连续地从液态转变为气态，这种由临界压力和临界温度确定的 状态称为临界状态。 过热度：过热蒸气的温度与同压下的饱和温度之差称为过热度，单位为开尔文或摄氏度 3、 湿空气的绝对湿度：湿空气中水蒸气的密度，符号 V 4、 湿空气的相对湿度：湿空气中水蒸气的密度 V与其相应温度下的最大密度 S之比 5.熵产 ：不可逆过程中，不可逆因素引起的熵的变化称为熵产。 6.稳定流动 ：是指流体流经管道中任意点的热力状态参数及流速等均不随时间而变化的流动过程。 7.湿空气的焓 ： 湿空气的焓值等于干空气的焓值与水蒸气的焓值之和。 8.控制质量 :闭口系内包含的物质量是恒定的，这种作为研究对象的恒量物质称为控制质量。 9.热量的无效能 :热源提供的热量，在环境为冷源的卡诺循环中，不能转换为功的部分。 10.水蒸汽的饱和状态 :汽化和液化速率相等，成为一种汽液相变的动态平衡的状态。 11. 湿空气的含湿量 :一定体积的湿空气中 所含水蒸汽的质量与其中所含干空气质量的比值。或湿空气 中，每 1kg干空气中所含水蒸汽的质量。 孤立系统： 系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统 。 焓： 为简化计算， 将 流动工质传递的总能 量中，取决于工 质的热力状态 的那部分能量，写在一起， 引 入 一新的物理量，称为焓。 热力学第二定律： 克劳修斯 (Clausius)说法 ： 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。 开尔文一浦朗克 (Kelvin Plank)说法：不可能制造只从一个热源取热使之完全变成机械能而不引起其 他变化的循环发动机。 相对湿度：湿空气的 绝对湿度 v 与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度 s 的比值，称为相对湿度 。 卡诺定理： 1所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切 可逆循环，其 热效率 都相等，与采用哪种工 质无关。 2在同温热源与同温冷源之间的一切 不 可逆 循环， 其热效率 必小于可逆循环 。 理想气体： 气 体分子本 身所具有的体积与其所活动的空间相比非常小，分子本身的体积可以忽略 ，而 分 子间 平 均距离很大，分子 间相 互 吸引力小到 可 以忽略不计时 ， 这种状态的气体便基本 符 合 理想 气体模型 。 水蒸气的汽化潜热：将 1kg饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所需的热量。 五、简答题（本大题共 5小题，每小题 5分，共 25分） 1.何谓水蒸汽参数座标图中的一个点、两条线、三个区域和五种状态？ 一点 :临界状态点 ,其在水蒸汽参数座标图中的位置随工质而异 ; 二线 :饱和蒸气线 (上界线 ):不同压力下饱和蒸气状态的连线 .饱和液线 (下界线 ):不同压力下饱和液状 态的连线。上、下界线合在一起又称为饱和线。 三区：未饱和液区（过冷液区），湿蒸气区，过热蒸气区 五态：未饱和液（过冷液），饱和液，湿饱和蒸汽，（干）饱和蒸汽，过热蒸汽 2.卡诺循环热效率表达式说明了哪三个重要问题？ a.提高热源温度 TH 和降低冷源温度 TL 是提高两恒温热源间可逆循环热效率的根本途径与方法 ;b.TL=0 和 TH 是不可能的 ,故热机热效率恒小于 100%;c.当 TH=TL时 , C=0,说明单一热源热机是造不成的 . 3.平衡状态与稳定态有什么联系与区别 ? 平衡态是指热力系的宏观性质不随时间变化的状态。稳定态是 指热力系的状态不随时间而变化的状态。平衡必然稳定，稳定未必平衡。 4.能量方程 q= u+w 和 q=Cv T+21pdv 的适用条件有何不同 ? 前者：闭口系、任意工质、任意过程；后 者：闭口系、理想气体、可逆过程。 5.夏天，自行车在被太阳晒得很热的马路上行驶时，为什么容易引起轮胎爆破 ? 轮胎内气体压力为 P= VMR,TVMR rr 为常数，当 T升高时 P随之升高，容易引起爆破。 6.不可逆过程熵的变化如何计算 ? 可以选择相同初、终状态间可逆过程熵的变化来计算。 7.准平衡过程与可逆过程有何共同处 ?有何区别 ?有何联系 ? 它们共同处都是在无限小势 差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平衡状态的状态组成的过程。它们 的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损耗。一个可逆 过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。 8.理想气体状态方程有哪些常见形式 ?方程中的常数项与物性是否有关 ? 1kg 气体 :pv=RrT mkg 气体 :pV=mRrT 1mol 气体： pVm=RT nmol 气体： pV=nRT Rr 是气体常数与物性有关， R 是摩尔气体常数与物性无关。 9.干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态参数 各有何特点 ? 干饱和蒸汽： x=1,p=ps t=ts v=v ,h=h s=s 湿饱和蒸汽： 0x1,p=ps t=ts v vv , h hh , s ss 10.何谓汽流在喷管中的临界状态 ?何谓临界压力比 ?理想气体的临界压力比与哪些因素有关 ? 流速为当地音速 (Ma=1)时的状态称为流体的临界状态。 流体临界状态的压力 (临界压力 )与其滞止压力的比值，称为临界压力比。 理想气体的临界压力比只与气体的物性有关 (或比热比 k有关 ) 11.何谓汽耗率 ?何谓热耗率 ?它们与热效率有什么关系 ? 汽耗率是每作 1kw h 功 (每发 1 度电 )的新蒸汽耗量 (汽耗量 )。 热耗率是每作 1kw h 功 (每发 1 度电 )的耗热量。 热耗率与热效率是直接关联的，热耗率越高，热效率就越低； 而汽耗率与热效率就没有这种对应关系，汽耗率低不一定热效率高，汽耗率高也不一定热效率低。 1. 闭口系统从温度为 300K的热源中取热 500kJ，系统熵增加 20kJ K，问这一过程能否实现，为什么？ 1、答：能实现 对于可逆过程的熵有： qds T ，则系统从热源取热时的可能达到的最小熵 增为： 500 1 .6 7 /300 kJds kJ kK ， 2 0 / 1 .6 7 /s kJ k kJ k ，因此该过程是可以实现的。 1. 证明绝热过程方程式。 1、证明：据能量方程： 由于 pvT R ，代入上式得 即 或 整理得出 上式即为绝热过程方程式。 六、计算题 (第 1、 2题每小题 6分，第 3、 4题每小题 8分，共 28分 ) 1.m=1.5kg 空气按可逆定温过程由初态 T1=328K,P1=0.25 106Pa 变化到终态 P2=0.15 106Pa，空气的 Rr=0.287KJ/(kg k)，试求此定温过程的 Q、 W、 U、 H。 Q=mRrTln 21PP =1.5 0.287 328 ln KJ1.721015.0 1025.0 66 W=mRrTln 21PP =Q=72.1KJ U=mCv(T2 T1)=0 H=mCp(T2 T1)=0 2. 某燃气轮机排 气 1.20kg/s，温度为 T1=576K,定压排入温度 T0=283K 的环境；设排气的 Cp=1.021KJ/(kg k)。试求每小时燃气轮机的排气热量中的有效能和无效能。 每小时排气的放热量 Qp: Qp=mCp(T0 T1)=3600 1.2 1.021 (283 576)= 1292341KJ/h 此热量中的有效能 Qa: Qa= TTlnT)TT(mCdT)TT1(mCQ)TT1(m 0010p0TTp0TT 0101 =3600 1.2 1.021 (283 576) 283ln576283 = 405345.2KJ/h 此热量中的无效能 Qu: Qu=Qp Qa= 1292341 ( 405345.2)= 886995.8KJ/h 3.一容积为 0.2m3 的储气罐，内装氮气，其初压力 p1=0.5MPa，温度 t1=37。若对氮气加热，其压力、 温度都升高。储气罐上装有压力控制阀，当压力超过 0.8MPa 时，阀门便自动打开，放走部分氮气，即 罐中维持最大压力为 0.8MPa，问当储气罐中氮气温度为 287时，对罐内氮气共加入多少热量？设氮气比 热容为定值。 (218.0kJ) 第一部分 选择题（共 15分） 一、单项选择题 （本 大题共 15小题，每题只有一个正确答案，答对一题得 1分，共 15分） 1、压力为 10 bar的气体通过渐缩喷管流入 1 bar的环境中，现将喷管尾部截去一段，其流速、流 量变化为。 【 】 A.流速减小，流量不变 B.流速不变，流量增加 C.流速不变，流量不变 D.流速减小，流量增大 2、某制冷机在热源 T1= 300K，及冷源 T2= 250K之间工作，其制冷量为 1000 KJ，消耗功为 250 KJ，此 制冷机是 【 】 A.可逆的 B.不可逆的 C.不可能的 D.可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为 【 】 A. U B. U pV C. 2 /2fU mc mgz D. 2 /2fU pV m c m gz 4、熵变计算式 2 1 2 1( / ) ( / )pgs c In T T R In p p 只适用于 【 】 A.一切工质的可逆过程 B.一切工质的不可逆过程 C.理想气体的可逆过程 D.理想气体的一切过程 5、系统进行一个不可逆绝 热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个【】过程。 【 】 A.可逆绝热压缩 B.不可逆绝热压缩 C.边压缩边吸热 D.边压缩边放热 6、混合气体的通用气体常数，【 】。 【 】 A.与混合气体的成份有关 B.与混合气体的质量有关 C.与混合气体所处状态有关 D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系 7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则 【 】 A.Q 0， U 0， W 0 B.Q=0， U 0， W 0 C.Q 0， U 0， W=0 D.Q=0， U=0， W=0 8、未饱和空气具有下列关系 【 】 A.t tw td B.t td tw. C.t = td = tw D.t = tw td 9、绝热节流过程是【 】过程。 【 】 A.定压 B.定温 C.定熵 D.节流前后焓相等 10、抽汽式热电循环的结果是 【 】 A.提高循环热效率，提高热能利用率 B.提高循环热效率，降低热能利用率 C.降低循环热效率，提高热能利用率 D.降低循环热效率，降低热能利用率 11、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 内的气球进行的是 【 】 A.定压过程 B.多变过程 C.定温过程 D.定容过程 12、气体的容积比热是指 【 】 A.容积保持不变的比热。 B.物量单位为一立方米时气体的比热。 C.物量单位为一摩尔容积气体的比热。 D.物量单位为一标准立方米时气体的比热。 13、抽气回热循环改善了朗肯循环，其根本原因在于 【 】 A.每公斤水蒸汽的作功量增加了 B.排气的热能得到了充分利用 C.水蒸汽的平均吸热温度提高了 D.水蒸汽的放热温度降低了 14、孤立系统是指系统与外界 【 】 A.没有物质交换 B.没有热量交换 C.没有任何能量交换 D.没有任何能量传递与质交换 15、热机从热源取热 1000 KJ，对外作功 1000 KJ，其结果是 【 】 A.违反第一定律 B.违反第二定律 C.违反第一及第二定律 D.不违反第一及第二定律 第二部分 二、判断题 (本大题共 10小题，每题 1分 ,共 10 分 ,答 A表示说法正确 .答 B表示说法不正确 ,本题只需 指出正确与错误 ,不需要修改 ) 16、孤立系统的熵与能量都是守恒的。 （ ） 17、实际气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体。 （ ） 18、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 （ ） 19、在 T S图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 （ ） 20、再热循环的主要目的是提高汽轮机尾部排汽干度。 （ ） 21、任一热力循环的热效率都 可用 = 1 q2/q1 = 1 T2/T1 计之。（ ） 22、孤立系统达到平衡时总熵达极大值。 （ ） 23、一桶具有环境温度的河水与一杯沸水，前者的可用能大于后者。（ ） 24、凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。 （ ） 25、卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度，而与工质的性质无 关。 （ ） 三、填空题 (本大题共 5小题，每空 1分 ,共 12分。 ) 26、混合气体由 N2和 CO2组成，已知 N2的质量成分为 0.72，则混合气体的平均气体常数 Rg,eq= ， 平均摩尔质量 Meeq= 。 (N2的摩尔质量为 0.028kg/mol， CO2为 0.044 kg/mol) 27、冬季取暖，若不采取任何其他措施，室内温度 ，室内相对 湿度 。（填增大， 减少或不变）。 28、湿蒸汽的干度定义为 。已知湿蒸汽的干度为 0.2，其中 干饱和蒸汽的质量为 6 kg，则饱和液体的质量为 kg。 29、氧气的平均比定压热容 0 0800 0 .9 1 4 /( . )cp cc kJ kg K ， 0 01950 0 .9 3 3 /( . )cp cc kJ kg K ， 则 0 019580cp cc ， 0 019580cv cc 。 30、范德瓦尔方程式的表达式为： ，其中常数 a 是对 的修正。常数 b是对 的修正。 四、名词解释 (本大题共 4小题，每题 4分 ,共 16分。 ) 31、干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽和过热蒸汽 32、热容的定义和单位 33、湿空气的露点 34、控制质量 五 /简答题 35、 定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？ 36、简述 蒸汽参数对朗肯循环效率的影响。 37、准平衡过程与可逆过程有何共同处 ?有何区别 ?有何联系 ? 六、计算题 （本大题共 4小题，共 35分。 ) 38、某蒸汽动力厂按一级抽汽回热（混合式）理想循环工作，如图所示，已知新蒸汽参数 p1=4.0MPa， t1=4200C，汽轮机排汽压力 p2=0.007MPa，抽汽压力 pA=0.4MPa，忽略泵功。试求： （ 1）定性画出循环的 T-s图； （ 2）抽汽系数 ； （ 3）循环吸热量 q1，放热量 q2及输出净功 net； （ 4）循环热效率；（ 15分） p (MPa) t (0C) h (kJ/kg) s kJ/(kg.K) Ps (MPa) h (kJ/kg) h (kJ/kg) s kJ/(kg.K) s kJ/(kg.K) 4 420 3261.4 6.8399 0.4 604.7 2737.6 1.7764 6.8943 0.4 2716.3 6.8399 0.007 163.4 2572.6 0.5597 8.2767 1 2 3 45 6 39、一闭口系从状态 1沿 1-2-3途径到状态 3，传递给外界的热量为 47.5kJ，而系统对外作功为 30kJ， 如图所示。 （ 1）若沿 1-4-3途径变化时，系统对外作功 15kJ，求过程中系统与外界传递的热量。 （ 2）若系统从状态 3沿图示曲线途径到达状态 1，外界对系统作功 6kJ，求该过程中系统与外界传 递的热量。 （ 3）若 U2=175kJ,U3=87.5kJ，求过程 2-3传递的热量及状态 1的热力学能。（ 7分） 40、 m=2.26kg理想气体的气体常数 Rg=430J/(kg.k)，比热比 =1.35。初温 T1=477K，经可逆定容过 程后终温 T2=591K。求 Q、 U、 W、 S。（ 7分） 41、空气可逆绝热流过一喷管，入口压力 p1=0.7MPa，温度 t1=800，出口压力 p2=0.15MPa，此喷管 是什么外型的喷管 ?入口空气流速忽略不计，比热容和比热比取定值，分别为 cp=1.004kJ/(kg K)， =1.4， Rg=287J/(kg.k)。求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。（ 7分） 第一部分 选择题（共 15 分） 一、单项选择题（每题只有一个正确答案，答对一题得 1分，共 15 分） 1、 C 2、 B 3、 C 4、 C 5、 C 6、 D 7、 C 8、 A 9、 D 10、 A 11、 B 12、 D 13、 C 14、 D 15、 B 第二部分 非选择题（共 85分） 二、判断题 (本大题共 10小题，每题 1分 ,共 10 分 ,答 A表示说法正确 .答 B表示说法不正确 ,本题 只需指出正确与错误 ,不需要修改 ) 16、 B 17、 A 18、 B 19、 A 20、 A 21、 B 22、 A 23、 B 24、 B 25、 A 三、填空题 (本大题共 5小题，每空 1分 ,共 11分。 ) 26、 0.267kJ/(kg.K) 31.1 10-3kg/mol p V 1 2 34 27、增大 减少 28、饱和蒸汽的质量占整个湿蒸汽质量的比值 24 29、 0.946kJ/(kg.K) 0.686kJ/(kg.K) 30、 2( )( )mmap V b RTV 对气体分子间的引力 对气体分子体积 四、名词解释 (本大题共 4小题，每题 4分 ,共 16分。 ) 31、干度为 1的湿蒸汽为干饱和蒸汽；（ 1分） 蒸汽和水的混合物称为湿饱和蒸汽；（ 1分） 温度高于蒸汽压力下所对应的饱和温度的蒸汽，称为过热蒸汽。（ 2分） 32、物体温度升高 1K（或 1oC）所需热量称为热 容，以 C表示。（ 2分） 单位有 J/(kg.K)、 J/(mol.K)和 J/(m3.K)。（ 2分） 33、在保持湿空气中水蒸气分压力 pv不变的条件下，降低湿空气温度而使其达到饱和状态时所对应 的温度，称为露点。（ 4分） 34、一个热力系统如果和外界只有能量交换而无物质交换，则该系统称为闭口系统。闭口系统内的 质量保持恒定不变，闭口系统又叫做控制质量。（ 4分） 五、简答题 (本大题共 3小题，每题 4分 ,共 12分。 ) 35、定压 n=0，定容 n=，定温 n=1，定熵 n= （ 4分） 36、（ 1）提高初温，可提高热力循环效 率和增大膨胀终点的干度，但受金属材料耐热性能的限制。（ 2 分） （ 2）在相同的初温和背压下，提高初压也可使热效率增大。会使乏汽干度降低，设备强度的问 题。（ 1分） （ 3）降低背压可以显著提高循环热效率。受环境温度的限制。（ 1分） 37、它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平衡状态的状态组成的过 程。（ 2分） 它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损 耗。（ 1分） 一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是 可逆过程。（ 1分） 六、计算题 （本大题共 4小题，共 36分。 ) 38、（ 1）图略。（可参照教材 p329图 10-14） （ 2分） （ 2）抽汽系数 54 4 6 0 4 . 7 1 6 3 . 4 0 . 1 7 32 7 1 6 . 3 1 6 3 . 4 A hhhh （ 2分） （ 3） 1 1 6 3 2 6 1 . 4 6 0 4 . 7 2 6 5 6 . 7 /q h h k J k g （ 2分） 2 2 1 2 2 2 2 2 2 0 .8 1 4s s s sx s s s s （ 2分） 2 2 2 2 2( ) 2 1 2 4 . 0 /h h x h h k J k g （ 2分） 2 2 3( 1 ) ( ) ( 1 0 . 1 7 3 ) ( 2 1 2 4 . 0 1 6 3 . 4 ) 1 6 2 1 . 4 /q h h k J k g （ 2分） 12 2 6 5 6 . 7 1 6 2 1 . 4 1 0 3 5 . 3 /n e t q q k J k g （ 2分） （ 4） 1 1 0 3 5 .3 3 9 .0 %2 6 5 6 .7n ett q （ 2分） 39、对途径 1-2-3，由闭口系能量方程得 1 2 3 3 1 1 2 3 1 2 3 ( 4 7 . 5 ) 3 0 7 7 . 5U U U Q W k J （ 1分） （ 1）对途径 1-4-3，由闭口系能量方程得 1 4 3 1 4 3 1 4 3 1 2 3 1 4 3 7 7 . 5 1 5 6 2 . 5Q U W U W k J （系统对外放热）（ 2分） （ 2）对途径 3-1，可得到 3 1 3 1 3 1 7 7 . 5 ( 6 ) 7 1 . 5Q U W k J （ 1分） （ 3）对途径 2-3，有 323 2 0W pdV （ 1分） 则 2 3 2 3 2 3 8 7 . 5 1 7 5 8 7 . 5Q U W k J （ 1分） 1 3 1 2 3 8 7 . 5 ( 7 7 . 5 ) 1 8 5U U U k J （ 1分） 40、 1 4 3 0 1 2 2 9 / ( . )1 1 . 3 5 1 Vgc R J k g K （ 1分） 0W （ 1分） 21( ) 2 . 2 6 1 . 2 2 9 ( 5 9 1 4 7 7 ) 3 1 7VU m c T T k J （ 2分） 317Q U kJ （ 1分） 2 1 5912 . 2 6 1 . 2 2 9 0 . 5 9 5 /477V TS m c L n L n k J KT （ 2分） 41、 2 1 0 .1 5 0 .2 1 4 0 .5 2 80 .7pp 为缩放型喷管。（ 1分） 1 1 . 4 12 1 . 4 21 1 0 . 1 5( ) 1 0 7 3 ( ) 6 9 10 . 7 k kpT T K p （ 2分） 2 1 22 ( ) 2 1 0 0 4 ( 1 0 7 3 6 9 1 ) 8 7 6 /fpc c T T m s （ 2分） 2 2 876 1 . 6 61 . 4 2 8 7 6 9 1fa cM c （ 2分）
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