《工程热力学与传热学》试题参考答案及评分标准

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1、《工程热力学与传热学》试题参考答案及评分标准一、名词解释（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1、传热学：传热学是研究热量传递规律的科学。2、孤立系：与外界既无任何物质交换又无任何形式的能量交换的系统。3、迈耶公式：理想气体的比定压热容Cp和比定容热容Cv相差一个气体常数R。4、多变过程：在实际过程中，凡是状态变化规律符合pvn=定值的过程，称为多变过程，式中n叫作多变指数。5、孤立系熵增原理：孤立系统中的一切实际过程总是朝着熵增加的方向进行。6、比热容：单位质量物体改变单位温度时的吸收或放出的热量。7、黑度：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值称为实际物体的发

2、射率，俗称黑度。8、对流换热：流体流过与其温度不同的固体壁面时的热量传递过程。二、单选题（本大题共9小题，每小题2分，共18分）BDACDBCAB三、填空题（每空1分，共13分）1、热力学能u。2、冷源温度；热源温度；可逆的等温过程；可逆的绝热过程。3、0；0。4、吸收率。5、热传导（导热）；热对流；热辐射。6、1500。7、5796（5795.2）四、简答题（本大题共5小题，共33分）1、在P-V图和T-S图上表示工质压缩，对外放热、同时又升温的多变过程（用阴影线表示）（两个图，每图3分）答：略2、定熵过程是否就是绝热过程？比较定熵过程和绝热过程的区别。（7分）答：定

3、熵过程就是无摩擦的绝热过程。（1分）当无摩擦的时候：（3分）当有摩擦的时候：（3分）3、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。（6分）答：热力学第一定律 是包含热交换在内的能量守恒定律，数学表达式为　　　                          表明：外界对系统所传递的热量，一部分使系统的内能发生变化，一部分用于系统对外作功．一部分用于提供给流进流出系统的能量差（3分）热力学第二定律，数学表达式为热力学第二定律的实质：指出一切与热现象有关的实际过程都是单方向进行的不可逆过程。（3分）4、简述黑体热辐射三大基本规律。（9分）答：黑体的辐

4、射力由玻耳兹曼定律确定，辐射力正比于热力学温度的四次方。黑体的辐射能量按波长的分布服从普朗克定律，而按空间方向的分布服从兰贝特定律；黑体的单色辐射力有个峰值，此峰值对应的波长由维恩位移定律确定（3分）1、玻耳兹曼定律：其中。黑体的辐射力由玻耳兹曼定律确定，它反映的是黑体的辐射力与热力学温度（K）的关系即黑体辐射力正比例于热力学温度的四次方（2分）2、普朗克定律：黑体辐射能按波长的分布服从普朗克定律。（2分）3、兰贝特定律：。反映的是黑体辐射能按空间方向的分布规律（2分）。5、简述辐射强度和定向辐射力的含义以及两者关系和区别（6分）答：物体表面在某辐射方向上的单位投影面积

5、，在单位时间，单位立体角内发射的全波长域的能力称为辐射强度I；（2分）在某辐射方向的单位立体角内所发射的全波长能量称为定向辐射力E。（2分）定向辐射力是以发射物体的单位面积为计算依据，而辐射强度是以垂直于发射方向的单位面积为计算依据。所以（2分）五、计算题（本大题共2小题，共20分）1、2kg空气经过定温膨胀可逆过程，从初态=9.807bar，=300膨胀到终态容积为初态容积的5倍，试计算过程中空气的终态参数，对外所做的功和交换的热量以及过程中内能、焓、熵的变化量。已知1bar=100Kpa，空气的气体常数R=0.2871kJ/（kg·K）。解：将空气取作闭口系对可逆定

6、温过程1-2，由过程中的参数关系，得（1分）按理想气体状态方程，得=0.1677（1分）=0.8385（1分）=573K=300（1分）气体对外作的膨胀功及交换的热量为=529.4kJ（2分）过程中内能、焓、熵的变化量为=0=0==0.9239kJ/K（2分）或=mRln=0.9238kJ/K（2分）2、一厚度为50mm的无限大平壁，其稳态温度分布为（ºC），式中a=200ºC,b=ºC/m。若平板导热系数为45W/(m.k),试求（1）平壁两侧表面处的热流密度。（2）如果有内热源的话，它的内热源强度应该是多少？解：=（）+由题意知这是一个一维（==0）、稳态（=0）、

7、常物性导热问题。导热微分方程式可简化为：=0（a）（3分）因为，所以（b）（1分）（c）（1分）根据式（b）和付立叶定律（1分），无热流量（1分）（1分）（2）将二阶导数代入式（a）（1分）该导热体里存在内热源，其强度为。（1分）制定人：______________审核人：______________时间：2012年6月10日学院：工学院