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1、………………………………装………………………………订…………………………………线………………………………2007~2008学年第二学期期末考试《工程热力学》试卷（B）参考答案一、是非题（每题2分,共20分.对者在题号后面地括号内打√,错者打×）1（×）开口系中系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系不可能是绝热系.2（×）对于简单可压缩系而言,可以用压力p和温度t这两个参量来确定其状态.3（×）工质经历一可逆循环,其∮ds=0,而工质经历一不可逆循环,其∮ds＞0.4（√）孤立系统达到平衡时总熵达极大值
2、.5（√）气体吸热后熵一定增大.6（√）分压定律和分容积定律不可以同时应用.7（√）理想气体由初态(p1,T1)经不可逆过程后达终态(p2,T2),若按定值比热,其过程地熵变可用下面地可逆过程地熵变公式计算：ΔS12=m[cpln(T2/T1)–Rgln(p2/p1)].8（×）实际过程中能量会被浪费而减少,所以要节能.9（×）余隙容积地存在使压气机生产量下降,但对实际耗功无影响.10（√）对一渐放型喷管,当进口流速为超音速时,可做扩压管使用.二、单选题（每题2分,共10分.将选择地结果填到题号后地括号内）1、（D）系
3、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2、（C）两种不同性质但相同热力状态地气体在绝热混合过程中,其熵：（A）不变（B）减小（C）增加（D）不一定3、（B）某制冷机在热源T1=300K,及冷源T2=250K之间工作,其制冷量为1000KJ,消耗功为250KJ,此制冷机是：（A）可逆地（B）不可逆地（C）不可能地（D）可逆或不可逆地4、（D）工质熵地增加,意味着工质地：（A）Q＞0（B）Q＜0（C）Q=0（D）不
4、一定5、（B）同样条件下工作地制冷循环与供热循环是：（A）制冷系数＞供热系数（B）供热系数＞制冷系数（C）供热系数≥制冷系数（D）制冷系数≥供热系数三、简答题（每题5分,共10分）1、空气在封闭地气缸内经历不可逆过程,内能减少13kJ,对外作功11kJ,试分析空气地熵变有哪几种可能性？为什么？答：根据热力学第一定律Q=DU+W依题意有Q=-2kJ<01分又根据热力学第二定律DS=Sf+Sg2分这里,,而Sg>0,其值大小与不可逆过程地不可逆程度有关.1分因此,空气熵变DS与热源温度Tr及不可逆程度都有关,故其值三种情况
5、都可能发生：小于零、等于零、大于零.1分2、活塞式内燃机定压加热理想循环热效率ηt随压缩比ε上升,增大还是减小？为什么？答：由于3分及,故提高压缩比ε,显然可以提高循环效率ηt.注：本题也可以用作图地方法（本处略）.2分………………………………装………………………………订…………………………………线………………………………四、在p-v图及T-s图上,分别画出当空气地n=1.1时地膨胀过程1→2和当空气地n=1.55时地压缩过程1→3,确定过程1→2和1→3中功和热量地正负号,并比较初终态热力学能地大小.（10分）答：依
6、题意,空气地绝热指数k=1.4,且n>1,故其p-v图及T-s图如下.图各2分n=1.1时,Q>0,W>0,DU12<02分n=1.55时,Q>0,W<0,DU13>02分显然有DU13>DU12于是U3-U1>U2–U1即U3>U22分五、计算题1、如图,气缸内充以空气,活塞及负载185kg,缸壁充分导热,取走100kg负载,待平衡后,求：（1）活塞上升地高度Dh；（2）气体在过程中作地功,已知.（20分）解：取缸内气体为热力系—闭口系.分析：突然取走100kg负载,气体失去平衡,振荡后最终建立新地平衡.虽不计摩擦,
7、但由于非准静态,故过程不可逆,但仍可应用第一定律解析式.首先计算状态1及2地参数：2分2分2分2分2分过程中质量m不变4分又由于过程不可逆,功地计算应从外部（环境）入手向上移动了5cm,因此体系对外力作功：6分2、1kgp=0.1MPa,t1=20℃地水定压加热到90℃,若热源R温度Tr恒为500K,环境温度T0=293K,求：1）水地熵变2）分别以水和热源R为系统求此加热过程地熵流和熵产（水：）（本题20分）解：1）定压加热2分2分6分2）取水为系统—闭口系………………………………装………………………………订…………
8、………………………线………………………………4分4分2分（第二问地解法二）取热源R为系统—闭口系3、蒸汽按朗肯循环,蒸汽地初压p1=3MPa,初始温度t1=500℃,终压p2=4kPa.试求：（1）水泵和汽轮机所做地功（2）循环效率ht（本题10分）（注：相关水及其蒸汽地状态参数见附表1、2）解：依题意,狼肯循环如图所示.先进行基
