船海热力学2008答案.doc

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1、船海学院2006级工程热力学试题（A卷）（闭卷，150分钟）班级姓名学号成绩一、分析简答题（每题5分，共50分）得分1.什么是可逆过程？系统经历一个不可逆过程后是否还能回复到原来的状态？为什么？答：系统经历一个热力过程后若能沿原路经回复到原来的状态，并且与之发生过相互作用的外界也一一回复到原来的状态，不遗留下任何变化，则此过程称作可逆过程。（2分）经历一个不可逆过程后系统是可能恢复到原来状态的。（1分）所谓过程不可逆，是指一并完成该过程的逆过程后，系统和它的外界不可能同时恢复到他们的原来状态，并非简单地指系统不可能回复到原

2、态。（2分）得分2.热力学第一定律解析式有时分别写成下列两种形式，分别讨论两式的适用范围。q=Du+w答：第一个公式为热力学第一定律的最普遍表达，原则上适用于不作宏观运动的一切系统的所有过程；（2分）第二个表达式中由于将过程功表达成，这只是对简单可压缩物质的可逆过程才正确，因此该公式仅适用于简单可压缩物质的可逆过程。（3分）8得分3.将空气视为理想气体，若已知它的热力学能和焓或热力学能和温度能否确定它的状态？为什么？答：不能。（2分）理想气体的内能和焓为温度的单值函数，且空气为简单可压缩气体，须有两个独立的状态参数才能确定

3、的它的状态，所以只知道u、h或u、T无法确定空气的状态。（3分）得分4.用公式或文字描述道尔顿分压定律，并回答道尔顿分压定律是否适用于实际气体混合物？为什么？答：道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组元分压力之和，。（2分）不适用。（1分）定律是根据理想气体状态方程导出的，因而不适用于实际气体混合物。（2分）得分5.试说明绝热过程的过程功w和技术功wt的计算式是否只限于理想气体？是否只限于可逆绝热过程？为什么？答：不只限于理想气体，（1分）不只限于可逆绝热过程？（1分）以上两式仅根据绝热条件即可由热力学第一定律的第一表达式及

4、第二表达式导出，与何种工质无关，与过程是否可逆无关。（3分）8得分6.试证明T-s图上过同一点的理想气体定容线斜率大于定压线。答：T-s图上理想气体定容过程和定压过程曲线的斜率分别为和，已知对理想气体有热力学关系（2分）由以上两式，对定容过程（dv=0）及定压过程（dP=0）可分别写出（定容过程曲线的斜率）（定压过程曲线的斜率）由于对气体恒有cv>cp，可见T-s图上过同一点的理想气体定容过程曲线陡于（斜率较大于）定压过程曲线。（3分）得分7.试在所给参数坐标图上定性地画出理想气体过点1的下述过程，分别指出该过程的过程指数

5、n应当在什么数值范围内vP1sT11）压缩、升温、放热的过程2）膨胀、降温、放热的过程。答：8得分8.柴油机理论循环——狄塞尔循环依次由绝热压缩过程、定压加热过程、绝热膨胀过程和定容放热过程组成，4个过程都是可逆的，工质视为理想气体。试在P-v图和T-s图上示出此循环过程。按所给次序各转折点分别标为1、2、3、4。vPsTnP1234ssPvsT4321ssPv答：8（每线1分，全对5分）得分9.循环热效率公式和是否完全相同？各适用于哪些场合？答：不完全相同。（1分）前者是循环热效率的普遍表达，适用于任何循环；后者是卡诺循

6、环热效率的表达，仅适用于卡诺循环，或工作于同样温度的高温热源和同样温度的低温热源间的一切可逆循环。（4分）得分10.若工质从同一初态出发，从相同热源吸收相同热量，问末态熵可逆与不可逆谁大？为什么？答：末态熵不可逆过程大（2分）相同热量，热源T相同相同初态s1相同（3分）二、计算题（共50分）得分1.（10分）一气缸活塞内的气体由初态p1＝0.5MPa，V1＝0.1m3，可逆膨胀到V2=0.4m3，若过程中压力与体积间的关系为pV=常数，试求气体所做的膨胀功。解：由pV=常数得：8（3分）（2分）（5分）得分2.（10分）已

7、知新蒸汽进入汽轮机时的焓h1=3230kJ/kg，流速c1=50m/s，乏汽流出汽轮机时的焓h2=2300kJ/kg，流速c2=120m/s。蒸汽流量为600t/h，试求汽轮机的功率解因蒸汽在汽轮机中的流动为稳定流动，根据稳态稳流能量方程式及q=0、△z=0的条件，可得1kg蒸汽在汽轮机中做的轴功（5分）蒸汽每小时在汽轮机中所做的轴功为（3分）汽轮机的功率为（2分）得分3.（10分）温度为800K、压力为5.5MPa的燃气进入燃气轮机，在燃气轮机内绝热膨胀后流出燃气轮机。在燃气轮机出口处测得两组数据，一组压力为1.0MPa

8、，温度为485K，另一组压力为0.7MPa，温度为495K。试问这两组参数哪一个是正确的？此过程是否可逆？解：若出口状态参数是第一组，则绝热稳流过程的熵产为8（3分）显然，这是不可能的。一切过程，所以该组参数数据不正确。（2分）若为第二组，则（3分）所以，第二组参数的数据是准确的。而且工质在燃气轮机内的