热功学(汉)(a)标准答案06.11.12

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1、《热工学》试卷A标准答案（2006.12.11）班级：2003级农机蒙(一)、(二)、(三)学号：姓名：得分：一、填空题（共30分，每空1分）1.热工学就是研究规律、利用和传递的一门技术学科。2.气体的基本热力过程中最有实用意义的典型过程是　、、　　，　　　　　过程以及较为普遍的多变过程。3.热力学中，功是当热力系统和外界之间存在不平衡力时，系统通过边界和外界之间相互传递的能量。4.热力学第二定律有许多种不同的表述，比较有代表性的说法有下列两种：（1）克劳休斯说法、（2）开尔文-普朗克说法5.热对流是指流体受热

2、或冷却时，各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递现象。6.压气机产生的气体压力通常在0.2MPa以上，小于该压力时一般称为鼓风机或通风机。7.水蒸气的定压发生过程大致可以分为三个阶段：水的定压预热阶段、饱和水的定压汽化阶段、干饱和蒸汽的定压过热阶段。8.水的汽化过程在pV图及Ts图上所显示的规律，可归纳为一点（临界点）、两线（上界限线，下界限线）、三区（液相区，汽、液两相区，汽相区）、五态（未饱和水，饱和水，湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽）。5二、判断题（共20分，每题2分，对的在括号内画“

3、+”，错的画“-”）1.容器内工质的实际压力称为相对压力。（-）2.热力学温度规定水的三相点（纯冰、纯水和水蒸气三相平衡共存状态）的温度为273.16K。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（+）3.若要使热量由低温物体传向高温物体，如通过制冷机，则必须消耗一定的机械能后才能实现。（+）4.在锅炉等热交换设备中，工质所吸进的热量等于其焓的减少。（-）5.热管传递热量能量的能力一般是金属良导体(铜、银、铝)的百分之一甚至千分之一，而且装置也不紧凑。（-）6.在拉伐尔喷管最小截面（也称喉部）处，流速恰好达到当地

4、音速。（+）7.混合气体中，某一组成气体的物质的量ni与混合气体的物质的量n之比称为摩尔分数。（+）8.在汽化过程中形成的汽、水两相混合物称为饱和蒸气。　　（-）9.系统与外界无物质交换，或者说没有物质穿过边界，系统内的质量保持恒定不变，这种系统称为孤立系统。（-）10.在汽化过程中形成的汽、水两相混合物称为湿饱和蒸气，为了说明它的确切状态，需知湿蒸汽的成分，通常用湿度x来表示。（-）三、计算题（共14分）1.在一气缸中，气体的容积为0.11m3，压力为0.66MPa。当气体进行可逆膨胀过程时其容积变为0.22

5、m3。设气体的变化过程有两种：（1）气体的压力保持不变；（2）气体的温度保持不变。试求两过程中气体所作的功。（6分）(1)0.66×106×(0.22－0.11)=7.26×104J5(1)==J2.一流体以0.6kg/s的流量进入某一热工设备。流体在入口处的焓和速度分别为260kJ/kg和100m/s，出口处的焓和速度分别为190kJ/kg和16m/s。如果过程是绝热的，并假定不考虑位能的变化，试问该热工设备对外输出多少功率。（8分）=0-（190-260）-（162-1002）10-3=70+4.872=7

6、4.872kJ/kgp=mws=0.674.872=44.923kW四、简答题与论述题（共36分）1.焓的定义和物理意义是什么？（6分）答：焓：将h=u+pv中的h定义为比焓；H=mh中的H定义为mkg工质的焓。其中，u—内能；p—压力；v—比容。（3分）焓的物理意义：是工质流进（流出）热力系统带入（带出）的内能u和推动功pv之和，它代表工质在流动中，沿流动方向向前传递总能量中取决于热力状态的部分，因此焓可以看作是随工质转移的能量。（3分）2.熵的定义和热力学含义是什么？（6分）答：熵：在可逆过程中ds=（δq

7、/T）reΔs=∫12(δq/T)J/(kg·K)5即微元的可逆过程中，工质熵值的微元增量ds为外界传给工质的微小热量δq除以传热时工质的绝对温度T所得的商。相应地，对于mkg工质，其熵的变化为dS=（δQ/T）re，因δQ=mδq，则dS=mds或ΔS=mΔsJ/K（3分）熵的热力学含义：因为绝对温度T总是正值，对ds=δq/T，若ds＞0，则δq＞0，说明过程中工质的熵增加，表示外界向工质加热若ds＜0，则δq＜0，说明过程中工质的熵减少，表示工质向外界放热；若ds=0，表示工质与外界无热量传递，此时工质状

8、态变化过程在Ts图上应为一条垂直线。因此，可以根据工质的熵有无增减，来判断工质在可逆过程中是吸热、放热，还是绝热。（3分）3.简述热力学第一定律？（9分）答：热力学第一定律是能量守衡与转换定律在热力学中的应用。某一热力系统与外界进行功（W）和热量（Q）的交换时，必将引起系统总能量E的变化。按能量守恒及转换定律必然得到式：Q=ΔE+W=E2-E1+W即加给系统的热量等于系统总能量增加和对