湘潭大学 《工程热力学基础》2009年

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1、说明：本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。制卷人签名：制卷日期：审核人签名：：审核日期：………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………装……………………订……………………线…………………………………………………………………湘潭大学2009年下学期2007级《工程热力学基础》课程考试答案（A卷）适用年级专业2007级过程装备与控制工程考试方式闭卷考试时间120分钟学院专业班级学号姓名题号一二三四五六七八总分阅卷教师得分…………………

2、……………………………………………………………………………………………得分一、名词解释（每小题2分，共10分）孤立系统：与外界既无能量交换也无质量交换的系统。平衡状态：热力系统在没有外界作用的情况下宏观性质不随时间变化的状态。理想气体：假想的一类气体，其分子本身不具有体积、分子之间没有相互作用力。定容比热：容积不变时，单位物量的物质温度升高1K所需的热量。汽化潜热：从饱和水加热到干饱和蒸汽所需的热量。得分二、判断题（每小题3分，共12分）判断下列叙述是否正确,并简单说明理由或更正。1）不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程。错。不可逆过程是无法使系统和外界同时恢复到起始状态的过程。2）如果容

3、器中气体的压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变。错。因为压力表的读数不仅与气体的压力有关，而且与大气压力有关。3）工质进行不可逆循环后其熵必定增加。错。因为熵是状态参数，工质进行不可逆循环后其熵必定不变。4）水蒸汽定容过程的加热量等于内能的增量。对。因为水蒸汽的定容过程中，，故由，可知。（第4页共4页）说明：本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。得分三、填空题：（每空1分，共14分）1）可逆过程的特点是：①由一系列平衡状态所组成；②没有任何耗散损失。2）焓的定义式为，其在开口系统中的物理意义为随流动工质而传递的总能量中，取决于工质的热力状态的那部分能量。3

4、）在可逆过程中,系统熵的增加,意味着系统吸热，在孤立系统中，熵的增加则意味着过程为不可逆。4）在理想气体的T-s图上,定压线的斜率是，定容线的斜率是。5）适用条件为理想气体绝热过程；6）水蒸汽的饱和状态是指水和水蒸汽平衡共存的状态，饱和温度愈高，则饱和压力愈高，最高的饱和温度是临界温度，最低的饱和温度是三相点温度。得分四、分析简答题：（每小题8分，共16分）1.绝热容器内盛有一定量空气，外界通过叶桨轮旋转，向空气加入功1kJ，若将空气视为理想气体，试分析：1)此过程中空气的温度如何变化。2)此过程中空气的熵有无变化，如何变化。答：1)此过程中空气的温度将升高。因为根据热力学第一定律，，绝热

5、容器，外界作功，故，而空气可视为理想气体，其，故。2)此过程中空气的熵将增加。因为根据熵变的计算公式，绝热则，外界通过叶桨轮作功是不可逆过程，其，故。Ts122．在Ts图上，说明定压线当压力增加时，图线移动的方向，并画出示意图。答：在Ts图上，画出两条等压线和，分别在两线上取温度相等的两点1和2，其熵变，知与的方向相反。故当压力增加时，定压线向左移动，如图所示。得分五、计算题：（每小题12分，共48分）（第4页共4页）说明：本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。1．一燃气轮机装置如图所示，空气由1进入压气机升压后至2，然后进入燃烧室，在燃烧室中与油泵送来的油混合并

6、燃烧，产生的热量使燃气温度升高，经5进入燃气轮机做功，废气由6排至大气中，其中，压气机、油泵、发电机均由燃气轮机带动。（1）试建立整个系统的能量平衡式；（2）若空气的质量流量，进口焓，燃油流量，燃油进口焓，油发热量，排出废气焓，求发电机发出的功率。解：（1）将整个燃气轮机组取为一个开口系，工质经稳定流动过程，当忽略动、位能的变化时，整个系统能量平衡式为即　　　　　　　　　　　（2）由上述能量平衡式可得2.欲设计一热机，使之能从温度为973K的高温热源吸热2000kJ，并向温度为303K的冷源放热800kJ。(1)问此循环能否实现？(2)若把此热机当制冷机用，从冷源吸热800K，能否可能向热

7、源放热2000kJ？欲使之从冷源吸热800kJ,至少需耗多少功？解：（1）若在T1和T2之间是一卡诺循环，则循环效率为而欲设计循环的热效率为所以循环可行。（2）若将此热机当制冷机用，使其逆行，显然不可能进行，因为根据上面的分析，此热机循环是不可逆循环。欲使制冷循环能从冷源吸热800kJ，假设至少耗功Wmin，根据孤立系统熵增原理，此时，（第4页共4页）说明：本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。