1、2008.22008.2习题课习题课 2008.22008.2一、选择题一、选择题1. 1. 已知当地大气压已知当地大气压 Pb , Pb , 表压力读数为表压力读数为 Pe , Pe , 则绝对压力则绝对压力P P为（）。为（）。 (a) P= Pb - Pe (b) P= Pe - Pb (c) P= Pb + Pe 2. A 2. A 点是海平面某点，点是海平面某点， B B点是高原上一点，试问点是高原上一点，试问 A A、B B处处哪点沸水温度高（）哪点沸水温度高（） ca(a) A (a) A 点点 （b b） B B 点点 (c)(c)同样高同样高 3.3.以下（）措施，不能提高蒸
2、汽朗肯循环的热效率。以下（）措施，不能提高蒸汽朗肯循环的热效率。 c(a) (a) 提高新汽温度（提高新汽温度（b b）提高新汽压力（）提高新汽压力（c c）提高乏汽压力）提高乏汽压力 2008.22008.24.4.同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（缩和多变压缩（ 1nk 1nk ）到达同一终压，耗功最大）到达同一终压，耗功最大的的是（的的是（ ）过程）过程 b(a)定温压缩定温压缩 （b）绝热压缩）绝热压缩 （c）多变压缩（）多变压缩（ 1nk ） 5.5.twhq 适用于（适用于（ ） a(a) 稳流开口系统稳流开口系统
3、 (b) 闭口系统闭口系统 (c) 任意系统任意系统 (d) 非稳流开口系统非稳流开口系统 6. 6. 处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是（的关系正确的是（ ）。）。 c0),( TF 0),( pF 0),( pTF (a) (b) (c) 7 7在在T-s T-s 图上，经过同一状态点的理想气体等压过程线斜图上，经过同一状态点的理想气体等压过程线斜率的绝对值比等容过程线斜率的绝对值（率的绝对值比等容过程线斜率的绝对值（ ） b(a) 大大 (b)小小 (c)相等相等 (d)可能大，也可能小可能大，也可能小 2008.2
4、2008.28 8理想气体理想气体 1kg 1kg 经历一不可逆过程，对外做功经历一不可逆过程，对外做功20kJ 20kJ 放热放热20kJ 20kJ ，则气体温度变化为（，则气体温度变化为（ ） b(a) 提高提高 (b)下降下降 (c)不变不变 9 9理想气体等温过程的技术功为（理想气体等温过程的技术功为（ ） c21hh 2111lnppVp)(21pp (a) （b）0 (c)（d） 10.10.理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（ ） c(a) 升高升高 （b） 降低降低 (c) 不变不变 （d） 无法确定无法确定 11.1
5、1.随着压力的提高，饱和水的汽化潜热将（随着压力的提高，饱和水的汽化潜热将（ ） b(a) (a) 增大增大 （b b）减小）减小 (c) (c) 维持不变维持不变 2008.22008.2 12. 12.一理想气体其初始温度为一理想气体其初始温度为1373K 1373K ，经定容放热后其出，经定容放热后其出口温度为口温度为443K 443K ，该理想气体初终态压力值比为（，该理想气体初终态压力值比为（ ） c(a) 3.1 倍倍 (b) 6.47 倍倍 (c) 0.323 倍倍 (d) 2.864 倍倍 2008.22008.2二、判断正误（划二、判断正误（划“”或或“”号）号）1.1.热力
6、系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。可以是实际存在的，也可以是假想的。 （ ） 2.2.热力系统放热后，系统的熵一定减少。热力系统放热后，系统的熵一定减少。 ( ) ( ) 3.3.理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。确定了。 ( ) ( ) 4.4.因为不可逆过程不可能因为不可逆过程不可能 T Ts s 图上表示，所以也不能计图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。算过程的熵变量。 ( ) ( )5.5.水蒸汽绝热膨胀过程中的技术功水蒸汽绝热膨胀
7、过程中的技术功Tchwpt ( ) ( ) 2008.22008.26.6.循环的热效率越高，所得到的循环净功也越大。循环的热效率越高，所得到的循环净功也越大。( ) ( ) 7.7.任何可逆循环的热效率都相等。任何可逆循环的热效率都相等。 ( ( ) ) 8.8.实际气体的压缩因子可能等于实际气体的压缩因子可能等于 1 1 。 （ ） 9. 9.水蒸气在定温过程前后温度不变水蒸气在定温过程前后温度不变 其内能也不变。其内能也不变。( ) ( ) 10 10供热系数一定大于供热系数一定大于 1 1 ，制冷系数也一定大于，制冷系数也一定大于 1 1 。 ( ) ( ) 11 11沸腾状态的水总是
8、烫手的。沸腾状态的水总是烫手的。 ( ) ( ) 1212绝热过程一定是定熵过程。绝热过程一定是定熵过程。 ( ) ( ) 1313系统从外界吸收热量，温度一定升高。系统从外界吸收热量，温度一定升高。( )( ) 1414平衡状态不一定是均匀状态。平衡状态不一定是均匀状态。 （ ）1515理想气体不可能进行吸热而降温的过程。理想气体不可能进行吸热而降温的过程。 ( )( )2008.22008.21616经不可逆循环，工质无法恢复为原来状态。经不可逆循环，工质无法恢复为原来状态。 ( ) ( ) 1717多变过程即任意过程多变过程即任意过程( )( )。 1818在相同温度的高温热源和低温热源
9、之间工作的卡诺循环在相同温度的高温热源和低温热源之间工作的卡诺循环效率最高，其他循环的效率都小于卡诺循环的效率效率最高，其他循环的效率都小于卡诺循环的效率 ( )( )。 1919热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆（可逆（ ）。）。 2020提高活塞式压气机的增压比，压气机的容积效率将减提高活塞式压气机的增压比，压气机的容积效率将减小（小（ ）。）。 2008.22008.2三、填空三、填空1.1.理想气体在一热力过程中，其热力学能增加理想气体在一热力过程中，其热力学能增加 50J 50J ，同，同时外界对系统做功为时外界对系统
10、做功为 100J 100J 。则该热力系统传给外界的。则该热力系统传给外界的热量为热量为 J J 。 502.2.在理想气体的定温过程中，初、终参数压力与体积的在理想气体的定温过程中，初、终参数压力与体积的关系为关系为。pcvc3.3.已知氧气在已知氧气在250K250K时时 =0.913 kJ/(kg=0.913 kJ/(kgK)K)， =0.653 kJ/(kg=0.653 kJ/(kgK)K)。则该气体的。则该气体的气体常数气体常数Rg =Rg = kJkJ/(kg/(kgK)K)。 0.264.4.热的品位比机械能的品位热的品位比机械能的品位 ( () )。 低低2008.22008.
11、25.5.水在定压加热过程中吸收热量成为过热蒸汽必需要水在定压加热过程中吸收热量成为过热蒸汽必需要经历五种状态的变化，即未饱和水、饱和水、经历五种状态的变化，即未饱和水、饱和水、 、 干饱和蒸汽及过热蒸汽。干饱和蒸汽及过热蒸汽。 湿蒸汽湿蒸汽6.6.氧气瓶中的氧气容积是氧气瓶中的氧气容积是 0.4m0.4m3 3 ，氧气压力为，氧气压力为 10MPa 10MPa ，设氧气的内能为设氧气的内能为 8100kJ 8100kJ ，则氧气的焓值为，则氧气的焓值为 kJ. kJ. 121007 7当湿蒸汽的干度当湿蒸汽的干度x x0 0 时，工质全部为时，工质全部为 。 饱和水饱和水8. 8. 一热泵工
12、作时向高温热源传递热量一热泵工作时向高温热源传递热量 50kJ, 50kJ, 消耗掉的消耗掉的机械能机械能 20 kJ, 20 kJ, 供暖系数为供暖系数为 。 2.59. 9. 稳定流动系统能量方程式稳定流动系统能量方程式vdpdhq的适用条件的适用条件 。任何工质的稳定流动，可逆过程任何工质的稳定流动，可逆过程2008.22008.21010露点是对应于湿空气中水蒸汽分压力下的露点是对应于湿空气中水蒸汽分压力下的 温度。温度。 饱和饱和1111工质在温度为工质在温度为30 30 的恒温热源和的恒温热源和20 20 的恒温冷源的恒温冷源之间工作，该循环的最高制冷系数为之间工作，该循环的最高制
13、冷系数为 。 5.11212一理想气体初始温度为一理想气体初始温度为 25 25 ，压力为，压力为 1Mpa 1Mpa ，经定容，经定容过程到达终态，这时压力为过程到达终态，这时压力为 2.5Mpa 2.5Mpa 其终态温度为其终态温度为 。 409.72008.22008.2的关系？的关系？的函数关系式，并分析的函数关系式，并分析和和四、证明、作图、简答四、证明、作图、简答1 1、试推导出压缩空气制冷循环的制冷系数、试推导出压缩空气制冷循环的制冷系数与循环的增与循环的增压比压比 令令12/ pp 带入上式，带入上式， 2008.22008.2得得 111kk，由此式可知，由此式可知， 越小，
14、越小， 越大；反之，越大；反之，越大，越大， 越小。越小。 2 2、试画出压气机两级压缩中间冷却的、试画出压气机两级压缩中间冷却的p-V p-V 图图, ,并表示出与单并表示出与单级压缩相比少消耗的功量。级压缩相比少消耗的功量。2008.22008.23 3、试述膨胀功、技术功和流动功的意义，并将可逆过、试述膨胀功、技术功和流动功的意义，并将可逆过程的膨胀功和技术功表示在程的膨胀功和技术功表示在 P-V P-V 图上。图上。闭口系闭口系 开口系开口系 2008.22008.24 4、画出压缩蒸汽制冷循环的、画出压缩蒸汽制冷循环的 T-s T-s 图，并写出循环的图，并写出循环的制冷量制冷量cq
15、、制冷系数、制冷系数的表达式。的表达式。2008.22008.25 5、试写出卡诺循环的组成和循环热效率计算公式。通、试写出卡诺循环的组成和循环热效率计算公式。通过此公式得出什么重要结论？过此公式得出什么重要结论？ 卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，其热效率计卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，其热效率计算公式：算公式：121TT ，通过卡诺循环得到的，通过卡诺循环得到的结论：结论：（ 1 1 ）卡诺循环的热效率之决定于高温热源和低温热）卡诺循环的热效率之决定于高温热源和低温热源的温度源的温度 （ 2 2 ）卡诺循环的热效率只能小于）卡诺循环的热效率只能小于1 1 ，决不能等于，
16、决不能等于1 1 （ 3 3 ）第二类永动机是不可能存在的）第二类永动机是不可能存在的 2008.22008.2五、计算五、计算1 1、进入某汽轮机的新蒸汽比焓为、进入某汽轮机的新蒸汽比焓为 h h1 1 =3000kJ/kg =3000kJ/kg ，流速为，流速为 C C1 1 =50m/s =50m/s 。由汽轮机排出的乏汽的比焓降为。由汽轮机排出的乏汽的比焓降为 h h2 2 =2000kJ/kg =2000kJ/kg ，流速为，流速为 C C2 2 =120m/s =120m/s ，汽轮机对环境散热为，汽轮机对环境散热为 6.81 6.81 10 10 5 5 kJ/h kJ/h ，忽
17、略高度差的影响。设蒸汽流量为，忽略高度差的影响。设蒸汽流量为4040吨吨 / / 小时，求该汽轮机的功率。小时，求该汽轮机的功率。 2008.22008.22 2、 一制冷机在一制冷机在 -15 -15 和和 30 30 的热源间工作，若其的热源间工作，若其吸热量为吸热量为 20kW 20kW ，循环制冷系数是同温限间逆向卡诺循，循环制冷系数是同温限间逆向卡诺循环的环的7575，试计算：（，试计算：（1 1）散热量；（）散热量；（2 2）循环净耗功量）循环净耗功量 (1(1）散热量）散热量 =24.65 kW =24.65 kW (2(2）净耗功量）净耗功量 kW kW 2008.22008.
18、23 3、理想气体逆向循环、理想气体逆向循环 1-2-3-11-2-3-1。其中。其中 1-2 1-2 为绝热膨胀过为绝热膨胀过程，程， 2-3 2-3 为等压吸热过程，为等压吸热过程， 3-1 3-1 为等温放热过程。已知为等温放热过程。已知点点1 1的温度的温度 T T1 1 =1500K =1500K ，压力，压力P1 =0.1Mpa; P1 =0.1Mpa; 点点2 2的温度的温度 T T2 2 =300K =300K 。如果循环中的工质为。如果循环中的工质为 1kg 1kg 空气，其定压比热空气，其定压比热 c cp p =1.01kJ/kg.K =1.01kJ/kg.K ，k=1.
19、4 k=1.4 。 求：（求：（ 1 1 ）做出该循环的）做出该循环的 P-V P-V 图及图及 T-S T-S 图；图； （ 2 2 ）求该循环的制冷系数。）求该循环的制冷系数。 2008.22008.22008.22008.2 =0.1MPa =0.1MPa，气压表，气压表1 1读数为读数为=0.1013MPa=0.1013MPa，气压表，气压表2 2 读数为读数为4 4、容器被分隔成、容器被分隔成 A A、B B 两室，如附图所示。已知当地两室，如附图所示。已知当地大气压力大气压力bp2eBp1eAp=0.294MPa=0.294MPa。求气压表。求气压表3 3的的读数。读数。 2008
20、.22008.2SHU ,pc5 5、有、有5kg5kg的空气，初态时的空气，初态时T T1 1 =477K,P =477K,P1 1 =0.32Mpa =0.32Mpa，经可，经可逆定容加热，终温逆定容加热，终温T T2 2 =600K. =600K.设空气为理想气体，求设空气为理想气体，求过程功及过程热量过程功及过程热量Rg=287J/( kgRg=287J/( kgK)K)， =1.005 kJ/( kg =1.005 kJ/( kgK)K)） kJkJkJ/KkJ/K过程功为过程功为 0 0 ，过程热量，过程热量 2008.22008.26 6、空气初态为、空气初态为 p p1 1 =
21、0.1MPa=0.1MPa、t t1 1 =20=20，经过二级活塞式压，经过二级活塞式压气机后，压力提高到气机后，压力提高到4.9MPa4.9MPa，假定各级压缩过程的多变指，假定各级压缩过程的多变指数数n=1.3n=1.3。试求：（。试求：（1 1）以耗功最小为前提的各级压比；）以耗功最小为前提的各级压比；（2 2）生产）生产1kg 1kg 压缩空气理论上消耗的功；（压缩空气理论上消耗的功；（3 3）各级气缸）各级气缸的出口温度；（的出口温度；（4 4）若采用单级压缩，压气机消耗的功及）若采用单级压缩，压气机消耗的功及出口温度。出口温度。(Rg=0.287kJ/(Rg=0.287kJ/（k
22、gkgk k）) ) （1 1） (2) (2) (3) (3) 2008.22008.2(4) (4) 7 7、利用逆向卡诺机作为热泵向房间供热，设室外温度为、利用逆向卡诺机作为热泵向房间供热，设室外温度为 -10-10，室内温度保持，室内温度保持2020。要求每小时向室内供热。要求每小时向室内供热4105 . 2 kJkJ。试问：。试问：1 1）每小时从室外吸收多少热量？）每小时从室外吸收多少热量？3 3）热泵由电动机驱动，如电动机效率为）热泵由电动机驱动，如电动机效率为95%95%，电动机的功，电动机的功率多大？率多大？ 2 2）此循环的供暖系数多大？）此循环的供暖系数多大？2008.2
23、2008.22008.22008.28 8、 某车间从温度为某车间从温度为-23-23的仓库中领来一只容积为的仓库中领来一只容积为0.04m0.04m3 3 ，指示压力为，指示压力为150bar150bar的氧气瓶。该氧气瓶长期未的氧气瓶。该氧气瓶长期未经使用，为了车间安全，安全检查员发现该氧气瓶上压力经使用，为了车间安全，安全检查员发现该氧气瓶上压力表指示压力为表指示压力为152bar152bar，车间温度为，车间温度为1717。当时当地的大气。当时当地的大气压力为压力为760mmHg760mmHg。问该氧气瓶是否漏气？如漏气，试计算。问该氧气瓶是否漏气？如漏气，试计算漏去的氧气量。设漏去的
24、氧气量。设Rg=0.2599 J/(kgRg=0.2599 J/(kgK)K)，760mmHg=1.0133760mmHg=1.013310105 5 Pa Pa 可见，该氧气瓶漏气，漏去的氧气量为 1.1766 kg 2008.22008.29 9、某卡诺热机每分钟从、某卡诺热机每分钟从 500500的热源吸热的热源吸热5000kJ,5000kJ,向向3030的环境放热的环境放热. .试求试求: : ）该循环的热效率）该循环的热效率 ）该循环的放热量）该循环的放热量 ）该卡诺机输出的功率）该卡诺机输出的功率 ）若热源温度为）若热源温度为 800,800,工质的吸热温度为工质的吸热温度为500
25、,500,吸热量不变吸热量不变, ,由温差传热而引起该系统的熵变量为由温差传热而引起该系统的熵变量为多少多少? ? 5 5）做功能力损失多少）做功能力损失多少? ? 1）热效率 2008.22008.22 2）放热量）放热量 kW 3) 3) 输出功率输出功率 kW 4 4）该系统的熵变量）该系统的熵变量 kJ/K 5)5)做功能力损失做功能力损失 kJ 2008.22008.21010、水蒸气朗肯循环的新蒸汽压力为、水蒸气朗肯循环的新蒸汽压力为 100bar 100bar ，排气压力为排气压力为 0.04bar 0.04bar ，新蒸汽温度为，新蒸汽温度为 350 350 ，蒸汽，蒸汽轮机的
26、内效率为轮机的内效率为 0.8 0.8 ，对于，对于 1 kg 1 kg 工质求：工质求： ）理论循环中汽轮机和给水泵的技术功）理论循环中汽轮机和给水泵的技术功 ）理论循环中吸热量、放热量和热效率）理论循环中吸热量、放热量和热效率 附表附表2008.22008.2已知：已知： h h1 1 =3450 kJ/kg s =3450 kJ/kg s1 1 =6.695 kJ/(kg =6.695 kJ/(kgK) sK) s2 2=s=s1 1 kJkJ kJ kJ kJ kJ 汽轮机和给水泵的技术功：汽轮机和给水泵的技术功： 汽轮机：汽轮机： kJ/kg kJ/kg 2008.22008.2给水泵：给水泵： kJ/kg kJ/kg 吸热量：吸热量： kJ/kg kJ/kg 放热量：放热量： kJ/kg kJ/kg 热效率：热效率：
