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工程热力学自测题 (3).doc

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自测九一、名词解释(本大题 15 分,每小题 3 分) 1 绝热节流 2 马赫数 3 温度 4 工质 5 有效能 二、判断(本大题 10 分,每小题 2 分) 1、气体膨胀必然对外做功。 ( ) 2、热力系从 1 状态经历不可逆过程到达状态 2 ,则热力学能的变化 。 ( ) 3、在实际的活塞式压气机中存在余隙容积,使得吸气量减少。导致生产同样多的高压气体耗功量减少。( ) 4、开口系不可能是绝热系。( ) 5、 理想气体热力学能仅仅是温度的函数( ) 三、简答(本大题 25 分,每小题 5 分) 1、工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程,试问其多变指数的范围是什么?并在 p-v 图和 T-s图上将该过程表示出来。 2、试推导出压缩空气制冷循环的制冷系数 ε 与循环的压比 的函数关系式,并分析ε 和 的关系? 3、为什么在热力系中要引用准平衡过程这一概念? 4、以 1 ㎏工质为例,写出闭口系能量方程,并将可逆过程的膨胀功在 p - v 图上表示出来。 5、试画出压气机两级压缩中间冷却的 p-V 图,并表示出与单级压缩相比少消耗的功量。 四、计算题(本大题 50 分,第 1 、 2 题各 10 分;第 3 、 4 题各 15 分) 1、利用逆向卡诺机作为热泵向房间供热,设室外温度为 -10℃,室内温度保持 20℃。要求每小时向室内供热kJ。试问:1)每小时从室外吸收多少热量?2)此循环的供暖系数多大?3)热泵由电动机驱动,如电动机效率为 95%,电动机的功率多大? 2、人体热量的消耗率通常为 356kJ/h,在作激烈运动时则达 628kJ/h。在热天皮肤经由汗的蒸发来散热,若汗的蒸发在定压且与皮肤相同温度(27℃)下进行,问运动时多余热量需每小时蒸发多少汗才能排出?(已知:t=26℃: h '=108.95 kJ/kg、 h “=2548.6 kJ/kg ; t =28℃: h '=117.31 kJ/kg、 h “=2552.3 kJ/kg) 3、气体在气缸中被压缩,气体的热力学能和熵的变化分别为 45 kJ/kg 和-0.289 kJ/(kg·K),外界对气体做功 170 kJ/kg,过程中气体只与环境交换热量,环境温度为 300K。问该过程能否实现? 4、汽油机定容加热理想循环的空气进气压力 =0.098MPa、温度 =30℃,压缩比ε=8。若循环的最高温 度为 1920K,1)画出循环的 T-s 图;2)求循环各点的温度和压力及循环热效率。空气的比热容 =0.718 kJ/(kg·K)、 =1.005 kJ/(kg·K)。 答案:一、 1、绝热节流:在节流过程中流体与外界没有热量交换,就称为绝热节流。 2、马赫数:气体的流速与当地声速的比值,称为马赫数。 3、温度 : 处于同一热平衡状态的热力系无论它们是否相互接触均有一个共同的物理性质,描述此物理性质的物理称为温度。 4、工质:实现热能向机械能转换的中间媒介物叫工质 5、有效能:在环境条件下,能量中可转化为有用功的最大部分。 二、 1 、× 2 、√ 3 、× 4 、× 5 、√ 三、 1 、 2 、根据课本图 12-1 ,令 带入上式, 得 ,由此式可知, 越小, 越大;反之, 越大, 越小。 3、为在热力学中,只有平衡状态才能用状态参数进行定量描述,而实现热和功的转换,必须借助工质状态的变化,这就形成了“静”与“动”的矛盾。准平衡过程就是为解决这对矛盾提出的,使得变化的状态可用状态参数的变化来描述。4、口系 5 、 四、 1 、 kJ KW 2 、 t=27 ℃时 kJ/kg kJ/kg kg 3、汽缸内气体与环境共同组成一个孤立系 kJ/kg,工质放热,环境吸热 kJ/kg 所以该过程可以实现,是不可逆过程。 4、 kJ/(kg·K) m 3 /kg m 3 /kg 绝热压缩 kPa K 点 3 : K (已知) kPa m 3 /kg 点 4 : kPa K 循环热效率:
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