專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 裝訂線 浙江科技學(xué)院2018- 2019 學(xué)年第 1 學(xué)期 A1 試卷標(biāo)準(zhǔn)答案考試科目 工程熱力學(xué) 考試方式 閉 完成時(shí)限 120分鐘 擬題人 許友生 審核人 批準(zhǔn)人 2019 年1 月 21 日 機(jī)械與能源工程 學(xué)院 2017年級(jí) 能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)題序一二三四五六七八九十總分加分人復(fù)核人得分簽名命題：得分一、 是非題（每小題1分，共10分）1、孤立系統(tǒng)的熵與能量都是守恒的。 （ 錯(cuò) ）2、實(shí)際氣體在壓力趨于零的極限狀態(tài)就成為理想氣體。 （ 對(duì) ）3、容器中氣體的壓力不變則壓力表的讀數(shù)也絕對(duì)不會(huì)改變。 （ 錯(cuò) ）4、在TS圖上，任意二條可逆絕熱過(guò)程線不能相交。 （ 對(duì) ）5、 再熱循環(huán)的主要目的是提高汽輪機(jī)尾部排汽干度。 （ 對(duì) ） 6、一熱力循環(huán)的熱效率都可用= 1q2/q1 = 1T2/T1 計(jì)之。（ 錯(cuò) ）7、孤立系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)總熵達(dá)極大值。 （ 對(duì) ） 8、一桶具有環(huán)境溫度的河水與一杯沸水，前者的可用能大于后者。（ 錯(cuò) ）9、凡符合熱力學(xué)第一定律的過(guò)程就一定能實(shí)現(xiàn)。 （ 錯(cuò) ）10、卡諾循環(huán)的熱效率僅取決于其熱和冷源的溫度，而與工質(zhì)的性質(zhì)無(wú)（ 對(duì) ）二、 選擇題（每小題2分，共30分）得分1、蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)是( C )A 絕熱系統(tǒng) B 孤立系統(tǒng) C封閉系統(tǒng) D 開(kāi)口系統(tǒng)2、當(dāng)理想氣體的密度不變而壓力升高時(shí)，其比容( C )A 增大 B 減少 C 不變 D不一定 3、當(dāng)系統(tǒng)從熱源吸收一定數(shù)量的熱量時(shí)，工質(zhì)絕對(duì)溫度-，則系統(tǒng)熵的變化- 熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ?程度- ( A )A 越高/越小/越大 B 越高/越大/越大 C 越低/越小/越小 D 越低/越小/越大 4、強(qiáng)度量與系統(tǒng)的質(zhì)量-，-可加性 ( B ) A 有關(guān)/不具有 B 無(wú)關(guān)/不具有 C 有關(guān)/具有 D 無(wú)關(guān)/具有 5、下列( B )不是狀態(tài)參數(shù) A 熱效率 B內(nèi)能 C表壓力 D質(zhì)量6、下列參數(shù)與熱力過(guò)程有關(guān)的是( B ) A 溫度 B 熱量 C 壓力 D比容7、絕對(duì)壓力p，表壓力Pg，真空度Pv與大氣壓力Pa之間的關(guān)系（以鼓風(fēng)機(jī)為例） ( A ) 入口處P=Pa-Pv;出口處P=Pa+Pg；入口處P=Pa-Pg；出口處P=Pa+Pv A、對(duì) B 、對(duì) C 、對(duì) D 、對(duì)8、不考慮化學(xué)反應(yīng)和電磁效應(yīng)的熱力系統(tǒng)，過(guò)程的不可逆因素是( A )耗散效應(yīng) 不同 工質(zhì)的混合熱傳遞膨脹 A B C D9、關(guān)于狀態(tài)變化過(guò)程( C ) 非靜態(tài)過(guò)程在壓容圖上無(wú)法用一條連續(xù)曲線表示；系統(tǒng)進(jìn)行了一個(gè)過(guò)程后，如能使系統(tǒng)沿著與原過(guò)程相反的方向恢復(fù)初態(tài)，則這樣的過(guò)程稱(chēng)為可逆過(guò)程；內(nèi)外平衡是可逆過(guò)程的充分和必要條件； 只有無(wú)摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程才是可逆過(guò)程。A 對(duì) B 對(duì) C 對(duì) D 對(duì)10、在溫熵圖上，準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程-用一條連續(xù)曲線表示，非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程-用一條連續(xù) 曲線表示。( B ) A 可以/可以 B 可以/不可以 C 不可以/可以 D 不可以/不可以指出下列各對(duì)概念之間主要的區(qū)別 (每題2分，共10分)11、關(guān)于共和熱量的本質(zhì)區(qū)別，正確的是( C )A 熱量是系統(tǒng)與外界發(fā)生能量傳遞時(shí)系統(tǒng)內(nèi)能變化的度量，而功是由于外界重物的升降而產(chǎn)生的系統(tǒng)與外界的相互作用，它不是內(nèi)能變化的度量B 熱量是系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)，功是系統(tǒng)狀態(tài)變化所經(jīng)歷的途徑的函數(shù)C 功是規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量傳遞方式，壓力差是做功的驅(qū)動(dòng)力，熱量是不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的能量傳遞方式，溫度差事熱量傳遞的驅(qū)動(dòng)力D A和C12、如循環(huán)的目的是從低溫?zé)嵩次鼰?，則該循環(huán)是( A ) A 制冷循環(huán) B 熱機(jī)循環(huán) C 正循環(huán) D 熱泵循環(huán)13、從逆卡諾循環(huán)可以看出，同時(shí)提高蒸發(fā)溫度和冷凝溫度可以( D )制冷系數(shù) A 降低 B 提高 C 不改變 D 無(wú)法確定14、卡諾循環(huán)包括( C )過(guò)程 A 定容加熱，定容放熱，絕熱膨脹，絕熱壓縮 B 定溫加熱，定溫放熱，絕熱膨脹，絕熱壓縮 C 可逆定溫加熱，可逆定溫放熱，可逆絕熱膨脹，可逆絕熱壓縮 D 可逆定壓加熱，可逆定壓放熱，可逆絕熱膨脹，可逆絕熱壓縮15、氣體在噴管中流動(dòng)，當(dāng)其音速大于當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)，應(yīng)采用( D )噴管 A 縮放形 B 放縮形 C 收縮性 D 擴(kuò)張形三、 簡(jiǎn)答題（每道5分，共10分）得分1、 平衡態(tài)與穩(wěn)定態(tài)的聯(lián)系與差別。不受外界影響的系統(tǒng)穩(wěn)定態(tài)是否是平衡態(tài)？答：平衡態(tài)和穩(wěn)定態(tài)具有相同的外在表現(xiàn)，即系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化；兩者的差別在于平衡態(tài)的本質(zhì)是不平衡勢(shì)差為零，而穩(wěn)定態(tài)允許不平衡勢(shì)差的存在，如穩(wěn)定導(dǎo)熱（2分）?？梢?jiàn)，平衡必穩(wěn)定；反之，穩(wěn)定未必平衡。（1分）根據(jù)平衡態(tài)的定義，不受外界影響的系統(tǒng)，其穩(wěn)定態(tài)就是平衡態(tài)。（1分）在不受外界影響（重力場(chǎng)除外）的條件下，如果系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化，則該系統(tǒng)所處的狀態(tài)稱(chēng)為平衡狀態(tài)。（1分）2、理想氣體定溫膨脹過(guò)程中吸收的熱量可以全部轉(zhuǎn)換為功，這是否違反熱力學(xué)第二定律？為什么？答：理想氣體定溫膨脹過(guò)程中吸收的熱量可以全部轉(zhuǎn)換為功，這個(gè)過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律。（2分）因?yàn)樵谏鲜鲞^(guò)程中，氣體的體積變大，也就是說(shuō)這個(gè)熱量全部轉(zhuǎn)換為功的過(guò)程引起了其它變化，所以不違反熱力學(xué)第二定律。（1分）同時(shí)，理想氣體定溫膨脹過(guò)程僅僅是一個(gè)單獨(dú)的過(guò)程，而不是一個(gè)循環(huán)，這就意味著這個(gè)過(guò)程不能連續(xù)不斷地將熱量全部轉(zhuǎn)換為功，因此從這個(gè)角度來(lái)講上述過(guò)程也不違反熱力學(xué)第二定律。（2分）四、證明題：（每道10分，共10分,二選一道做）得分1、證明絕熱過(guò)程方程式證明：據(jù)能量方程：（1分）由于，（1分）代入上式得（2分）即或 （2分）整理得出 （4分）上式即為絕熱過(guò)程方程式。2、 如果開(kāi)氏表述不成立，則克氏表述也不成立。證明：用反證法熱機(jī)從高溫?zé)嵩次崃?，全部變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響。（3分）這樣我們就可以用這部熱機(jī)輸出的功去驅(qū)動(dòng)另一部制冷機(jī)，它在低溫?zé)嵩次崃?，在高溫?zé)嵩捶?。（3分）于是兩部熱機(jī)聯(lián)合起來(lái)總的效果等于一步熱機(jī)，它從低溫?zé)嵩次。诟邷責(zé)嵩捶懦?，此外沒(méi)有其它變化。（3分）這是違反克勞斯修表述的。以上我們從正反兩方面證明了克氏和開(kāi)氏的表述是等價(jià)的。（1分）五、計(jì)算題（其中第1道10分，第2道10分，第3道20分，共40分）得分1、氣體在某一過(guò)程中吸入熱量 12 kJ，同時(shí)熱力學(xué)能增加 20 kJ。問(wèn)此過(guò)程是膨脹過(guò)程還是壓縮過(guò)程？對(duì)外所作的功是多少（不考慮摩擦）？（10分）解 ： 由閉口系能量方程： （2分）又不考慮摩擦，故有 （2分）所以（2分）因?yàn)?所以 因此，這一過(guò)程是壓縮過(guò)程，外界需消耗功8 kW。（4分）2、空氣從 300 K定壓加熱到 900 K。試按理想氣體計(jì)算每千克空氣吸收的熱量及熵的變化： (1) 按定比熱容計(jì)算； (2) 利用比定壓熱容經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；（10分）解 ：(1) （5分）(2) （5分）3、 在以氬氣為工質(zhì)，在溫度為 1 200 K和 300 K的兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g進(jìn)行回?zé)峥ㄖZ循環(huán)(圖4-20)。已知 p1 = p4 = 1.5 MPa；p2 = p3 = 0.1 MPa ，試計(jì)算各過(guò)程的功、熱量及循環(huán)的熱效率。如果不采用回?zé)崞?，過(guò)程41由熱源供熱，過(guò)程23向冷