2025年大學(xué)熱能動(dòng)力工程（熱力系統(tǒng)）上學(xué)期期中測(cè)試卷

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、單項(xiàng)選擇題（總共10題，每題3分，每題的備選項(xiàng)中，只有1個(gè)最符合題意）1.以下關(guān)于熱力系統(tǒng)的描述，正確的是（）A.孤立系統(tǒng)與外界既無(wú)物質(zhì)交換也無(wú)能量交換B.封閉系統(tǒng)只有能量交換沒(méi)有物質(zhì)交換C.開(kāi)口系統(tǒng)只有物質(zhì)交換沒(méi)有能量交換D.絕熱系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換2.工質(zhì)經(jīng)歷一個(gè)不可逆循環(huán)后，其熵變（）A.大于零B.小于零C.等于零D.不確定3.理想氣體的內(nèi)能取決于（）A.溫度B.壓力C.比容D.質(zhì)量4.卡諾循環(huán)的熱效率只與（）有關(guān)。A.高溫?zé)嵩礈囟菳.低溫?zé)嵩礈囟菴.高溫和低溫?zé)嵩礈囟菵.循環(huán)過(guò)程5.實(shí)際氣體在（）條件下可近似看作理想氣體。A.高溫高壓B.高溫低壓C.低溫高壓D.低溫低壓6.穩(wěn)定流動(dòng)能量方程中，技術(shù)功的表達(dá)式為（）A.wt=h1-h2B.wt=u1-u2C.wt=q-?uD.wt=-?h7.蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，提高朗肯循環(huán)熱效率的有效方法是（）A.提高蒸汽初溫B.提高蒸汽初壓C.降低乏汽壓力D.以上都是8.熱力系統(tǒng)中，推動(dòng)功的計(jì)算公式為（）A.pvB.u+pvC.h-uD.q-w9.對(duì)于定容過(guò)程，以下說(shuō)法正確的是（）A.技術(shù)功為零B.膨脹功為零C.熱量為零D.內(nèi)能變化為零10.氣體絕熱節(jié)流后，其（）A.溫度升高B.溫度降低C.溫度不變D.熵增大二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題的備選項(xiàng)中，有2個(gè)或2個(gè)以上符合題意，至少有1個(gè)錯(cuò)項(xiàng)。錯(cuò)選，本題不得分；少選，所選的每個(gè)選項(xiàng)得1分）1.以下屬于熱力系統(tǒng)基本狀態(tài)參數(shù)的有（）A.壓力B.溫度C.比容D.內(nèi)能E.焓2.提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率的途徑有（）A.提高蒸汽初參數(shù)B.采用回?zé)嵫h(huán)C.采用再熱循環(huán)D.降低乏汽壓力E.增加循環(huán)凈功3.關(guān)于可逆過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A.過(guò)程進(jìn)行時(shí)不存在任何不可逆損失B.可以沿原路徑逆向進(jìn)行恢復(fù)到初始狀態(tài)C.系統(tǒng)和外界都能恢復(fù)到初始狀態(tài)D.可逆過(guò)程一定是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程E.準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程一定是可逆過(guò)程4.以下哪些是理想氣體的狀態(tài)方程適用條件（）A.壓力不太高B.溫度不太低C.氣體為純凈物D.氣體分子間無(wú)相互作用力E.氣體分子本身不占有體積5.熱力系統(tǒng)中，閉口系統(tǒng)與外界交換的能量形式可以是（）A.熱量B.功量C.物質(zhì)D.內(nèi)能E.焓三、判斷題（總共10題，每題2分，判斷下列說(shuō)法的正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）1.孤立系統(tǒng)的熵只能增大或不變，絕不能減小。（）2.工質(zhì)的比熱是一個(gè)定值，與過(guò)程無(wú)關(guān)。（）3.只要系統(tǒng)與外界有溫差，就一定有熱量傳遞。（）4.可逆熱機(jī)的熱效率一定高于不可逆熱機(jī)的熱效率。（）5.理想氣體的內(nèi)能和焓都只是溫度的函數(shù)。（）6.穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，進(jìn)出口處的質(zhì)量流量相等。（）7.絕熱過(guò)程一定是定熵過(guò)程。（）8.蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，再熱循環(huán)一定能提高熱效率。（）9.推動(dòng)功是工質(zhì)本身所具有的能量，與宏觀運(yùn)動(dòng)有關(guān)。（）10.對(duì)于同一熱力過(guò)程，可逆過(guò)程的功量大于不可逆過(guò)程的功量。（）四、簡(jiǎn)答題（總共3題，每題10分，簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述熱力系統(tǒng)的分類方式及各類系統(tǒng)的特點(diǎn)。2.說(shuō)明卡諾定理的內(nèi)容，并分析其對(duì)提高熱機(jī)效率的指導(dǎo)意義。3.闡述穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用條件及各項(xiàng)的物理意義。五、計(jì)算題（總共2題，每題15分，要求寫(xiě)出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程和答案）1.某理想氣體在定容過(guò)程中，從初始狀態(tài)1（p1=0.5MPa，T1=300K）加熱到狀態(tài)2，溫度升高到T2=500K。已知該氣體的比定容熱容cv=0.7kJ/(kg·K)，求過(guò)程中氣體吸收的熱量及內(nèi)能的變化量。2.一蒸汽動(dòng)力循環(huán)采用朗肯循環(huán)，蒸汽初壓p1=3MPa，初溫t1=400℃，乏汽壓力p2=0.004MPa。試計(jì)算該循環(huán)的熱效率、汽輪機(jī)出口蒸汽的干度以及循環(huán)凈功。已知蒸汽的相關(guān)參數(shù)可查水蒸氣表。答案：一、單項(xiàng)選擇題1.A2.C3.A4.C5.B6.A7.D8.A9.B10.D二、多項(xiàng)選擇題1.ABC2.ABCD3.ABCD4.ABCDE5.AB三、判斷題1.√2.×3.√4.√5.√6.√7.×8.×9.√10.√四、簡(jiǎn)答題1.熱力系統(tǒng)按與外界的物質(zhì)和能量交換情況可分為孤立系統(tǒng)（與外界既無(wú)物質(zhì)交換也無(wú)能量交換）、封閉系統(tǒng)（只有能量交換沒(méi)有物質(zhì)交換）、開(kāi)口系統(tǒng)（既有物質(zhì)交換又有能量交換）。按系統(tǒng)狀態(tài)是否隨時(shí)間變化分為靜態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。按組成系統(tǒng)的物質(zhì)是否均勻分為均勻系統(tǒng)和非均勻系統(tǒng)等。不同分類方式便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究。2.卡諾定理內(nèi)容：在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆熱機(jī)，其熱效率都相等，與工作物質(zhì)無(wú)關(guān)；在相同高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的一切不可逆熱機(jī)，其熱效率都小于可逆熱機(jī)的熱效率。指導(dǎo)意義在于指出了提高熱機(jī)效率的途徑，即盡量接近可逆循環(huán)，提高高溫?zé)嵩礈囟?，降低低溫?zé)嵩礈囟取?.穩(wěn)定流動(dòng)能量方程應(yīng)用條件：系統(tǒng)穩(wěn)定流動(dòng)，即進(jìn)出口處質(zhì)量流量不變，狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化。各項(xiàng)物理意義：q為單位質(zhì)量工質(zhì)與外界交換的熱量；h1、h2分別為進(jìn)出口工質(zhì)的焓；wt為技術(shù)功；?(u+pv)為單位質(zhì)量工質(zhì)的能量變化，其中u為內(nèi)能，pv為推動(dòng)功。五、計(jì)算題1.解：-理想氣體定容過(guò)程，比定容熱容cv已知，根據(jù)內(nèi)能變化公式?u=mcv(T2-T1)。-由理想氣體狀態(tài)方程p1v=mRT1，可求出質(zhì)量m=p1v/(RT1)。-定容過(guò)程吸收的熱量q=mcv(T2-T1)。-已知cv=0.7kJ/(kg·K)，T1=300K，T2=500K，p1=0.5MPa。-先求質(zhì)量m，設(shè)v=1m3/kg（理想氣體狀態(tài)方程中比容可設(shè)為任意值，不影響結(jié)果）。-由p1v=mRT1，R=0.287kJ/(kg·K)，可得m=p1v/(RT1)=0.5×1/(0.287×300)=0.0057kg。-內(nèi)能變化量?u=mcv(T2-T1)=0.0057×0.7×(500-300)=0.798kJ。-吸收的熱量q=mcv(T2-T1)=0.798kJ。2.解：-查水蒸氣表得：p1=3MPa，t1=400℃時(shí)，h1=3230.9kJ/kg，s1=6.9235kJ/(kg·K)。-p2=0.004MPa時(shí)飽和水焓h'=121.44kJ/kg，飽和蒸汽焓h''=2554.4kJ/kg，熵s'=0.4224kJ/(kg·K)，s''=8.0520kJ/(kg·K)。-汽輪機(jī)出口蒸汽熵s2=s1=6.9235kJ/(kg·K)，根據(jù)s2=s'+x(s''-s')可求干度x。-6.9235=0.4224+x(8.0520-0.4224)，解得x=0.86。-汽輪機(jī)出口蒸汽焓h2=h'+x(h''-h')=121.44+0.86×(2554.4-121.44)=2239.4kJ/kg。-鍋爐吸熱量q1=h1-h'2（h'2為鍋爐給水焓，這里未給出，設(shè)為0）=3230.9kJ/kg。-汽輪機(jī)做的功wt=h1-h2=3230.9-2239.4=991.5kJ/kg。