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???????? 装 ???????????? 订 ????????????? 线 ???????????? 课程 工程热力学 班级___________________姓名________________________学号________________________ ?????????? 密 ?????????? 封 ??????????? 线 ?????????? 安徽工业大学试题纸（一） 十题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十十十十十十十十二总 分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十2022~2022学年第二学期《工程热力学》试卷（A） 一、是非题（每题2分，共20分。对者在题号后面的括号内打√，错者打×） 1（×）闭口系与外界无物质交换，那么系统内质量保持恒定的热力系就是闭口系。 2（×）平衡状态的本质就是系统内各点的所有参数都不随时间发生变化。 3（√ ）气体吸热后熵一定增大。 4（×）气体吸热后热力学能一定升高。 5（√）气体压缩时消耗一定的功。 6（√ ）熵减小的过程必定为放热过程。 7（×）使熵增大的过程必为不可逆过程。 8（× ）不可逆绝热压缩的终态熵小于初态熵。 9（×）工质经历不可逆循环有??ds?0。 10（√ ）水的三相点的状态参数不是唯一确定的。 二、单选题（每题2分，共10分。将选择的结果填到题号后的括号内） 1（ C ）——理想气体某一过程的技术功wt等于吸热量q，该过程是： （A）定压过程（B）定容过程 （C）定温过程 （D）绝热过程 2（ D ）——制冷系数ε是： （A）大于1 （B）等于1（C）小于1（D）以上皆有可能 3（ C ）——在相同条件，卡诺热机效率比实际热机效率： （A）小 （B）二者相等（C）大（D）可能高，可能低，也可能相等 4（ A ）——气体常数R决定于。 （A）气体的分子量 （B）气体的质量（C）气体所处的状态 5（ D ）——绝热节流过程是： （A）定压过程 （B）定温过程 （C）定熵过程 （D）节流前后焓相等的过程 三、简答题（每题5分，共10分） 1、熵流与熵产的区别。 答：熵流来自热力系与外界间的相互作用（热量交换、质量交换）引起的熵的变化量；熵产来自热力系内部不可逆因素（内摩擦、内热流等）所造成的熵的产生量。 2、简述热力学第二定律的两种说法。 答：克劳休斯说法：热不可能自发地、不付出代价地从低温物体传至高温物体；开尔文说法：不可能制造出从单一热源吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。 四、下图是活塞式内燃机混合加热理想循环p-v图，请画出相应的T-s图。试通过作图比较分析，在压缩比相同和吸热量相同的条件下，混合加热理想循环、定压加热理想循环和定容加热理想循环的热效率大小。（15分）解： 上图是三种理想循环的T-s图，1-2-3-4-1为定容加热理想循环；1-2-2‘-3’-4‘-1为混合加热理想循环；1-2-3“-4”-1为定压加热理想循环。在所给的条件下，三种循环的等熵压缩线1-2重合，同时定容放热过程都在通过点1的定容线熵。因为工质在加热过程中吸热量q1相同，所以图上 面积23562＝面积22‘3‘5’62＝面积23“5“62 各循环放热量各不相同： 面积14561<面积14‘5‘61<面积14“5“61 即定容加热循环的放热量q2v最小，混合加热循环q2m次之，定压加热循环的q2p最大。根据循环热效率公式，三种理想循环热效率之间有如下关系： ?tv??tm??tp 五、计算题（每题15分，共45分） 1、1kg的氧气置于如图所示的气缸内，缸壁能充分导热，且活塞与缸壁无摩擦，初始时氧气压力为0.5MPa、温度为27℃。若气缸长度为2L，活塞质量为10kg。试计算拔出销钉后，活塞可能达到的最大速度。w?RgTlnV2A?2h ?0.26kj/(kg?K)?(273.15?27)K?lnV1A?h?54.09kJ/kg m"2m"2W?W0??c?p0(V2?V1)?c2 （a） 22V1?m1RgT1p1?1kg?260J/(kg?K)?300.15K3 ?0.1561m60.5?10Pa代入(a) c2?2?(54.09J/kg?1kg?103?0.1?106Pa?0.1561m3)/10kg?87.7m/s 2、某热机工作于T1=2022 K、T2=300 K的两个恒温热源之间，试问下列几种情况能否实现，是否可逆循环：（1）Q1= 1 KJ，Wnet= 0.9 KJ；（2）Q1= 2 KJ，Q2= 0.3 KJ；（3）Q2= 0.5 KJ，Wnet= 1.5 KJ 。 方法一：在T1,T2间工作的可逆循环热效率最高，等于卡诺循环热效率，而（1）（2）（3）?c?1?T2300?1??0.85T12022 Q20.1?1??0.9??cQ11 不可能实现 Q2?Q1?Wout?1?0.9?0.1kJ,?c?1??1?1?Q20.3?1??0.85??cQ12是可逆循环 Q20.5?1??0.75??cQ12.0 是不可逆循环 Q1?Q2?Wout?0.5?1.5?2.0kJ,?1?1?方法二：克劳修斯积分法 （1）T（2）??Q?Q1Q21?0.1????0.000167kJ/K?0T1T22022300不可能实现 ?T??Q?Q1Q22?0.3????0T1T22022300 是可逆循环 Q1Q22?0.5?????0.00067?0T1T22022300是不可逆循环 ?Q（3）T ?3、一简单蒸汽动力循环（即朗肯循环），蒸汽的初压p1= 3 MPa，初始温度t1=490℃，终压p2=6 kPa。试求：（1）蒸汽终干度x2（2）循环效率?t（注：相关水及其蒸汽的状态参数见附表1、2） 解：根据p1= 3 MPa， t1=490℃查表得h1=3434kJ/kg;s1=7.2022 kJ/kg.s 根据p2查ts＝36.18，h‘＝151.5，h“＝2567.1，s‘＝0.5209，s“＝8.3305 "\由于有s1＝s2，又有s2?(1?x2)?s?x2?s可以得出x2＝0.86 "\计算h2?(1?x2)?h?x2?h得出h2?(1?0.86)?151.5?0.86?2567.1?h2?2228.916 h1?h23434?2228.916??0.3671 又h3?h，由公式?t?h1?h33434?151.5"附表1 未饱和水和过热水蒸汽表 （?:m3/kg；h:kJ/kg；s:kJ/kg?k）附表2 饱和水和饱和水蒸汽表（注：1bar=0.1MPa）
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