工程热力学试卷答案

☆《工程热力学》试题（1卷）

☆密

封本套试卷共页一．判断下列各题是否正确，回答对与不对，并简述理由：（20分，每题2分）线1．可逆过程一定是准静态过程；对，因为一个可逆过程，首先应该是准平衡过程。 2．工质经一不可逆循环后其熵一定增加；内错，工质经一不可逆循环后其熵是不变的。 3．第二类永动机违反了热力学第一和第二定律；错，第二类永动机并不违背热力学第一定律。

不4．节流过程是一个等焓过程；错，节流过程中，流体在孔口附近产生严重的扰动及涡流，处于不稳定状态，因而不能确定各截面的焓值，所以，尽管节流前后焓不要变，但不能把节流过程理解为等焓过程。 5．制冷系数是大于1的数；错，制冷系数是指制冷循环中制冷量与消耗功的比值，可能大于1，也答可能小于1。 6．压缩机的余隙容积对压缩机压缩每公斤工质的理论功没有影响；对，有余隙容积后，如生产增压比相同、质量相同的同种压缩气

题体，理论上所消耗的功与无余隙容积时相同。 7．熵减少的过程是可以发生的； ☆对，只对于孤立系统，熵必定增加或不变，但是对于其他非孤立系统，不一定熵增。

☆8．孤立热力系熵减少的过程是无法实现的； 9．热量不可能从低温热源传向高温热源；

错，根据热力学第二定律，热不可能自发的从低温物体转向高温物体。

10．当蒸汽的温度高于饱和温度时，称该蒸汽为过热蒸汽；

错，当蒸汽温度高于对应压力下的饱和温度时，该蒸汽为过热蒸汽。二．名二、名词解释：（15分，每题3分） 1. 混合气体的分压力；

答：在与混合气体温度相同的情况下，每一种组成气体都独自占据体积V时，组成气体的压力成为分压力。

2. “焓”；

答：在有关热工计算中时常有U出现，为了简化公式和简化计算，把它定义为焓，用符号H表示。 pV+

3. 第二类永动机；

答：从环境大气或海水吸收热量不断转化为机械功，这种单一热源下做功的动力机械称为第二类永动机。

4. 孤立热力系；

答：任何一个热力系（闭口系、开口系、绝热系、非绝热系），总可以将它连同与其相互作用的一切物体组成一个复合系统，该复合系统不再与外界有任何形式的能量交换和质量交换，我们称该复合系统为孤立系统。 5. 理想气体；

答：理想气体是一种实际上不存在的假想气体，其分子是些弹性的、不具体积的质点，分子间相互没有作用力。三．（15分）

空气由初态压力为0.1MPa，温度20℃，经2级压缩机压缩后，压力提高到2MPa。若空气进入各级气缸的温度相同，且各级压缩过程的多变指数均为1.2，求最佳的中间压力为多少？并求生产1kg质量的压缩空气所消耗的理论功？求各级气缸的排气温度为多少？

班级学号姓名

解：最佳中间压力p2p1p20.120.447MPa； ☆n1n1nnppn2☆3wcRgT12ppn112

密1.21



1.2理论比功：1.20.4473

287.0610273.152022 

封1.210.1



286.21KJ

线n1nT

多变过程：3T2p2

pT2T1

1内吸气温度T1T2 n11.21不np0.4471.2

两级排气温度T3T2T12293.15376.25K p

0.11要四、有一绝热刚性容器，有隔板将它分成A、B两部分。开始时，A中

PA=0.1MPa，VA=0.5m3的空气；B中盛有TB=350K，PB=0.5MPa盛有TA=300K，3

VB=0.2m的空气，求打开隔板后两容器达到平衡时的温度和压力。（设答空气比热为定比热）

解：QUW

题因为Q=0 W=0 所以 U0

☆U(TA)(TB)0

AVBV☆ m

T300350



所以

0.10.50.50.20.10.53500.50.2300

332K

P

mRT

VVA



0.10.50.50.2

0.50.2

0.214

五．（20分）

有一郎肯蒸汽动力循环，蒸汽进汽轮机初始状态的压力为：3MPa，蒸汽的过热度为：300℃；汽轮机蒸汽出口状态的压力为：0.02MPa，冷凝器出来的冷凝水的焓值为137.7 kJ/kg，不计水泵耗功，求每1公斤蒸汽：（1）在吸热时吸入的热量；（2）输出的功；（3）向外界放出的热量；（4）该蒸汽动力循环的热效率；

T1T6＝300K h3＝137.7 kJ/kg，解：已知p1＝3MPa，p2＝0.02MPa，

由《水蒸气热力性质图表》查得：

h4＝140.62 kJ/kg，h1＝3535 kJ/kg，h2＝2415 kJ/kg

新蒸汽从热源吸热量：

q1h1h4= 3535－140.62 = 3394.38kJ/kg

乏气在冷凝器中的放热量：

q2h2h32415137.72277.3KJ/kg

mCTmCT

不计水泵耗功，输出功率：

wh1h2353524151120KJ/kg ☆循环的热效率： ☆w1120

0.33 

q1394.38密

由于低温热源传热温差引起的做功能力损失：

Q2Q2360360

27327W2T0 六．（15分）

T2T2 封已知一热机的高温热源温度为1000℃，低温热源温度为100℃，工质与

34.22KJ

高温热源间的传热温差为100℃，

与低温热源间的传热温差为50℃，热

名机效率等于卡诺热机的效率，环境温度为27℃，当热机从高温热源吸总做功能力损失：

线入1000KJ的热量时，求：姓1．热机的热效率，

WW1W254.32KJ

2．由于高温热源传热温差而引起的做功能力损失和由于低温热源传内

热温差而引起的做功能力损失，

3．由于传热温差而引起的总的做功能力损失。不号解：可知T1273.1510001001173.15K, 学要 T2273.1510050423.15K 答热机的热效率：

1T2

0.64 T1

级班题Q11000KJ,Q2360KJ,w640KJ 以环境作为低温热源，由于高温热源传热温差引起的做功能力损失： ☆WQ1Q21T02732710001000

☆T1

T29002731000273

20.10KJ

100273150273