東北大學(xué)歷年工程熱物理試題

1、1. 某工學(xué)院《工程熱力學(xué)》期末考試試題（ 某工學(xué)院《工程熱力學(xué)》期末考試試題（84 熱能及 熱能及市熱能班 市熱能班*）一．試回答下列各問(wèn)題（本題 42 分，每小問(wèn) 7 分）(1)．何謂濕蒸汽？何謂濕空氣？濕蒸汽中的水蒸氣和相對(duì)濕度?<100%的濕空氣中的水蒸氣所處的熱力狀態(tài)有何不同？(2)．當(dāng)升壓比很大時(shí)，活塞式壓氣機(jī)必須采取多級(jí)壓縮和級(jí)間冷卻。試說(shuō)明其原因。(3)．定性地說(shuō)明絕熱節(jié)流的主要特征和狀態(tài)參數(shù)（包括焓、壓力、熵和

2、焓火用）的變化趨勢(shì)。(4)．試?yán)渺胤匠?dS= （即熵的變化量 TdWTdQ l ?等于熵流加熵產(chǎn)的關(guān)系）來(lái)說(shuō)明對(duì)于不可逆循環(huán)必然存在克勞修斯不等式 <0。 ? ? ?? ? ??不不不 TdQ(5)．當(dāng)忽略進(jìn)口流速時(shí)，根據(jù)能量方程噴管出口流速總是等于二倍焓降再開平方的關(guān)系。顯然，有摩擦的絕熱流動(dòng)與無(wú)摩擦的絕熱流動(dòng)相比，總是會(huì)帶來(lái)?yè)p失的。試僅僅對(duì)于當(dāng)進(jìn)口焓值相同并維持相同的出口壓力時(shí)，畫出 h-s 示意圖，并指明摩擦損失表現(xiàn)在哪

3、里？(6)．如果將穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式寫成Q-?U=W=?(pv)+ m?c2+mg?z+Wi=?(pv)+?Wt 21試從能量守恒和轉(zhuǎn)換方面簡(jiǎn)要闡明上式的物理意義。二．三．（本題 20 分）一氧化碳?xì)怏w盛于活塞-汽缸中，壓力 1bar，溫度 27℃，將該氣體分別經(jīng)歷過(guò)程 A 和過(guò)程B：(1)．在過(guò)程 A 中氣體在定容下被加熱至壓力升高一倍，然后在定壓下膨脹到容積為初容積的三倍；(2)．在過(guò)程 B 中同樣的氣體由同樣的初態(tài)首先定壓膨脹到容

4、積為初容積的三倍，然后定容加熱到壓力升高一倍。試求：(a)．在同一個(gè) p-v 圖及 T-s 圖中畫出過(guò)程 A和過(guò)程 B；(b)．分別對(duì) A、B 兩過(guò)程求其總熱量、總功量以及總內(nèi)能（熱力學(xué)能）變化量各為多少 kJ/kg。已知 CO 氣體 R=0.297kJ/(kg?K)；cp=1.042kJ/(kg?K)；cv=0.745kJ/(kg?K)四．（本題 10 分）有 1000kg 溫度為 0℃（即 T 冰=273K）的冰，在溫度為 20℃（

5、即 T0=293K）的大氣環(huán)境中融化成 0℃的水（冰的融解熱為 335kJ/kg），這時(shí)熱量的作功能力損失了。試求(1)．大氣和冰不等溫傳熱時(shí)的熵增量和作功能力損失，并用 T-s 圖定性地表示出來(lái)；(2)．如果在大氣與這冰塊之間放入一個(gè)可逆熱機(jī)，求該熱機(jī)能作出的功量，并用數(shù)值結(jié)果驗(yàn)證可逆熱機(jī)的作功量就等于不等溫傳熱時(shí)的作功能力損失。五．（本題 18 分）有一過(guò)熱的理想朗肯循環(huán)（如圖所示）。其汽輪機(jī)的進(jìn)汽壓力 p1=30bar，進(jìn)汽溫度t

6、1=500℃，冷凝壓力p2=0.1bar，試求：(1)．乏汽的干度 x2；(2)．每公斤蒸汽在汽輪機(jī)中的作功量 wT；(3)．理想朗肯循環(huán)的熱效率?t。設(shè)已經(jīng)查得h1=3456.5kJ/kg，s1=7.2338kJ/(kg?K)。當(dāng) p2=0.1bar 時(shí)，有 h’=191.84kJ/kg；h”=2584.4kJ/kg；s’=0.6493 kJ/(kg?K)；s”=8.1525 kJ/(kg?K)水泵耗功 wp=v2’(p1-p2)=0

7、.00101?(30-0.1)?105?10-3=3.0kJ/kg2. 某工學(xué)院 某工學(xué)院 84 級(jí)熱能工程專業(yè)《工程熱力學(xué)》期末考 級(jí)熱能工程專業(yè)《工程熱力學(xué)》期末考試補(bǔ)考試題 試補(bǔ)考試題一．選擇題下列各題中，你認(rèn)為正確的請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)劃（?），不正確或不全面的請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)劃（?）。1． 在確定的兩態(tài)之間，理想氣體的熵差計(jì)算公式為?s= cpln –Rln12 TT12 vv（ ）2． 使系統(tǒng)熵增大的過(guò)程一定是不可逆過(guò)程。

8、 （ ）3． 可逆循環(huán)的熱效率不可能等于 1。 （ ）4． 制冷系數(shù)有可能大于 1。 （ ）5． 卡諾循環(huán)的熱效率總比任意實(shí)際循環(huán)的熱效率要高。 （ ）6． 在臨界點(diǎn)上，飽和液體的焓一定等于飽和蒸汽的焓。

9、 （ ）7． 某液體的溫度為 t，若其壓力大于 t 對(duì)應(yīng)的飽和壓力，則此液體 一定處于未飽和液體狀態(tài)。 （ ）8． p–t 圖上可以表示出的三相變化，所以稱為相圖。 （ ）9． 一熱力系經(jīng)歷一個(gè)不可逆過(guò)程，其熵有可能減少。 （ ）

10、1 Ts243五題圖＿＿，它不依賴于任何測(cè)溫物質(zhì)的＿＿＿＿＿，只決定于＿＿＿＿循環(huán)中所傳遞熱量的比例，因而具有普遍意義。二．回答問(wèn)題：⒈ 若工質(zhì)經(jīng)歷一可逆膨脹過(guò)程和一不可逆膨脹過(guò)程，且其初態(tài)和終態(tài)相同，問(wèn)兩過(guò)程中工質(zhì)與外界交換的熱量是否相同？⒉ 卡諾定理是否意味著“熱效率愈高的循環(huán)，其不可逆性就愈小”？為什么？⒊ 如流體是不可壓縮的，能否用對(duì)它作功的方法改變其內(nèi)能（熱力學(xué)能）？若可能的話，這種作功過(guò)程是什么樣的過(guò)程？⒋ 流體經(jīng)過(guò)一換熱

11、器時(shí)，由于摩擦而使流體的出口壓力低于進(jìn)口壓力。在這種情況下，其換熱量能否用進(jìn)、出口的焓差來(lái)計(jì)算？⒌ 試說(shuō)明在空氣為飽和和未飽和時(shí)，露點(diǎn)溫度、干球溫度和濕球溫度的大小關(guān)系。⒍ 漸縮噴管內(nèi)的流動(dòng)情況，在什么條件下不受背壓變化的影響？什么條件下受背壓變化的影響？⒎ 動(dòng)力循環(huán)中，什么是回?zé)幔坑惺裁醋饔?？?多級(jí)壓縮，中間冷卻的作用是什么？⒐ 系統(tǒng)在完全與外界孤立的條件下，其狀態(tài)能否發(fā)生變化？若能發(fā)生變化，這種變化有什么特征？⒑ 寫出穩(wěn)定流動(dòng)能量

12、方程。三． 寫出熱力學(xué)第二定律的開爾文說(shuō)法和克勞修斯說(shuō)法，并證明它們的等效性。四． 國(guó)產(chǎn) 20 萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組的新蒸汽參數(shù)為13.24MPa，535℃，排汽參數(shù)為 5200Pa，再熱參數(shù)為2.16MPa，535℃。若忽略泵功，試求再熱循環(huán)的循環(huán)熱效率ηt。已知：13.24MPa， 535℃時(shí)，h=3427.53kJ/kg，s=6.548kJ/(kgK)2.16MPa， 535℃時(shí)，h=3542.83kJ/kg，s=7.4

13、93kJ/(kgK)2.16MPa，259.8℃時(shí)，h=2921.08kJ/kg，s=6.548kJ/(kgK)5200Pa 時(shí)，t=33.6℃，h'= 140.72kJ/kg，s'=0.486kJ/(kgK)，h“=2562.85kJ/kg，s“=8.382kJ/(kgK)5. 熱能系 熱能系 92 級(jí)《工程熱力學(xué)》期中試題 級(jí)《工程熱力學(xué)》期中試題一．回答下列問(wèn)題，要求寫出分析判斷的過(guò)程：１ 溫度高的物體比溫度低的

14、物體含有較多的熱能，這種說(shuō)法對(duì)嗎？２ 膨脹功、流動(dòng)功、軸功和技術(shù)功有何差別？有何聯(lián)系？試用 p-v 圖和公式說(shuō)明之。３ 如右圖，試填充表中空白。過(guò)程 熱量 Q(kJ) 膨脹功 W(kJ)1a2 102b1 –7 –41c2 8４ 今有任意兩過(guò)程 a-b、a-c，b、c 兩點(diǎn)在同一條定熵線上，如圖所示。試問(wèn)Δuab 與Δuac 哪個(gè)大？再設(shè)b、c 在同一條定溫線上結(jié)果又如何？二．下列說(shuō)法是否正確？1 功量可以轉(zhuǎn)換成熱量，但熱量不可能轉(zhuǎn)換成

15、功量。2 自發(fā)過(guò)程是不可逆的，但非自發(fā)過(guò)程是可逆的。3 從任何具有一定溫度的熱源取熱，都能進(jìn)行熱變功的循環(huán)。4 系統(tǒng)熵減小的過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。5 系統(tǒng)熵增大的過(guò)程必然是不可逆過(guò)程。6 系統(tǒng)熵不變的過(guò)程必然是絕熱過(guò)程。7 系統(tǒng)熵增大的過(guò)程一般是吸熱過(guò)程，可以是放熱過(guò)程嗎？8 系統(tǒng)熵減少的過(guò)程一般是放熱過(guò)程，可以是吸熱過(guò)程嗎？9 不可逆循環(huán)過(guò)程中，工質(zhì)的熵 ＞0。 ? ds10 在相同的初、終態(tài)之間進(jìn)行不可逆過(guò)程與可逆過(guò)程，則不可逆過(guò)程中工質(zhì)熵

16、的變化大于可逆過(guò)程中工質(zhì)熵的變化。11 在相同的初、終態(tài)之間進(jìn)行不可逆過(guò)程與可逆過(guò)程，則兩個(gè)過(guò)程中，工質(zhì)與外界之間傳遞的熱量不相等。12 循環(huán)熱效率越大，則循環(huán)的凈功越多；反之，循環(huán)的凈功越多，則循環(huán)的熱效率也越大。6. 93 級(jí)分校熱能工程專業(yè)工程熱力學(xué)試題（ 級(jí)分校熱能工程專業(yè)工程熱力學(xué)試題（A）一. 填空（每空 0.5 分，共 8 分）：⒈ 確定一個(gè)簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)的狀態(tài)的獨(dú)立變量（狀態(tài)參數(shù)）有＿＿個(gè)。⒉ 在研究任何熱力問(wèn)題時(shí)，根