上海理工大学工程热力学期中试卷

《工程热力学》 期中练习卷 2012年4月

班级学号＿＿＿＿＿＿ 姓名 ＿＿＿＿＿＿ 成绩＿＿＿＿＿＿

（每题4分，共40分） 一．问答题（

1. 试说明热力学第一定律表达式 quw和 的适用条件（任何工质？任何过程？）。

22qcvdTpdv11TQ2．试说明循环热效率 （任何工质？任何过程？）。 12的适用条件12和 TQ11

pv图上理想气体多变过程 3．如图所示，

OA和OB，请在表中填充“＋”或“－”号 （按功量和热量的符号规则填写）。

过程 OA OB pABu w q O(s)(T)v T4. 请在右图所示的 Ts图上，把理想气体任意

两点的焓差 h12用面积表示出来。

。2。15．下列说法是否正确，简述理由。 S 1）不同的热力过程中，气体比热容的数值总是正值；

2）闭口系进行一不可逆过程，从外界吸热，其熵一定增加； 3）绝热节流过程是整个过程都焓值相等的过程。

6.下列两过程中系统的ΔU、ΔH、ΔS 变化分别为大于、小于还是等于零？试说明理由。1）理想气体绝热自由膨胀过程 2）绝热系统的可逆膨胀过程

7．蒸汽由给定的初态p1、t1通过一喷管等熵膨胀到湿蒸汽区，其背压p2为已知，若手头

没有焓熵图，只有水蒸气热力性质表，如何计算确定状态2的各项热力参数x2，t2，h2。

8．在环境温度为300K的条件下，250K的热源有否作功能力？若热量Q由750K的恒温热源直接传入250K的恒温热源，引起的作功能力损失是多少？

9．流体在输送管道中作有摩阻的不可逆流动，对外不作技术功，问流体压力将如何变化？过程加热量q和流体的焓变化△h是否仍满足q＝△h的关系？

T10．一动力循环1－2－3－1的T－s图如右图所示，

2其中过程1－2、3－1皆为可逆过程，2－3为

一有摩擦的绝热过程。T1、T3都等于环境温度T0。

1试用一块面积或几块面积的代数和表示出该循环

T03中的吸热量Q1，放热量Q2，净功量W和由于摩 擦而引起的作功能力损失。 s

二．计算题（每题15分，共60分）

1. 有一采暖设备，每小时可供40℃的热空气4000m3/h，设备进口处的大气温度为5℃，

5

大气压为1.013×10Pa,。空气在该设备中压力维持不变，进出口风道中的流速不超过5m/s，试求：

1）该设备传递给空气的热流量；

2)空气通过采暖设备时热力学能、焓、熵的变化； 3)设备出口风道的直径。

(Cp=1.004kJ/kg.K, Rg=0.287kJ/kg.K)

2．试验装置中，压气机由P1=1×105Pa，t1=20℃的环境中吸取流率为0.7kg/s的空气，绝热压缩至P2=3×105Pa。据测量压气机出口高压空气的温度为t2=155℃，然后绝热通过一节流阀，其压力降为P3=2.5×105Pa。

1）确定压气机的效率，即理想压缩功和实际压缩功之比。

2）分析空气压缩和随后的降压过程中有哪些不可逆性？并计算总熵产和作功能力损

失。 (Cp=1.005kJ/kg.K, R=0.287kJ/kg.K).

3．某蒸汽发生器使温度为250℃的1kg饱和水汽化为干饱和蒸汽，蒸汽汽化潜热为

1711kJ/kg。此蒸汽发生器中所利用的加热烟气从1100℃定压冷却到550℃。

已知烟气比热Cp=1.005kJ/kg.K，环境温度T0=300K。试求：

1）生产1kg干饱和蒸汽的烟气量；

2）由烟气和水蒸气组成的蒸汽发生器系统的熵增；

3）计算此传热过程中引起的作功能力损失；

4．某制冷装置的制冷量为180000KJ/h，冷藏室温度维持在－20℃，周围环境温度等于20℃。试求：

1）此循环制冷系数的可能最大值； 2）此装置所需耗的最小功率； 3）每小时传给周围环境的热量