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2018年北京市培养单位国家空间科学中心814热工基础之工程热力学考研仿真模拟五套题

  摘要

一、判断题

1. 稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。( )

【答案】错

【解析】稳定流动过程指开口系内的任意一点气状态参数不随时间而变化, 有摩擦时也可实现稳定流动过程。

2. 第二类永动机违反了热力学第一和第二定律。( )

【答案】错

【解析】第二类永动机并不违背热力学第一定律。

3. 理想气体的热力学能、焓和熵都仅仅是温度的单值函数。( )

【答案】错

4. —台制冷机,在对低温热源制冷的同时对高温热源进行供热,则其供热系数始终比制冷系数大1。( )

【答案】对

5. 不管过程是否可逆,开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。( )

【答案】对 6.

【答案】对

7. 工质吸热后熵一定增加,而放热后熵一定减少。( )

【答案】错

【解析】依据熵的定义,

可逆时

不可逆时

由此可知工质吸热后熵一定

均表示的是状态参数之间的关系式,它们都是状态方程。( )

増加,但放热后熵不一定减少。

8. 两种湿空气的相对湿度相等,则吸收水蒸汽的能力也相等。( )

【答案】错

9. 闭口绝热过程系统工质的熵不可能减少。( )

【答案】对

【解析】

10.若热源与冷源的温差愈大,则循环热效率愈大,且制冷系数也愈大。( )

【答案】错

【解析】因为如果温差越大,低温热源的温度越低,则制冷系数越小

二、简答题

11.蒸汽动力循环中,

蒸汽轮机排气压力

个局部来看,在初态不变的前提下

,装置全局分析,并非越低越好。

因为

降低,必然要求凝汽器真空度升高,从而凝汽器换热面积增大,冷却水量增对,冷

降低未必带来整体装置经济性增加,这是一个经济性限制。还有蒸汽

降低,

取决于排气温度是否降低,

这个

必须在零度以上。

左右,这是降

总要比冷却水温

却管径增大,使得冷却水泵耗功增加,导致制造成本、初投资和运行费用增加。

综合考虑这些因素

轮机排汽为饱和湿蒸气,

排汽压力

是否越低越好?降低

有哪些限制?

【答案】

蒸汽动力循环中蒸汽轮机的排气压力

并不是越低越好。从汽轮机自身膨胀作功这

越低,蒸汽在汽轮机中膨胀做功越多,当然有利。但是从

高,才能有效冷却放热,

而冷却水温度只能维持在低的传热学限制。还有个限制就是如果

综合这些因素之后,

排汽温度大约为30摄氏度左右。

所以大约为

太低了,则会造成y 2升高,导致汽轮机低压缸末级蒸汽

湿度过大,不利于汽机安全运行。

12.如图1所示,在图上所示循环1-2-3-1中,2-3为绝热过程。试用面积表示该循环中的吸热量,放热量,净功量和由于粘性摩阻而引起的做功能力损失。

图1 图2

【答案】用面积表示循环中的吸热量、放热量、净工量和做工能力损失如图图2所示,其中:吸热量:

面积放热量:

面积净工量:

面积

做功能力损失:

面积

面积

也即吸热量-放热量;

13.热量和功有什么相同的特征?两者的区别是什么?

【答案】热量和功是能量的不同表现形式,都是与过程有关的量。其单位是相同的。区别在于表现形式的不同。

14.供暖使室内温度升高,室内空气的总内能是否增加?为什么?

【答案】不增加。因一般情况下,空气可视为理想气体,温度变化不大,比热近似为常数。

其比内能

状态变化

故室内空气的总内能的变化为:

而供暖过程中,室内的容积不变,压力与大气压一致也不变,

所以

15.什么是热力系统?热力系统可分为几类?

【答案】通常根据研究问题的需要,人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学研究对象,这种空间内的物质的总和称为热力学系统,简称系统或体系。可分为闭口系统和开口系统;简单系统、绝热系统和孤立系统;均匀系统和非均匀系统;单元系统和多元系统等。

16.有两个任意过程ab 与ac , b及c 点在同一条可逆绝热线上,如图所示。设工质为理想气体,

其比热为定值。试问

哪个大?为什么?

不变,故

【答案】及C 点在同一条可逆绝热线上

所以

17.简述克劳修斯是如何在卡诺定理的基础上推导参数熵的?克劳修斯不等式如何表达?

【答案】任意工质进行的一个任意可逆循环,用一组可逆热线将它分割成无穷多个微元循环,这些绝热线无限接近,认为组成无穷多个微卡诺循环,如图所示。

所以

又因为