2016年山东建筑大学建筑城规学院工程热力学A复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、简答题
1. 试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。
【答案】开口系统能量方程的一般表达式为:
式中
,
为开口系与外界交换的热量
;
为开口系控制容积内的储存能的变化量
;
为进口处工质的焓
为出口处时工质的焓值、动能及位能;
值、动能及位能;为开口系何外界输出的轴功。
2. 反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个?写出其定义式。
【答案】
如何变化?
3. 若封闭气缸内的湿空气定压升温,问湿空气的
【答案】若封闭气缸中的湿空气定压升温,则混合气体中的水蒸气的温度也升高,对应的饱和压力也一起升高,但是由于混合气体的压力一定,所以水蒸气的质量和分压不变,因此,湿空
气的焓
升高,
相对湿度
由于
不变和
增大而下降,含湿量
由于混合气体的成
分未改变而不变。
4. 什么是化学反应的热效应?若反应物和生成物均为理想气体,那么定压热效应和定容热效应之间有什么关系?
【答案】当系统经历一个化学变化时,当系统只做容积变化功,且所得生成物和反应物的温度相等时,这时lKmol 主要反应物或生成物所吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。
其中定压热效应为:
定容热效应为:
所以二者有如下关系:
5. 什么是回热?试解释在热机循环中若能采取回热措施,从热力学角度简单说来将会带来什么好处?
【答案】回热是指,在保持构成循环的热力过程性质不变的条件下,利用循环中某些放热过程的放热量来满足另一些吸热过程的吸热需要的措施。从热力学的角度来说,循环输出的净功不变,但是回热的措施使循环从外界高 温热源的吸热量减少,向低温热源的放热量也减少,因而可以提高循环的热效率。
6. 绝热节流过程中,不向高温热源吸热、也不向低温源放热,同样产生功,是否违反第一定律?第二定律?
【答案】不违反第一定律,也不违反第二定律。 (1)绝热节流过程中,
根据热力学第一定律
知:
(2)状态发生变化,系统对外做出的功等于内能的减小。
7. 给出“热”和“功”的定义,并分析其异同。
【答案】热量是热力系和外界之间仅由于温度不同而通过边界传递的能量,功是热力系流通过边界而传递的能量,而全部效果可表现为举起重物。
相同点:二者均为过程量,都通过边界传递。
不同点:功是有规则的宏观运动能量的传递,在作功过程中往往伴随着能量形式的转化;热则是大量的微观粒子杂乱热运动的能量传递,传热过程中不出现能量形式变化,功转变成热是无条件的,而热转变成功是有条件的。
8. 什么是可逆过程?经历一个不可逆过程后,系统是否还能恢复原来的状态?为什么?
【答案】若系统在完成某一过程后,能够沿着该路径逆行而使系统及外界都回复到原来的状态,没有其他任何变化,则称此过程为可逆过程,否则则为不可逆过程。经历一个不可逆过程后,系统是能够恢复到原来的状态的。所谓不可逆过程,是指完成一个过程后,系统和外界不可能同时恢复到原来的状态,所以只有系统本身恢复到原来的状态是可能的,只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复到原来的状态。
二、综合分析题
9. 某种混
合气体
/s的速度流入一绝热收缩喷管,若喷管背压积为
确定喷管出口截面的压力
以
速度系数
)
求:喷管流量及摩擦引起的作功能力损失。(
及
喷管出口截面
【答案】混合气体的比定容热容
所以
若可逆膨胀,则
由于过程不可逆,所以
据能量方程
因此
由于流动过程不可逆绝热,所以过程的熵增即是熵产
做功能力损失