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2018年兰州理工大学土木工程学院811工程热力学考研仿真模拟五套题

  摘要

一、判断题

1. —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

2. 对于确定的气体,在任意指定的温度下,

【答案】错

【解析】理想气体的比热容仅是温度的单值函数,而与压力、比容无关,但实际气体比热容不仅与r 有关,

还随着

或而变,

3. 工质经过不可逆过程的熵变必然等于经历可逆过程的熵变。( )

【答案】对

4.

图中,理想气体的定压线比定容线陡。( )

故其值是变化的。 总等于同一定值。( )

【答案】错

【解析】

在图中,理想气体的定容线比定压线陡

5. 容器中气体的压力不变,则压力表的读数也绝对不会改变。( )

【答案】错

6. 工质吸热后温度一定升高。( )

【答案】错

【解析】如果工质边吸热边作功,则温度不一定升高。比如就会出现等温吸热的情况。 7. 对卡诺热机, 当高、低温热源温度恒定时,虽然循环净功増大,但循环的热效率也不变。( )

【答案】对

8. 喷管内稳定流动气体在各截面上的流速不同,但各截面上的流量相同。( )

【答案】对

9. 不可逆过程必然导致摘增加。( )

【答案】错

【解析】不可逆过程中熵也可能减小。

10.系统越接近寂态,其系统能容量的拥值越小。( )

【答案】对

二、简答题

11.刚性绝热容器分隔成两部分(图,一部分装气体,一部分抽成真空,中间是隔板。问:(1)取气体为系统,若突然抽去隔板,系统是否作功?(2)设真空部分装有许多隔板,每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再 抽下一块,气体(系统)是否作功?(3)上述两种情况从初态变化到终态,

其过程是否都可在

图上用实线表示?

【答案】(1)系统不作功,因为功是通过边界传输的能量,当取气体为系统时,系统边界从初态时占容器的一部 分扩大到全部容器,而容器是刚性的,所以没有能量传递输出边界,也就没有作图功。

(2)系统仍不作功。 (3

)第一种情况不能在板数量是有限值,

则过程不能在穷小,

则过程可以在

图上用实线表示,因为过程不是准静态过程;第二种情况,若隔图上用实线表示;若隔板数量无穷多,且每两块隔板间距离无

图上用实线表示,因为每抽去一块隔板,系统偏离平衡状态无穷小,且很

快恢复平衡,而每个平衡态都可用图上一 点表示,无穷多的点连成一条实线。

12.写出常用的计算工质内能、焓、熵变化的热力学一般关系式?

【答案】内能的表达式为

:焓的表达式为

:熵的表达式为

13.

试确定

图上一组等容线簇比体积的大小。

所以

图上一组等温线簇温度的大小和

【答案】如图所示,取等压过程1-2, 与等温线簇相交于1、2

。因

由于

所以

即等温线簇中右上方的等温线的温度高。

也可以从能量关系分析:过点2作等熵线,因等熵线比等温线陡,故与过点1的等温线相交于点3

。考察过

2-3,

过程中,q=0, 同时

,因

由于

因q=0,

所以过程功为正。据热力学第一定律解析式

因此

所以过程1-2体

如图所示,

取等熵线与等比体积线簇相交于1

、2、3, 考察过程1-2-3, 显然

据热力学第一定律解析式

积功为正

,由此可得

参照上述方法

,可导出

图上熵增大方向以及

图上等压线簇增大方向。

14.在T -s 图上表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功的大小。并说明为什么。

【答案】如图所示。

为等熵过程,有为等压过程,有:

所以:

等熵过程中的技术功与等

压过程中吸热量相等,

如图中阴影部分。

15

.某一工质在相同的初态

1和终态2

之间分别经历2个热力过程,一个为可逆过程一个为不可逆过程,试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大,为什么?

【答案】工质经历相同的两个过程,因此熵变

相同。设由于可逆过程

相同情况下,由此可知,不可逆过程相应外界熵变化量大。