1、 说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。 （第 1 页 共 4 页）湘潭大学 2009 年下学期 2007 级工程热力学基础课程考试答案（A 卷） 适用年级专业 2007 级过程装备与控制工程 考试方式 闭卷 考试时间 120 分钟学院 专业 班级 学号 姓名 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分阅卷教师得分一、名词解释（每小题 2分，共 10分）孤立系统：与外界既无能量交换也无质量交换的系统。平衡状态：热力系统在没有外界作用的情况下宏观性质不随时间变化的状态。理想气体：假想的一类气体，其分子本身不具有体积、分子之间没有相互作用力。定容比热：容积不变时，
2、单位物量的物质温度升高 1K 所需的热量。汽化潜热：从饱和水加热到干饱和蒸汽所需的热量。二、判断题（每小题 3分，共 12分）判断下列叙述是否正确,并简单说明理由或更正。1）不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程。错。不可逆过程是无法使系统和外界同时恢复到起始状态的过程。2）如果容器中气体的压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变。错。因为压力表的读数不仅与气体的压力有关，而且与大气压力有关。3）工质进行不可逆循环后其熵必定增加。错。因为熵是状态参数，工质进行不可逆循环后其熵必定不变。4）水蒸汽定容过程的加热量等于内能的增量。对。因为水蒸汽的定容过程中， ，故由 ，可知 。0wwuquq得分
3、得分制卷人签名： 制卷日期： 审核人签名： 审核日期： 装订线说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。 （第 2 页 共 4 页）三、填空题：（每空 1分，共 14分）1）可逆过程的特点是：由一系列平衡状态所组成；没有任何耗散损失。2）焓的定义式为 ，其在开口系统中的物理意义为随流动工质而传递的总能量pvuh中，取决于工质的热力状态的那部分能量。3）在可逆过程中,系统熵的增加,意味着系统吸热，在孤立系统中，熵的增加则意味着过程为不可逆。4）在理想气体的 T-s图上,定压线的斜率是 ，定容线的斜率是 。pCTvCT5） 适用条件为理想气体绝热过程；dTcwv6）水
4、蒸汽的饱和状态是指水和水蒸汽平衡共存的状态，饱和温度愈高，则饱和压力愈高，最高的饱和温度是临界温度，最低的饱和温度是三相点温度。四、分析简答题：（每小题 8分，共 16分）1. 绝热容器内盛有一定量空气，外界通过叶桨轮旋转，向空气加入功1kJ，若将空气视为理想气体，试分析：1) 此过程中空气的温度如何变化。2) 此过程中空气的熵有无变化，如何变化。答：1) 此过程中空气的温度将升高。因为根据热力学第一定律， ，绝热容器wuq，外界作功 ，故 ，而空气可视为理想气体，其 ，故0qkJw1kJu1 Tcv。T2) 此过程中空气的熵将增加。因为根据熵变的计算公式 ，绝热则gfS，外界通过叶桨轮作功是
5、不可逆过程，其 ，故 。0fS 0gS2在 Ts 图上，说明定压线当压力增加时，图线移动的方向，并画出示意图。答：在 Ts 图上，画出两条等压线 和 ，分别在p1 p2两线上取温度相等的两点 1 和 2，其熵变，知 与 的方向相反。故当212lnpRss压力增加时，定压线向左移动，如图所示。得分得分Ts1p2121说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。 （第 3 页 共 4 页）五、计算题：（每小题 12分，共 48分）1一燃气轮机装置如图所示，空气由 1进入压气机升压后至 2，然后进入燃烧室，在燃烧室中与油泵送来的油混合并燃烧，产生的热量使燃气温度升高，经
6、5进入燃气轮机做功，废气由 6排至大气中，其中，压气机、油泵、发电机均由燃气轮机带动。（1）试建立整个系统的能量平衡式；（2）若空气的质量流量 ，进口htqm/501焓 ，燃油流量 ，kgJh/1kg7燃油进口焓 ，油发热量 ，排出废气焓 ，求/427 kgJq/4180kgJh/4186发电机发出的功率。解：（1）将整个燃气轮机组取为一个开口系，工质经稳定流动过程，当忽略动、位能的变化时，整个系统能量平衡式为 PHQ)(716即 m7m61m7)qqhqh（2）由上述能量平衡式可得 kWhkJPm8.2415/8690 4205048077167 2.欲设计一热机，使之能从温度为 973K的
7、高温热源吸热 2000kJ，并向温度为 303K的冷源放热 800kJ。(1)问此循环能否实现？(2)若把此热机当制冷机用，从冷源吸热800K，能否可能向热源放热 2000kJ？欲使之从冷源吸热 800kJ,至少需耗多少功？解：（1）若在 T1和 T2之间是一卡诺循环，则循环效率为c130K68.9%7而欲设计循环的热效率为12t|WQc0kJ16所以循环可行。（2）若将此热机当制冷机用，使其逆行，显然不可能进行，因为根据上面的分析，此热机循环是不可逆循环。欲使制冷循环能从冷源吸热 800kJ，假设至少耗功 Wmin，根据孤立系统熵增原理，此时，得分 压压压5说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶
8、印，请命题教师在试题之间留足答题空间。 （第 4 页 共 4 页）iso0S12isoHLR|0QSSTmin2min1|8kJ+8kJ973KWT解得 min769kJ3质量为 3kg的氮气，经温度为 30的等温变化，容积由 3m3变为 0.6m3，问该过程中工质吸进或放出多少热量？输入或输出多少功量？内能、焓和熵的变化各为多少？并画出 pv图和 Ts图。氮气的气体常数 R=296.8 J/（kgK） 。解：输入功量 kJVmRTW2.4336.0ln7896ln12放出热量QT.0HUKkJVmRS /43.16.0ln8.293ln14已知水蒸气的压力为p = 0.5MPa ，比体积v = 0.35m 3 / kg，试判断该蒸汽的状态并用水蒸气表求出其它参数。已知p = 0.5MPa 时，v = 0.0010925m 3 / kg、v = 0.37486m3 / kg，t s =151.867，h = 640.35kJ/kg、h= 2748.59kJ/kg ，s =1.8610kJ/(kg K)、 s = 6.8214kJ/(kg K)。解：因v v v ， 所以该水蒸气是湿蒸汽，t=t s=151.867。935.012.037486.5vxkgJhh /4.684960)( sxs 185.1. kJpvu /.231034286
