2011年云南昆明理工大学工程热力学考研真题A卷.doc

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2011 年云南昆明理工大学工程热力学考研真题 A 卷一、填空（40 分，每空 1 分） 1. q  u pdv 为热力学第一定律通用形式， u w  、、 q 有不同的简化形式，其中不同形式取决于工质性质；的不同形式取决于过程的性质。 2. 平衡状态的实质是体系，而且体系与环境之间。 3. 能量转换装置中工质状态变化的热力过程常可以近似地看作、、、。 4. 当系统和外界间传递容积变化功时，推动作功的势是，状态坐标是；当系统和外界传递热量时，系统的是推动热量传递的势，而作为传递热量的状态坐标称为。 5. 在状态参数坐标图上，热力循环可分为和两种。按顺时针方向进行的是，其目的是利用来产生，例如。按逆时针方向进行的是，其目的是付出一定代价使热量从传向，例如。 6. 闭口系统在热力过程中从外界接受的热量，一部分用来增加，另一部分用于。 7. 热力学第二定律的数学表达式为 8. 理想气体在绝热前后的等截面 1 和 2 的状态参数之间的关系为 1p 2T , 2v 。 1s 9. 某种理想气体在 C100 时的气体常数 gR 10. 理想气体的焓是 /( 005 kJ ) Kkg  。的单值函数，理想气体的 C30 时， 2s , 1v Kkg   kJ .1 /(  .0 718 kJ 过程的 ) , cv ，。 c p 2p ， 1h 2h ， 1T /( Kkg  ) 。该气体在 0vw 。 11. 在最高温度与最低温度相同的所有循环中，以循环的热效率的热效率为最高。 12. 闭口热力系吸收一定热量后，其熵。 13. 理想气体的比热容与，，有关。 14. 判断一个热力过程是否可逆的条件是。 15. 马赫数大于 1 的气体流动称为。二选择（20 分，每题 2 分） 1 从热力学第一、第二定律出发，对于节能的认识应该是。 A．能量守恒，节能就是少用能 B．不但数量上节能，而且按“质”用能 2 工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数 Nm 满足。 0 A．  n 1 3 理想气体的 B．  n1 C． n 是两个独立的状态参数。 A．温度与热力学能 C．温度与熵 q   dTc v 4 pdv 适用于。 B．温度与焓 D．热力学能与焓

A．仅闭口系，可逆过程 B．仅稳流系，理想气体 C．仅闭口系，理想气体，可逆过程 D．闭口系或稳流系，理想气体，可逆过程 5 可逆压缩时压气机的耗功为。 2 A． pdv d 6 理想流体流过阀门，前后的参数变化为 B． 1 ( pv ) A． C． T  T  ,0 ,0 s s 0 0 B． D． C．  2 1 vdp 。 T  T  ,0 ,0 s s 0 0 7 绝热系统、闭口系统、孤立系统中与外界有功量交换的系统可能是。 A．绝热系统 C．孤立系统 B．闭口系统 D．绝热系统或闭口系统 8 在 T-s 图上，任意一个逆向循环都有。 A．吸热大于放热 C．吸热小于放热 B．吸热等于放热 D．关系不定 9 提高热机理论循环热效率的根本途径是。 A．增加循环的的净功量 B．提高工质平均吸热温度和降低工质平均放热温度 C．采用回热装置减少燃料消耗量 D．减少摩擦及传热温度等不可逆因素 10 一定量的理想气体经历一个不可逆过程，对外作功 15kJ，放热 5kJ，则其体温度变化。 A．升高 B．减小 C．不变三、判断题（正确画，错误画×）（10 分，每题 1 分） 1 孤立系统内工质的状态不能发生变化。 2 经过一个不可逆的过程后，工质再不能恢复到原来的状态。 3 对气体加热，其温度一定升高 4 绝热过程不一定是等熵过程。（）（）（）（） 5 对任何工质，不论其经历的过程是否可逆，定压过程的吸热量都等于工质的焓降。（） 6 系统熵增加的过程不一定是不可逆过程。 7 若理想气体的任意两个参数确定了，则气体的状态也就确定了。 8 卡诺循环的热效率永远小于 1。 9 热力学能是系统内部储存能量的唯一形式。 10 循环净功越大，则循环的热效率也越大。（）（）（）（）（）四、问答题（4 0 分，每题 10 分） 1 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，一为可逆过程，一为不可逆过程。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？ 2 判断下列过程哪些是不可逆？哪些是可逆？哪些是可以可逆的？扼要说明原因。

（1）对容器内的水加热，使其在恒温下蒸发。（2）对刚性容器内的水做功，使其在恒温下蒸发。（3）对刚性容器内的水做功，使其从 50 C 升温到 100 C 3 气缸内储存完全不可压缩的流体，气缸的一端被封闭，另一端是活塞，气缸是绝热静止封闭的，试问：（1）活塞能否对流体作功？（2）流体压力会改变吗？ aMP ，热力学能有无变化？焓有无变化？ 4 绝热膨胀过程中，即不需要向高温热源吸热，也不需要向低温热源放热，同样可产生功量，（3）若用方法使流体的压力从 0.2 aMP 生到 0.4 请问它违反热力学第一、第二定律吗？五、计算题（40 分） 0.4 1（10 分）两个容积相等的刚性绝热容器 A、B，中间用管道与阀连接。A 容器装有 27℃， aMP ，的氧气，B 为真空。若管路、阀门均为绝热，忽略管路中的容积。打开阀门后， A 中的氧气扩散到 B 中，经过一段时间达到新的平衡，假设氧气的比热力学能与温度有关， t 2 ，求两个容器最终的温度与熵变。氧气的熵变公式为 657.0 u / lg s TTc  1 2（10 分）有一台涡轮机，其进口的燃气温度为 1100 K 、压力为 0.5 MPa 。设进行一个绝，氧气的气体常数 Rg  [26.0 . Kkg R g kJ lg v / v 1 /( )] 。 2 热膨胀过程，其压力降低到 0.1 MPa ，而过程效率为 90％。试求燃气所作的轴功、膨胀终了的温度及过程中燃气的熵的变化。（燃气 Rg  .0 2871 kJ /( Kkg  ) ， c p 0  .1 004 kJ /( Kkg  3（20 分）一高压氮气为动力源的小功率应急发电装置，见图。氮气罐的最初压力， ) 14 ） aMp 。氮气经 aMp1.0 ，为温度为 20 C,氮气可视为理想气体， c p  .1 [037 kJ /( . Kkg )] ，比热比 4.1 调节阀调压后压力降为 aMp7.0 ，然后进入汽轮机做功，汽轮机出口处的压力为在汽轮机中的流动为可逆绝热过程，罐中的压力降为 aMp7.0 时装置停止工作，在整个过程中罐内的温度保持在 20 C。试求：（1）氮气进入汽轮机时的温度；（2）每千克氮气所做的功；（3）如果汽轮机发出的功率为 75W 时，工作 1 小时要求的氮气罐体积需要多大。（4）从工程实际出发，你认为此装置设计有哪些问题？

题 3 图

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