2011年山东青岛科技大学工程热力学考研真题.doc

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2011 年山东青岛科技大学工程热力学考研真题一、选择题（每题 2 分，共 20 分） 1、某容器中气体的表压力为 0.04MPa, 当地大气压为 0.1 MPa, 则该气体的绝对压力为（）。 A、0.06 MPa B、140 KPa C、0.04 MPa D、100 KPa 2、气体在某一过程中吸入 3100kJ 的热量，同时内能增加了 150kJ，该过程一定是（）。 A、膨胀过程 B、压缩过程 C、定容过程 D、体积变化不确定 3、一绝热刚体容器用隔板分成两部分，左边盛有高压理想气体，右边为真空，抽去隔板后，容器内的气体温度将（）。 A、升高 B、降低 C、不变 D、不确定 4、干饱和蒸汽被定熵压缩将变为（）。 A、饱和水 B、过热蒸汽 C、过热蒸汽 D、湿蒸汽 5、某理想气体经历了一个内能不变的热力过程，则该过程中工质的焓变（）。 A、大于零， B、等于零 C、小于 D、不确定 6、某一封闭热力系，经历了一个可逆过程，热力系对外做功 20kJ, 外界对热力系加热 5kJ，热力系的熵变为（）。 A、大于零 B、小于零 C、等于零

D、不确定 7、有一卡诺热机，当它被作为制冷机使用时，两热源的温差越大则制冷系数（）。 A、越大 B、越小 C、不变 D、不确定 8、环境温度为 T0 时，从温度为 T1 的恒温物体向温度为 T2（T2>T0）的恒温物体传出的热量 Q 中的无效能为（）。 A、 1     T 2 T 1   Q  B、 Q T 0 T 2 C、 Q T 2 T 1 D、 Q T 0 T 1 9、已知燃气轮机理想定压加热循环压气机进、出口的温度为 T1、T2，燃气轮机进、出口燃气温度为 T3、T4，则其循环热效率为（）。 A、 1  B、 1  C、 1  D、 1  T 4 T 3   T 1 T 2 T 2 T 3   T 1 T 4 T 3 T 4   T 2 T 1 T 2 T 3   T 1 T 4 10、一定质量的工质稳定流过一开口系统，其进系统的推动功比出系统的推动功小 50kJ，所完成的技术功为 100kJ，则其体积功为（）。 A、150kJ B、-150J C、C、50kJ D、D、-50 kJ 二、简答题（共 40 分） 11、（8 分）在 P-v 图上，画出理想气体某一多变过程的膨胀功、技术功。

12、（8 分）在 T-s 图上，画出内燃机三种理想循环的循环图，并分析当初态相同、最高温度及最高压力相同时三种循环的热效率。 13、（8 分）指出下列过程的适用条件 ① q   du  w  ；② q  du  pdv ；③  2 q 1 dTc v ；④ q  h 2  h 1 。 14、（6 分）若一闭口系统从恒温热源取热 4200kJ，系统的熵增加值为 20kJ/K，已知系统在吸热过程中的温度为 300K。问这一过程是可逆的、不可逆的、还是不能实现，为什么？ 15、（6 分）分析说明提高初温和初压对提高朗肯循环效率的影响。 16、（4 分）压缩因子的物理意义怎么理解？能否将 Z 当作常数处理？三、证明题（共 30 分） 17、（14 分）试证明热力学第二定律各种说法的等效性：若克劳修斯说法不成立，则开尔文说法不成立。 18、（16 分）试证明理想气体的体积膨胀系数 1 T v ，等温压缩率 1 p T 。四、计算题（共 60 分） 19、（20 分）如图，已知活塞与气缸无摩擦，初始时 p 1 bp ， t 1  o27 C 。缓缓加热，使气缸内空气的压力及温度分别达到 p 2  15.0 MPa ， t 2  207 o C 。若气缸内空气的质量 m= 0.1kg，缸径= 0.4 m ，空气的 Rg  287 J / Kkg  ，  u kJ / kg  72.0  K T ，求过程加热量 Q。 19 题图 20、（20 分）医用氧气袋中空时呈扁平状态，内部容积为 0。接在压力为 14MPa、温度为 17℃ 的钢质氧气瓶上充气。充气后氧气袋隆起，体积为 0.008m3，压力为 0.15MPa。由于充气过程很快，氧气袋与大气换热可以忽略不计，同时因充入氧气袋内气体的质量与钢瓶内气体的质量相比甚少，故可以认为钢瓶氧气参数不变。设氧气可视为理想气体，其热力学能可表示为 u=0.657{T}KkJ/kg，焓与温度的关系为 h=0.917{T}KkJ/kg，理想气体服从 pV=mRgT，且大气压力 p 0  1.0 MPa 。求充入氧气袋内的氧气有多少(kg)？

21、（20 分）某热机工作于 T1=800K 和 T2=285K 两个热源之间，q1=600kJ/kg，环境温度为 285K，试求：（1）热机为卡诺机时，循环的作功量及热效率。（2）若高温热源传热存在 50K 温差，绝热膨胀不可逆性引起熵增 0.25kJ/kg.K，低温热源传热存在 15K 温差，这时循环作功量、热效率、孤立系熵增和作功能力损失。

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