工程热力学答案 下载本文

3.在初态、压缩比、吸热量相同的条件下,内燃机的定容加热理想循环的热效率 等于 定压加热理想循环的热效率。

4. 内燃机混合加热理想循环的热效率随压缩比ε和定容升压比λ的增大而 增大 。 5.在内燃机定容加热理想循环中,空气自T2=680K被加热至1600K,设比热为定值,该循环的平均吸热温度为 1075K 。

6.按燃料着火的方式不同,内燃机可分为点燃式 (如汽油机)与 压燃式 (如柴油机)两类。

7.在内燃机理想循环中,初始温度t1=27℃,压缩比ε=10 , 压缩后的温度t2= 480 ℃。 8.内燃机的压缩比ε是指 压缩过程的初态比容与其终态比容之比 ,ε越大,热效率ηt越 大 。

9.提高内燃机混合加热理想循环热效率的途径是 提高ε,λ,降低ρ 。

10.内燃机的奥图(Otto)循环是 定容 加热方式循环,狄塞尔(Diesel)循环是 定压 加热方式循环。

11.活塞式内燃机定容加热理想循环,热效率表达式为 ?t?1?12.汽油机理想循环是 定容 加热方式循环。

13.若压缩比减小,则活塞式内燃机定容加热理想循环热效率将 减小 。

14.活塞式内燃机混合加热理想循环包括 定容加热 和 定压加热 两个吸热过程。

15.活塞式内燃机混合加热理想循环的热效率η两者的增大而增大,随 预胀比ρ 的增大而减小。

16.燃气轮机装置定压加热理想循环的加热过程,温度自T2升至T3,设比热为定值,该循环的平均吸热温度为 (T3-T2)/ln(T3/T2) 。

17.提高燃气轮机装置循环功的主要方向是 提高进入燃气轮机燃气初温T3 。 18.燃气轮机装置定压加热理想循环的热效率只取决于 循环增压比 。 19.燃气轮机装置循环净功等于 燃气轮机 作功与压气机 耗功之差。 20.燃气轮机装置定压加热理想循环热效率表达式为 ?t?1?t

1?K?1 。

随 压缩比ε 和 定容升压比λ

1?K?1K 。

21.对于燃气轮机装置定压加热理想循环,当进气状态不变时,若压气机的出口温度升高,则该循环的热效率将 提高 。 第十一章

1.当初温和背压不变时,若提高初压, 则蒸汽动力装置朗肯循环的热效率和乏汽的干度将分别 提高和降低 。

2.当初压和背压不变时,若提高初温, 则蒸汽动力装置朗肯循环的热效率将 提高 。

3.当初温和初压不变时,若降低背压,则蒸汽动力装置朗肯循环的热效率将 提高 。 4.对于蒸汽动力装置的朗肯循环,在相同的初压和背压下,若提高新汽的温度,则热效率 提高 ,汽轮机中的膨胀终态干度 增大 。

5.对于蒸汽动力装置的朗肯循环,在相同的初温和背压下,若提高初压,则乏汽的干度将 降低 。

6.当忽略水泵功时,朗肯循环热效率的近似式 ηt=(h1-h2)/(h1-h2’) 。

7.在朗肯循环中,若泵入锅炉的未饱和水的焓和熵为h4、s4, 流出过热器的过热蒸汽的焓和熵为h1、s1,则该循环的平均吸热温度T1= (h1-h4)/(s1-s4) 。 8.影响蒸汽动力装置朗肯循环热效率的蒸汽参数是 P1、t1、P2 。

9.对蒸汽动力装置循环,在相同的初温和初压下,若提高背压,则循环热效率将 降低 ,膨胀终态干度将 增大 。

10.蒸汽动力装置循环净功等于 汽轮机作功 和 给水泵耗功 之差。 第十二章

1.对于压缩空气制冷循环,在制冷量相同的条件下,有回热时的增压比比无回热时的增压比小得多 。

2.对于逆向卡诺循环,在一定的环境温度下,冷藏库中的温度愈低,制冷系数 愈小 。 3.压缩蒸汽制冷循环中,工质进、出压缩机时的焓分别为h1、h2, 进入蒸发器时为h5,则制冷系数ε= (h1-h5)/(h2-h1) ,制冷量q2= h1-h5 。

4.用压缩蒸汽制冷循环供暖,工质进、出压缩机时的焓为h1、h2,工质流出冷凝器时的焓为h4,则热泵系数ε'= (h2-h4)/(h2-h1) ,耗功W0= h2-h1 。

5.制冷循环中,低温热源失热q2,外界对系统作循环功w0,高温热源得热q1,则制冷循环的制冷系数 ε=q2/(q1-q2) 。

6.压缩蒸汽制冷循环中,提高制冷系数ε的方法是 提高蒸发温度,降低冷凝温度 。 7.压缩空气制冷循环的制冷系数随着循环增压比增大而 减小 。

二选择题

第一章 1、B;2、D 第二章 1、C;2、C 第三章

1、C;2、A;3、B;4、B;5、D;6、C;7、A;8、C。 第四章

1、D;2、C;3、C;4、B;5、D;6、B;7、A;8、D。

第五章

1、C;2、B;3、C;4、C;5、D;6、C;7、D;8、C;9、C;10、D

第七章

1、C;2、B;3、D 第八章

1、A;2、B;3、C;4、A;5、C;6、C;7、C;8、D;9、B;10、C; 11、A;12、A;13、B;14、B;15、A;16、A;17、B;18、C;19、D;20、B;21、D;22、A;23、A;24、A;25、C。

第九章

1、A;2、B;3、B;4、B;5、D;6、B;7、A;8、D。

第十章

1、D;2、C;3、D;4、B;5、A;6、D;7、B; 第十一章

1、B;2、C;3、C 第十二章 1、B

三、问答题

第一章

1.平衡状态和稳定状态有什么区别?

平衡状态是指:在不受外界影响的条件下,热力系统的状态能够始终保持不变;稳定状态是指:不随时间而变化的状态。

第二章

1.焓的定义式h=u+pv中的pv是不是储存能?为什么?在什么情况下pv 项会出现在能量方程式中?

PV不是储存能,因为推动功PV只有在工质移动布置时才起作用;PV项可出现于开口系统的能量方程式中;

3.为什么热力学能是状态参数?

1)热力学能是储存于物体内部的能量;2)包括内动能与T有关,内位能与T,v有关,所以u=f(v,T);3)由于u仅与v,T两个状态参数有关,u是状态参数。

第三章

1.为什么理想气体的定压比热仅与温度有关?

因为Cp=dh/dT,h=u+pv=u+RT,u=f(T);所以,定压比热仅与温度有关。

2

第四章

1.为什么在T-S图上定压线比定容线平坦些?

因为(?T/?S)P?T/Cp,(?T/?S)v?T/Cv,而且Cp>Cv;

2.当双原子理想气体经历一个n=1.3的膨胀过程时,其能量转换关系如何?

q>0,W>0,Δu<0;

3.当闭系中的理想气体进行多变膨胀过程时,若膨胀功多于吸热量,则多变指数n的取值范围如何?为什么?

多变指数n的取值范围为1

q<0,Δu>0,W<0,W/q=2。

5.若理想气体多变压缩过程的功多于气体的放热,则多变指数n 的取值范围如何?为什么?

由W/q=(K-1)/(K-n), K>n>1。

6.理想气体膨胀时是否必须吸热?被压缩时是否必须向外界放热?为什么? 不一定,根据q=Δu+w说明;

7.空气进行多变比热Cn<0的放热过程时,能量转换关系如何? 由Cn?n?kCv?0知10,q<0,w<0

第五章

1.借助逆向循环可使热量从低温物体传到高温物体,这与热力学第二定律 的克劳修斯说法是否矛盾?为什么?

不矛盾。因为逆向循环之所以能把热量从低温物体传到高温物体,是因为逆向循环以消耗循环净功为代价。

2.理想气体由某一初态,分别经可逆绝热过程1-2和不可逆绝热过程1-2' 膨胀到同一终温,试问这两个过程的功有何关系?为什么?

这两个过程的功相等,因为理想气体绝热过程的功只与初、终态温度有关可逆功

w???u?cv(T1?T2),不可逆w'???u'?cv(T1?T2')。

3.工质经不可逆循环,其∮ds=0,但又有关系式∮dQ/T<0,为什么?

第二定律?S?2?1dQ(不可逆),(dQ/T)不≠ds T熵是状参∮ds=0,所以∮(dQ/T)’不<0。

4.为什么说“工质经过一个绝热过程其熵变量只能是大于或等于零,而经过一个放热过程其熵可增可减或不变”?

由ds≥dq/T,绝热dq=0,所以ds≥0

放热dq<0,T>0,所以dq/T<0,所以满足ds≥dq/T ,可有ds>0,ds=0,ds<0。

5.理想气体从同一初态吸热到相同的终温,一为定压吸热,一为定容吸热。问两者的吸热量和内能变化量。两过程的吸热平均温度有何关系?