1、浙江科技學院考試試卷 專業班級 學號 姓名 裝訂線 浙江科技學院2017- 2018 學年第 1 學期 b試卷標準答案考試科目 工程熱力學 考試方式 閉 完成時限 120分鐘 擬題人 許友生 審核人 批準人 2018 年1 月 9 日 機械與汽車工程 學院 2016年級 能源與環境系統工程專業題序一二三四五六七八九十總分加分人復核人得分簽名命題：得分一、 是非題（每小題2分，共20分）1. 任何沒有體積變化的過程就一定不對外做功。（錯誤）2. 氣體膨脹時一定對外做功，氣體壓縮時一定消耗外功。（錯誤）3. 進行任何熱力分析都要選取熱力系統。（正確）4. 水蒸氣在等壓汽化過程中溫度不變。（正確）5

2、. 穩定狀態不一定是平衡狀態。（正確）6. 熱力學第二定律可以表述為“機械能可以全部變為熱能，而熱能不可能全部變為機械能”。（錯）7. 理想氣體定溫膨脹過程中吸收的熱量可以全部轉換為功。（正確）8. 若從某一初態經可逆與不可逆兩條途徑到達同一終態，則不可逆途徑的必大于可逆過程途徑的。（錯誤）9. 內燃機理論循環中壓縮比愈大，其理論效率越高。（正確）10. “循環功越大，則熱效率越高”；“可逆循環熱效率都相等”；“不可逆循環效率一定小于可逆循環效率”。（錯誤）二、 選擇題（每小題2分，共20分）得分 1 當系統從熱源吸收一定數量的熱量時，工質絕對溫度-，則系統熵的變化- 熱量轉變為功的 程度（

3、a ）a 越高/越小/越大 b 越高/越大/越大 c 越低/越小/越小 d 越低/越小/越大 2由封閉表面包圍的質量恒定的物質集合或空間的一部分稱為（ c ） a 封閉系統 b 孤立系統 c 熱力學系統 d 閉口系統3與外界只發生功的交換的熱力系統，不可能是（ c ） a 封閉系統 b 絕熱系統 c開口系統 d b+c4關于狀態變化過程( c ) 非靜態過程在壓容圖上無法用一條連續曲線表示；系統進行了一個過程后，如能使系統沿著與原過程相反的方向恢復初態，則這樣的過程稱為可逆過程；內外平衡是可逆過程的充分和必要條件； 只有無摩擦的準靜態過程才是可逆過程。a 對 b 對 c 對 d 對5在t-s圖

4、上，某熵增加的理想氣體可逆過程線下的面積表示該過程中系統所( a )。 a 吸收的熱量 b對外作的功量 c放出的熱量 d 消耗的外界功量6不考慮化學反應和電磁效應的熱力系統，過程的不可逆因素是( d )a耗散效應 b有限溫差下的熱傳遞 c 自由膨脹d a+b+c 7卡諾循環包括( c )過程 a 定容加熱，定容放熱，絕熱膨脹，絕熱壓縮 b 定溫加熱，定溫放熱，絕熱膨脹，絕熱壓縮 c 可逆定溫加熱，可逆定溫放熱，可逆絕熱膨脹，可逆絕熱壓縮 d 可逆定壓加熱，可逆定壓放熱，可逆絕熱膨脹，可逆絕熱壓縮8在p_v圖上，某比容增加的理想氣體可逆過程線下左側的面積表示該過程中系統所( c ) a作的膨脹功

5、的大小b 消耗外界功的答案小 c作的技術工的大小d消耗的熱量9下列說法中( d )不對 理想氣體經過絕熱節流后，溫度不變，熵值也不變； 不論進行何種熱力過程，理想氣體的比熱不可能小于零；任何系統的不可逆過程，其熵值一定增加；功不是狀態參數，內能與流動功之和也不是狀態參數a b c d 10對于一定質量的理想氣體，不可能發生的過程是( d ) a 氣體放熱，壓強增大 b 氣體放熱，溫度不變 c 定溫放熱，壓強增大 d 定溫壓縮，氣體吸熱三、 簡答題。（每小題6分，共12分）得分1. 既然壓縮過程需要消耗功，為什么內燃機或燃氣輪機裝置在燃燒過程前要有壓縮過程？ 答：對于內燃機或燃氣輪機，都是靠高溫

6、高壓的氣體工質推動活塞或葉輪機械來對外做功的（即膨脹降壓過程）。為了連續地輸出有用功，就必須連續地產生高溫高壓的氣體工質，因此在燃燒過程前要進行壓縮過程，主要目的是提高氣體工質的壓力，同時工質溫度也有所提高。2. 理想氣體定溫膨脹過程中吸收的熱量可以全部轉換為功，這是否違反熱力學第二定律？為什么？答：理想氣體定溫膨脹過程中吸收的熱量可以全部轉換為功，這個過程不違反熱力學第二定律。因為在上述過程中，氣體的體積變大，也就是說這個熱量全部轉換為功的過程引起了其它變化，所以不違反熱力學第二定律。同時，理想氣體定溫膨脹過程僅僅是一個單獨的過程，而不是一個循環，這就意味著這個過程不能連續不斷地將熱量全部轉

7、換為功，因此從這個角度來講上述過程也不違反熱力學第二定律。四 證明題：（13分）得分微元準靜態過程的膨脹功為，證明不是全微分？證明：不是全微分，證明如下：對于函數z如果要滿足全微分，必要條件為：而只能表示為一個變量的微分關系，不能滿足充要條件，故不是全微分。或者：而，所以不是全微分。五 計算題（其中第1道15分，第2道20分，共35分）得分 1. 空氣在氣缸中由初狀態t1=300 k、p1=0.15 mpa進行如下過程： (1) 定壓吸熱膨脹，溫度升高到480 k； (2) 先定溫膨脹，然后再在定容下使壓力增到 0.15 mpa，溫度升高到 480 k。試將上述兩種過程畫在壓容圖和溫熵圖中；利

8、用空氣的熱力性質表計算這兩種過程中的膨脹功、熱量，以及熱力學能和熵的變化，并對計算結果略加討論。解 ： (1)、(2)要求的兩個過程在p-v圖和t-s圖中表示如圖a、b所示。(1) 空氣按理想氣體處理，查附表5得： 時，時，所以 對定壓吸熱膨脹過程有 (2) 對11 2即先定溫膨脹，然后再定容壓縮過程有對 11 定溫膨脹過程： 所以 對 12定容壓縮過程：wv = 0 圖 a 圖 b因為 12 是定容過程，所以因而 或 所以對整個112過程來說有：（第二項是0，結果：40。48）現將(1)、(2)計算結果列表如下：wq1(p)51.678182.30130.630.47560.28352(t-

9、v)40.48171.11130.630.47560.2366討論：a）(1)、(2)兩個過程的狀態參數的變化量是相等的：如、與具體過程無關，而只與始終兩狀態有關，進一步表明狀態參數的特性。b） (1)、(2)兩個過程的傳熱量q和作功量w是不同的，說明q、w與具體過程有關：定壓過程的吸熱量和作功量都比先定溫后定容過程要多。2 有一閉口系，從狀態1經過a變化到狀態2（圖）；又從狀態2經過b回到狀態1；再從狀態1經過c變化到狀態2。在這三個過程中，熱量和功的某些值已知（如下表中所列數值），某些值未知（表中空白）。試確定這些未知值。過 程熱量q / kj膨脹功w / kj1-a-210（7）2-b-1-7-41-c-2（11）8 解 ： 關鍵在于確定過程 12的熱力學能變化，再根據熱力學能變化的絕對值不隨過程而變，對三個過程而言是相同的，所不同的只是符號有正、負之差