1、昆明理工大學2012年工程熱力學期末考試卷及答案考試科目：工程熱力學 任課教師：包桂蓉一、填空題（本大題有9小題，每小題2分，共18分）1、相互接觸的物體，若他們處于熱平衡，則他們的_溫度 _必相等。2、 已知濕蒸汽的干度為0.2，其中干飽和蒸汽的質量為6 kg，則飽和液體的質量為 24 kg。3、工質絕對壓力與大氣壓力及表壓力或真空度的關系：當>時，；當<時，。4、用實際氣體在兩個恒溫熱源和進行一卡諾循環，則其熱效率= 。5、在相同溫度的高溫熱源和相同的低溫熱源之間工作的一切可逆循環，其熱效率都 相等 ，與可逆循環的種類 無關 。6、空氣的比定容熱容為718，氣體常數為287；其

2、比定壓熱容= 1005 。7、孤立系統是熱力系統與外界無任何 能量 和_物質_交換的系統。8、熵增加的過程 不一定 (填一定或不一定)是不可逆過程。9、抽氣回熱循環改善了朗肯循環，其根本原因在于 水蒸汽的平均吸熱溫度提高了/提高了循環熱效率 。二、名詞解釋（本大題有4小題，每小題3分，共12分）1、過熱蒸汽：溫度高于所處壓力對應的飽和溫度的蒸汽稱為過熱水蒸氣。/ 對飽和蒸汽繼續定壓加熱形成過熱蒸汽。2、閉口系統：熱力系與外界無物質交換的系統。/ 與外界只有能量交換而無物質交換。3、系統儲存能：是指熱力學能、宏觀動能、和重力位能的總和。/ 系統中的熱力學能、動能和勢能。4、熱力學第二定律的克勞修

3、斯表述：不可能把熱從低溫物體轉移到高溫物體而不引起其他變化。/ 熱不可能自發地、不付代價地從低溫物體傳至高溫物體。 三、簡答題（本大題有4小題，每小題5分，共20分）1、熱力循環按循環效果及進行方向可分為哪兩類？其各自的目的是什么？答：按循環進行的方向和產生的效果分：正向循環與逆向循環正循環：將熱能轉化為機械能。逆循環：消耗功，將熱量從低溫物體傳至高溫物體。2、簡述蒸汽參數對朗肯循環效率的影響。答：（1）提高初溫，可提高熱力循環效率和增大膨脹終點的干度，但受金屬材料耐熱性能的限制。（2）在相同的初溫和背壓下，提高初壓也可使熱效率增大。會使乏汽干度降低，設備強度的問題。（3）降低背壓可以顯著提高

4、循環熱效率。受環境溫度的限制。/ 提高初溫、初壓，降低終溫、背壓，均可提高循環效率。3、壓縮機壓縮過程的多變指數n的取值范圍是什么若想減少壓縮機所消耗的軸功，壓縮過程的多變指數n應增加還是減少答：，若想減少壓縮機所消耗的軸功，應接近定溫過程，壓縮過程的多變指數n應減少。/ 1<n<k，減少n可減少壓縮機消耗的軸功。4、熱力學第二定律能否表述為“機械能可以全部變為熱能，而熱能不可能全部變為機械能。”這種說法有什么不妥當？答：熱力學第二定律的正確表述應是：熱不可能全部變為功而不產生其它影響。所給說法中略去了“其它影響”的條件，因而是不妥當、不正確的。/ 不妥當，應表述為“機械能可以全部

5、變為熱能，而熱能不可能全部變為機械能而不引起其他任何變化。”，少了“而不引起其他任何變化” 這一句。四、作圖題（本大題有2小題，每小題5分，共10分）1、 畫出蒸汽壓縮制冷循環的T-s圖，并說明各過程是在什么設備中完成的？作法一1-2：壓氣機2-3：冷凝器3-4：節流閥4-1：冷庫作法二 過程1-2在壓縮機中完成；過程2-3在冷凝器中完成；過程3-4在節流機構中完成；過程4-1在蒸發器中完成。 （上面這兩幅圖及答案都符合要求，都正確）2、試在所給參數坐標圖上定性地畫出理想氣體過點1的下述過程，分別指出該過程的過程指數n應當在什么數值范圍內 (圖中請標明四個基本過程線)：1）壓縮、升溫、吸熱的過

6、程2）膨脹、降溫、吸熱的過程。答： (1) ； (2) 五、計算題（本大題有4小題，共40分）1、（10分）5g 氬氣經歷一個熱力學能不變的過程，初始狀態=，膨脹終了體積，氬氣可作為理想氣體，且假定熱容為定值，求終溫、終壓及總熵變量。（已知Ar的Rg=0.208）解：氬氣Ar 可看為理想氣體，其熱力學能只是溫度的單一函數，故等熱力學能過程也即等溫過程，T2=T1=600K。根據理想氣體的狀態方程有由附表查出Ar的/ 由于熱力學能不變，故溫度不變，定溫： 2、（8分）空氣在加熱器中吸熱后，流入噴管進入絕熱膨脹（如圖所示）。若已知進入加熱器時空氣的焓值為，流速為，在加熱器中吸收的熱量為，在噴管出口

7、處空氣的焓值為，試求噴管出口處空氣的流速。解： 403.1 m/s3、（10分）兩個不同溫度（T1,T2）的恒溫熱源間工作的可逆熱機，從高溫熱源T1吸收熱量Q1向低溫熱源T2放出熱量Q2，證明：由高溫熱源、低溫熱源、熱機和功源四個子系統構成的孤立系統熵增。假設功源的熵變SW =0。證明：四個子系統構成的孤立系統熵增為對熱機循環子系統： 根據卡諾定理及推論：則： 。/證明：高溫熱源： 低溫熱源： 熱機： 功源： 04、（12分）某蒸汽動力廠按一級再熱理想循環工作，蒸汽初參數為 =15MPa，t1=600，再熱壓力為=1.4MPa，再熱溫度ta= t1=600，背壓=0.005MPa，功率為150000KW。試求：1）定性畫出循環的T-S圖；2）循環凈功（考慮水泵功）；3）循環吸熱量；4）求循環熱效率；5）循環汽耗率；6）每小時所需蒸汽量。蒸汽的有關參數如下：狀態點P/MPat/h/(KJ/kg)s/kJ/(kg·K)1156003582.36.6776b1.42892.86.6776a