研究生试题汇编01-06年度.doc
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1、2001年2006年热力学考试题汇编一、填空题型:2001年度:1简单可压缩系统具有 (1) 个独立的状态参数。(1) 22功与热能的区别在于 (2) 。内能是指 (3) 等能量的总和。 (2)功是系统与外界之间传递的宏观能量;热能是物质内部微观粒子的热运动(平移、旋转、振动)能量 (3)内能即为热力学能,由微观粒子热运动能量、分子内位能、化学能、原子能、电磁能以及未被认识到的能量3焓的定义式是 (4) ;工质经历一个绝热流动过程后焓的变化量为 (5) 。 (4) (5) 0 (由能量守恒)4活塞式压气机的余隙容积使压气机 (6) 。 (6)产气效率降低 (可以用示功图说明)5混合气体的质量分
2、数定义为 (7) 。 (7)各组分的质量/混合气体总质量6有效能是指 (8) 。 (8)以热为代表特征(微观粒子具有)的能量中,当确定了环境状态参数后,在理论上可以全部转化为宏观能量(功)的部分7水蒸气干度为x时,它的熵可由 (9) 确定。(9) 其中和分别为饱和蒸汽和饱和水的熵值8内燃机的压缩比是指 (10) 。一般汽油机压缩比要比柴油机的压缩比 (11) 。 (10)活塞处于下止点气缸内容积/活塞处于上止点气缸内容积 (11)小9压缩因子定义为 (12) 。 (12)10状态参数熵用于度量系统的 (13) 。 (13)无序程度(包括微观和宏观)2002年度:1一闭口系统放热 4 kJ,对之
3、压缩作功6 kJ,则该系统内能变化 (1) ;温度(升高还是降低) (2) ? (1)2kJ (能量守恒) (2)升高 (热力学能与温度有关)2测得容器内气体的真空度为50kPa,大气压为101.3kPa,则其绝对压力为 (3) 。 (3)51.3kPa 3热力学温标的基本定点选取 (4) ;单位是 (5) 。 (4)纯水的三相平衡点为273.16K (5)开尔文 K4氮气的气体常数是 (6) 。 (6)8314/28=296.9 J/(kgK) (单位重要,不能漏,通用气体常数需要记住)5理想混合气体由A和B组成,则该混合气体各成分的质量分数分别为 (7) ;气体常数可由 (8) 确定。 (
4、7) 或 (8)6范德瓦尔斯方程中,和b的物理意义是 (9) 。 (9)分子间作用力和分子体积7已知湿空气的压力p kPa,干球温度 t ,水蒸气分压力pv kPa,则其绝对湿度为 (10) ;含湿量为 (11) 。 (10) (11)8状态参数x的积分 (12) 。 (12)0 (特征)9热力学第一定律表达式 与 的使用条件各是 (13) 。 (13)前式任何热力过程,后式可逆过程10.卡诺循环是指由 (14) 四个过程组成的循环,其热效率(15) 。 (14)两个可逆等温、两个等熵 (15) T2为低温热源温度,T1为高温热源温度2003年度:1热能与机械能相同之处是 (1) ;不同之处是
5、 (2) 。(1)都是能量(2)热能是物质的微观粒子能量,机械能是物质的宏观能量2热力学平衡状态是指 (3) ;均匀状态是指 (4) 。 (3)没有外界作用条件下系统的状态能够长时间保持不变的状态 (4)系统无论有无外界作用,描述系统的某个或某些状态参数在系统内的分布是均匀的3若热力系统对外作功可用计算,则其过程必须在 (5) 条件下进行;其中可用功的数量是 (6) 。 (5)可逆 (6)该计算值减去对环境所作的功4设有m kg工质以状态1进入系统,此时给系统带入的能量的数量是 (7) ;其中各项的意义分别为 (8) 。 (7) (8)按序分别为热力学能、推动功、动能和位能5已知理想气体A有m
6、A kg,B有mB kg,混合后的质量分数各为 (9) ;假设定压比热容和定容比热容分别为cv,A、cp,A、cv,B、cp,B,混合后的气体常数为 (10) 。 (9) (10)6若对系统加热,则参数 (11) 必定 (12) ;若系统对外作膨胀功,则参数 (13) 必定 (14) 。 (11)熵 (12)增加 (13)体积 (14)增加7气体液化的必要条件是 (15) ;充分条件是 (16) 。 (15)温度低于其临界温度 (16)压力低于其临界压力8水在某温度条件下的饱和液体的焓为h、熵为s,饱和蒸气的焓为h”、熵为s”,则此温度下,当湿蒸气的干度为x时,湿蒸气的焓值为 (17) ;湿蒸
7、气的熵值为 (18) 。 (17) (18)9热机的热效率定义为 (19) ;热机的火用 效率定义为 (20) 。(19)输出功/高温热源吸收的热量(20)输出功/高温热源吸收的热量火用10在湿空气的工程计算中,将湿空气处理为 (21) 和 (22) 的组合;并把它们均看成 (23) 气体。 (21)干空气(22)水蒸气(23)理想气体2004年度:1孤立系统是指 (1) ;简单热力系统是指 (2) 。 (1)系统与外界之间没有任何联系(没有能量、质量交换) (2)系统与外界只交换体积功(膨胀功,容积功)2用压力表测某容器内气体的压力,若表上读数为0.7MPa,环境压力为101.32kPa,则
8、容器内气体的压力为(3) 。 (3)0.80132MPa3若闭口系统的能量方程表示为,则其适用条件为(4) ;若表示为,则适用条件为(5) 。 (4)可逆(准静态)过程 (5)任何热力过程4通用气体常数为 (6) 。若某气体近似看成由氮气、氧气和二氧化碳组成,且其体积比例为 71:6:23,则该气体的气体常数为 (7) 。 (6)8314J/(kmolK) (7)260.5J/(kgK)因折算气体摩尔质量5测得某理想气体的体积为1m3 ,压力为0.2MPa,温度为152,则此气体质量为 (8) 。(气体常数为0.287kJ/(kg.K) ) (8)2.05kg 转换成摄氏度为66.76气缸内1
9、kg空气吸热12kJ,对外的膨胀功为6kJ,则空气的热力学能变化为(9) ;如果其定容比热容为0.717kJ/(kg.K),则温度变化为(10) 。 (9)6kJ 能量守恒 (10)8.4K 理想气体热力学能与温度关系7孤立系统的熵变是朝 (11) 方向变化的;当闭口系统经历 (12) 过程时,熵的变化为零。 (11)增大(不可逆) (12)可逆绝热8压缩因子定义为(13) ;理想气体的压缩因子为(14) 。 (13) (14) 19热力学上相似的物质是指(15) 。 (15)其中有两个对比态参数各自相同10. 某汽轮机的蒸汽进口焓为3454kJ/kg,出口焓为2116kJ/kg,气轮机散热量
10、为20kJ/kg,当忽略蒸汽的进出口动能差和位能差时,其轴功为(16) ,技术功为(17) 。(16)1318 kJ/kg 即工质对机器作功,忽略蒸汽的进出口动能差和位能差时技术功与之相等(17)1318 kJ/kg 能量守恒11. 理想气体绝热过程中的技术功与膨胀功的关系为(18) 。 2005年度考研:1当闭口系统热力学第一定律的表达式写成时,它只能适用于 (1) 过程;写成时,它能适用于 (2)过程。(1)可逆 (2)任何过程2对一刚性绝热容器充入状态为、的理想气体时,若进入容器的气体质量为,比焓为,则进入容器的能量为 (3) 。 (3) 忽略动能和位能,能量守恒3气缸内进行的某热力过程
11、中,气体吸收热量为15,对外作功5,则气体的热力学能变化为 (4) ,气体的温度将 (5) (答升高或降低)。(4)10 (5)升高 4若已知理想气体某状态下的定压比热容为1.004,气体常数为0.2871 ,则其定容比热容为 (6) 。(6)0.7169 5空气(理想气体状态)在0100间的平均定压比热容为0.923,在0400间的平均定压比热容为0.965,则在100400之间的平均定压比热容为 (7) ,平均定容比热容为 (8) ,比热容比为 (9)。 (7)0.979(8)0.719 (9)1.3626理想气体混合物由氧气、氮气和水蒸气组成,其质量分数分别为0.205、0.786和0.
12、009,压力为0.102,则其容积分数为 (10) 、 (11)和 (12) ,各成分的分压力为 (13)kPa 、(14) kPa和 (15) kPa,该混合气体的折合摩尔质量为 (16) kg/kmol,折合气体常数为 (17) 。(10)0.1832 (11)0.8025 (12)0.0143 (13)18.69 (14)81.86 (15)1.46 (16)28.59 (17)0.29087已知理想气体初态参数为、,经历一个可逆绝热过程后,压力为,若比热容比为,则该过程的终态温度为 (18) ,熵的变化量为 (19) 。 (18) (19)08活塞式压气机的气缸容积为,余隙容积为,进气
13、压力为,压缩后气体的出口压力为,那么该压气机的增压比为 (20) ,排量为 (21) 。 (20) (21) 9一活塞式内燃机的理想循环,若活塞在下止点位置时气缸容积为V1,活塞在上止点位置时气缸内容积为V2,那么此循环的压缩比为 (22) 。循环效率随压缩比的提高呈现 (23) 的趋势。(22)(23)提高10通常我们说汽油机的循环效率要比柴油机的低,其主要理由是 (24) 。(24) 压缩比小11湿空气是由 (25) 和 (26) 组成。(25)干空气 (26)水蒸气12对湿空气,需要有 (27) 个独立的状态参数才能确定其状态。相对湿度是指 (28) 。相对湿度大,表明湿空气越 (29)
14、 。相对湿度为0时称其为 (30) ;相对湿度为1时称其为(31) 。(27) 3 (28) 湿空气中水蒸气分压与湿空气温度下水蒸气饱和压力之比 (29)潮湿 (30)干空气 (31)饱和湿空气13系统在定温定容条件下进行化学反应,若反应过程中不对外界作出有用功,那么热力学第一定律的表达式为 (32) ,系统与外界交换的热量称 (33) ;系统在定温定压条件下进行化学反应,若反应过程中不对外界作出有用功,那么热力学第一定律的表达式为 (34) ,系统与外界之间交换的热量称 (35) 。(32) 下标P代表生成物,R代表反应物(33)定容热效应 (34) (35)定压热效应14生成热是指 (36
15、) ;燃烧热是指 (37) ;标准状态下的生成热称(38) ;标准状态下的燃烧热称 (39) 。(37)燃料燃烧热效应 (38)标准生成焓 (39)标准燃烧焓 15热力系统经历一个不可逆过程后,系统的熵是否一定增加 (40) 。 (40)不一定2006年度:1纯水在三相共存平衡时的热力学温度为 (1) K,其单位符号K的中文名称为 (2) 。摄氏温度与热力学温度之间的关系是 (3) 。(1)273.16 (2)开尔文(热力学温度) (3)或2当大气环境的压力为0.1013 MPa时,测得一容器内气体的表压力读数为0.3012 MPa,则容器内气体的绝对压力为 (4) MPa;若此时测得另一容器
16、内气体的真空度读数为0.031MPa,那么该容器内气体的真实压力为 (5) MPa。(4)0.4025 (5)0.07033描述简单可压缩系统平衡状态的基本状态参数有 (6) 个,它们分别是: (7) 、 (8) 和 (9) 。 (6)3 (7)压力 (8)温度 (9)比体积(比容,体积)4对闭口系统内的可逆过程,体积变化功可以根据气体的压力和体积变化规律确定为 (10) 。当此过程中气体体积变小,其体积变化功称为 (11) ;当此过程中气体体积变大,则体积变化功称为 (12) 。(10) (11)压缩功 (12)膨胀功5在热机循环分析中,循环经济性的原则性定义一般为 (13) ;对于动力循环
17、,此经济性指标称 (14) ,一般定义为 (15) ;对制冷循环,此经济性指标叫 (16) ,并定义为 (17) 。(13)收益/代价 (14)热效率 (15)w0/q1 (16)制冷系数 (17)q2/w06如果忽略工质进入系统的动能和位能,则1kg工质进入系统将给系统带来的能量数量为 (18) 和 (19) 之和,并被称为 (20) 。(18)热力学能 (19)推动功 (20)焓71mol 物质的质量称为 (21) 。1 kmol 氮气的质量为 (22) kg,它的气体常数为 (23) J/(kgK)。(21)摩尔质量 (22)28 (23) 296.98若某理想混合气体的气体常数为287
18、 J/(kgK),定容比热容为 717 J/(kgK),则此气体的定压比热容为 (24) J/(kgK),其比热容比为 (25) 。(24) 1004 (25) 1.491 kg空气从初态 p1=0.1013 MPa、T1=298 K经历一定压过程至T2=458 K,则此过程中气体的热力学能变化量为 (26) J/kg,焓变化量为 (27) J/kg,体积变化量为 (28) m3,气体与外界交换的热量为 (29) ,交换的功为 (30) 。所需数据见上注(26)114720 (27)160640 (28) 0.4533 (29) 160640 (30)4592010 1 kg空气从初态 p1=
19、0.2 MPa、v1=0.574 m3/kg经历一多变过程至终态p2=0.1 MPa、v2=1.0275 m3/kg,则此过程的多变指数为 (31) 、体积变化功为 (32) 、多变过程的比热容为 (33) 。所需数据见上注 (31)1.19 (32) 63.42 (33) 2.2311卡诺循环热效率的高低取决于 (34) 。 (34)高温热源与低温热源的温度 或写成12对比压力、对比温度和对比比体积分别定义为 (35) 、(36) 和 (37) 。 (35) (36) (37)13混合加热理想循环的压缩比定义为 (38) 、定容增压比定义为 (39) 、定压预胀比定义为 (40) 。(38)
20、 (39) (40)14某湿空气状态为 p=0.1MPa、t=30、=70%。它的水蒸气分压为 (41) Pa,含湿量为 (42) kg/kg(干空气),焓为 (43) kJ/kg(干空气) 。所需数据见上注(41) 2969 (42) 0.019 (43)78.7315某化学反应过程中没有对外作出有用功。若过程为定温定容,其反应热称 (44) ;若过程为定温定压,其反应热称 (45) 。(44)定容热效应 (45) 定压热效应16在某孤立系统内进行一热力过程,若此过程不可逆,则系统的熵变必定(46) ;若过程为可逆,则系统的熵变必定 (47) 。 (46) 变大 (47) 0 17当某压力下
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