1、北京工業大學 20142015 學年第 2 學期 熱工學 期末 考試試卷 第 1 頁 共 10 頁 北京工業大學北京工業大學 2012014 42012015 5 學年第學年第 2 2 學期學期 熱工學熱工學 期末期末 考試試卷考試試卷 a ab b 卷卷 考試說明：考試說明： 考試時長考試時長：9595 分鐘分鐘 考試方式考試方式：閉卷閉卷 承諾承諾： 本人已學習了北京工業大學考場規則和北京工業大學學生違紀處分條例，承諾在考試過程中自覺遵守有關規定，服從監考教師管理，誠信考試，做到不違紀、不作弊、不替考。若有違反，愿接受相應的處分。 承諾人：承諾人： 學號：學號： 班號：班號： 。 。 。

2、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

3、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 注：注：本試卷共 七 大題，共 十 頁，滿分 100 分，考試時必須使用卷后附加的統一草稿紙。 卷卷 面面 成成 績績 匯匯 總總 表表（閱卷教師填寫）（閱卷教師填寫） 題號題號 一 二 三 四 五 六 七 總總成績成績 滿分滿分 30 10 15 20 7 8 10 得分得分 一、填空題（每空 1.5 分，共 30 分） 1. 已知當地大氣壓為 1.0mpa ，壓力容器中被測工質的壓力為 9.5 mpa，此時該工質壓力的測量應選用 （填真空計或壓力表）測壓計。 2. 公式q

4、w適用于理想氣體的 過程，公式qdh適用于理想氣體的 過程，公式dhwt適用于理想氣體的 過程。 3. 卡諾循環熱機，從 327熱源吸熱，向 27冷源放熱，若吸熱功率是 10kw，則輸出功率為 。 4. 某雙原子理想氣體的定壓比熱容為 14.0 kj/(kg k)，則其定容比熱容可近似認為等于 。 5. 理想氣體多變指數 n=0，系統與外界傳熱量 q=_ _；多變指數 n=，系統與外界傳熱量 q=_ _。 得得 分分 北京工業大學 20142015 學年第 2 學期 熱工學 期末 考試試卷 第 2 頁 共 10 頁 6. 理想氣體在一剛性絕熱容器中自由膨脹，則該氣體做功為 （填正或負或零） ，

5、其溫度將 （增大或減小或不變） 。 7. 工質從相同的初態出發，分別經過可逆過程 a 和不可逆過程 b 到達相同的終態，則as bs，, f as , f bs，,g as ,g bs。 （填或或=） 8. 比定容熱容為的理想氣體，自初溫 t1經可逆絕熱過程變到終溫 t2，其與外界交換的膨脹功為 ； 若該氣體自初溫 t1經可逆定容過程變到終溫 t2，則技術功大小為 。 9. 在蒸汽動力循環中， 如果提高汽輪機入口氣體的壓力， 循環效率將 。（填增大或減小或不變） 10. 同 一 制 冷 空 調 ， 在 冬 天 使 用 時 ， 其 制 冷 系 數 較 在 夏 天 使 用 時 。 （填增大或減小或

6、不變） 11. 在三種基本傳熱方式中，必須依靠宏觀運動實現的傳遞方式是 ，通過微觀粒子熱運動傳遞熱量的方式稱為 ，在真空中亦可實現的傳熱方式是 。 二、判斷正誤（每題 1 分，共 10 分） 1. 氣體邊膨脹邊放熱是不可能的。 （ ） 2. 不可逆的熱力過程是指工質所經歷的無法恢復到初始狀態的過程。 （ ） 3. 比熱是過程量，其大小與氣體種類無關，僅與過程有關。 （ ） 4. 物體相同距離之間溫差越大，表示該處溫度梯度越大。 （ ） 5. 膨脹功和流動功都是過程的函數。 （ ） 6. 卡諾循環熱效率僅取決于熱源和冷源的溫度，而與工質無關。 （ ） 7. 蒸發是發生于液體表面；沸騰是發生于液體

7、內部的汽化現象。 （ ） 8. 對于過熱水蒸氣，干度大于 1。 （ ） 9. 絕熱過程由于吸放熱為零，則必為等熵過程。 （ ） 10. 若工質從某一初態經可逆與不可逆途徑到達同一終態，則不可逆途徑的s必大于可逆途徑的s。 （ ） 得得 分分 北京工業大學 20142015 學年第 2 學期 熱工學 期末 考試試卷 第 3 頁 共 10 頁 三、名詞解釋（每題 3 分，共 15 分） 1. 準平衡過程 2. 溫度邊界層 3. 第一類邊界條件 4. 理想混合氣體的分壓力定律 5. 流動功及可逆過程流動功的計算式 得得 分分 北京工業大學 20142015 學年第 2 學期 熱工學 期末 考試試卷

8、第 4 頁 共 10 頁 四、簡答題（每題 5 分，共 20 分）（注意：（注意：必須必須給出必要說明）給出必要說明） 1、如圖 1 所示，為矩形描述的熱力學過程。 試證明：1 2 31 4 3qq 。 2、 絕熱容器被閘門分成兩部分，a 中氣體狀態參數為 p1、ta，b 為真空。現將隔板抽去，氣體作絕熱自由膨脹，終壓降為 p2。試問：終溫 t2是否可用絕熱定熵過程公式：kkapptt1122來計算？為什么？ 得得 分分 pov2 1 3 4 圖 1 北京工業大學 20142015 學年第 2 學期 熱工學 期末 考試試卷 第 5 頁 共 10 頁 3、 將空氣視為理想氣體，若已知 u、h，或

9、 u、t，能否借此確定其它的狀態參數？為什么？ 4、 已知在定溫過程中，其熱量可用下式求解：21 11lnvqp vv。眾所周知，理想氣體的任一狀態參數都可表示為其他狀態參數的函數形式， 據此是否可以認為定溫過程中的熱量是一狀態量，而與途徑無關？為什么？ 北京工業大學 20142015 學年第 2 學期 熱工學 期末 考試試卷 第 6 頁 共 10 頁 五、如圖 2 所示，空氣工質（絕熱指數 k=1.4）的四類基本過程線已在圖中繪出，完成下列要求： （7 分） （1） 用字母在圖中標示出四條線分屬的過程性質； （2） 近似畫出 n=1.2 的壓縮過程 1-2 和 n=1.6 的膨脹過程 1-3

10、（狀態點 1 為各過程線交點位置） ， 并確定這兩個過程的功和熱量的正負號及熱力學能的變化情況。 圖 2 得得 分分 s t v p 北京工業大學 20142015 學年第 2 學期 熱工學 期末 考試試卷 第 7 頁 共 10 頁 六、鍋爐煙氣-空氣預熱器內煙氣質量流為 50000 kg/h, 比熱容為 1.088 kj/(kg k), 流入時溫度為 315 ，流出時為205 。空氣流入時溫度為 37 ，比熱容為 1.044 kj/(kg k)，流量為 46500 kg/h。若環境溫度 t0=37 ，環境壓力 p0=0.1 mpa，煙氣與空氣的比熱容均視為定值。試求： （8 分） （1）空氣流出時的溫度； （2）煙氣-空氣預熱系統的熵變。 七、可視為理想氣體的單位質量的空氣（比熱容按定值處理，比熱容比=1.40） 初始狀態參數： 溫度 25 ， 壓力 42.76 bar，容積 0.02 m3；先經過定壓過程膨脹至 0.08 m3；然后按 n=1.5 的多變過程膨脹；最后經過等溫過程完成整個可逆循環。 （10 分） （1）將此三個過程畫在 p-v 圖上，并求出各狀態點的 p、v、t 值； （2）分別求出這三個過程中的膨脹功、技術功和熱量。 得得 分分 得得 分分 北京工