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西安石油大学-热力学原理及应用
(简答题) 什么是理想混合气体中某组元的分压力?试按分压力给出第i组元的状态方程。
(简答题) 温度为500°C的热源向热机工质放出500 kJ的热量,设环境温度为30°C,试问这部分热量的㶲(yong)值(最大可用能)为多少? (本题10.0分)
(简答题) 一个控制质量由初始状态A分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B,若两过程中热源温度均为。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多,对外做出的膨胀功也大。
(简答题) 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,A中存有高压空气,B中保持真空,如右图所示。若将隔板抽去,试分析容器中空气的状态参数(T、P、u、s、v)如何变化,并简述为什么。
(辨析题) 如图所示T-s图上理想气体任意可逆过程1-2的热量如何表示?热力学能变化量、焓变化量如何表示?若过程1-2是不可逆的,上述各量是否相同?(请写出简明的作图方法。)对不可逆过程,热量无法表示,热力学能和焓变化量相同 评分:四条基本线两条曲线n取值(本题10.0分)
(计算题) 压气机在95 kPa、25 ℃的状态下稳定地以340 m3/min的容积流率吸入空气,进口处的空气流速可以忽略不计;压气机排口处的截面积为0.025 m2,排出的压缩空气的参数为200 kPa、120 ℃。压气机的散热量为60 kJ/min。已知空气的气体常数Rg=0.287 kJ/(kg.K),比定热容cV=0.717 kJ/(kg.K),求压气机所消耗的功率。(本题25.0分)
(计算题) 在高温环境中有一容器,A侧装有2 kg氮气,压力为0.07 MPa,温度为67℃; B侧装有8 kg氮气,压力为0.1 MPa,温度为17℃,。A和B的壁面均为透热壁面,它们之间用管道和阀门相连,见附图。现打开阀门,氮气由B流向A。氮气可视为理想气体,已知气体常数Rg,N2 = 297 J/(kg·K),过程中的平均定容比热容cv = 0.742 kJ/( kg·K),若压力平衡时容器中气体温度为t2 = 40℃,试求:⑴平衡时终压力P2;⑵吸热量Q ;⑶气体的熵变。
(简答题) 什么是热力过程?可逆过程的主要特征是什么?(本题10.0分)
(简答题) 两个不同温度(T1,T2)的恒温热源间工作的可逆热机,从高温热源T1吸收热量Q1向低温热源T2放出热量Q2,证明:由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增为零。假设功源的熵变△SW =0。(本题10.0分)
(简答题) 试由开口系能量方程一般表达式出发,证明绝热节流过程中,节流前后工质的焓值不变。(绝热节流过程可看作稳态稳流过程,宏观动能和重力位能的变化可忽略不计)
(简答题) 高、低温热源的温差愈大,卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大,愈有利?试证明你的结论。(本题10.0分)
(辨析题) 如图所示T-s图上理想气体任意可逆过程1-2的热量如何表示?热力学能变化量、焓变化量如何表示?若过程1-2是不可逆的,上述各量是否相同?(请写出简明的作图方法。)对不可逆过程,热量无法表示,热力学能和焓变化量相同评分:每图5分,其中四条基本线两条曲线n取值(本题10.0分)
(计算题) 在高温环境中有一容器,A侧装有2 kg氮气,压力为0.07 MPa,温度为67℃; B侧装有8 kg氮气,压力为0.1 MPa,温度为17℃,。A和B的壁面均为透热壁面,它们之间用管道和阀门相连,见附图。现打开阀门,氮气由B流向A。氮气可视为理想气体,已知气体常数Rg,N2 = 297 J/(kg·K),过程中的平均定容比热容cv = 0.742 kJ/( kg·K),若压力平衡时容器中气体温度为t2 = 40℃,试求:⑴平衡时终压力P2;⑵吸热量Q ;⑶气体的熵变。(本题25.0分)
(计算题) 将100 kg 温度为30 ℃的水与200 kg温度为80 ℃的水在绝热容器中混合,假定容器内壁与水之间也是绝热的,且水的比热容为定值,取c=0.4187kJ/(kg.K),环境温度为17 ℃。求混合过程导致的可用能损失?(本题25.0分)
(简答题) 温度为500°C的热源向热机工质放出500 kJ的热量,设环境温度为30°C,试问这部分热量的㶲(yong)值(最大可用能)为多少? (本题10.0分)
(简答题) 一个控制质量由初始状态A分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B,若两过程中热源温度均为。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多,对外做出的膨胀功也大。
(简答题) 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,A中存有高压空气,B中保持真空,如右图所示。若将隔板抽去,试分析容器中空气的状态参数(T、P、u、s、v)如何变化,并简述为什么。
(辨析题) 如图所示T-s图上理想气体任意可逆过程1-2的热量如何表示?热力学能变化量、焓变化量如何表示?若过程1-2是不可逆的,上述各量是否相同?(请写出简明的作图方法。)对不可逆过程,热量无法表示,热力学能和焓变化量相同 评分:四条基本线两条曲线n取值(本题10.0分)
(计算题) 压气机在95 kPa、25 ℃的状态下稳定地以340 m3/min的容积流率吸入空气,进口处的空气流速可以忽略不计;压气机排口处的截面积为0.025 m2,排出的压缩空气的参数为200 kPa、120 ℃。压气机的散热量为60 kJ/min。已知空气的气体常数Rg=0.287 kJ/(kg.K),比定热容cV=0.717 kJ/(kg.K),求压气机所消耗的功率。(本题25.0分)
(计算题) 在高温环境中有一容器,A侧装有2 kg氮气,压力为0.07 MPa,温度为67℃; B侧装有8 kg氮气,压力为0.1 MPa,温度为17℃,。A和B的壁面均为透热壁面,它们之间用管道和阀门相连,见附图。现打开阀门,氮气由B流向A。氮气可视为理想气体,已知气体常数Rg,N2 = 297 J/(kg·K),过程中的平均定容比热容cv = 0.742 kJ/( kg·K),若压力平衡时容器中气体温度为t2 = 40℃,试求:⑴平衡时终压力P2;⑵吸热量Q ;⑶气体的熵变。
(简答题) 什么是热力过程?可逆过程的主要特征是什么?(本题10.0分)
(简答题) 两个不同温度(T1,T2)的恒温热源间工作的可逆热机,从高温热源T1吸收热量Q1向低温热源T2放出热量Q2,证明:由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增为零。假设功源的熵变△SW =0。(本题10.0分)
(简答题) 试由开口系能量方程一般表达式出发,证明绝热节流过程中,节流前后工质的焓值不变。(绝热节流过程可看作稳态稳流过程,宏观动能和重力位能的变化可忽略不计)
(简答题) 高、低温热源的温差愈大,卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大,愈有利?试证明你的结论。(本题10.0分)
(辨析题) 如图所示T-s图上理想气体任意可逆过程1-2的热量如何表示?热力学能变化量、焓变化量如何表示?若过程1-2是不可逆的,上述各量是否相同?(请写出简明的作图方法。)对不可逆过程,热量无法表示,热力学能和焓变化量相同评分:每图5分,其中四条基本线两条曲线n取值(本题10.0分)
(计算题) 在高温环境中有一容器,A侧装有2 kg氮气,压力为0.07 MPa,温度为67℃; B侧装有8 kg氮气,压力为0.1 MPa,温度为17℃,。A和B的壁面均为透热壁面,它们之间用管道和阀门相连,见附图。现打开阀门,氮气由B流向A。氮气可视为理想气体,已知气体常数Rg,N2 = 297 J/(kg·K),过程中的平均定容比热容cv = 0.742 kJ/( kg·K),若压力平衡时容器中气体温度为t2 = 40℃,试求:⑴平衡时终压力P2;⑵吸热量Q ;⑶气体的熵变。(本题25.0分)
(计算题) 将100 kg 温度为30 ℃的水与200 kg温度为80 ℃的水在绝热容器中混合,假定容器内壁与水之间也是绝热的,且水的比热容为定值,取c=0.4187kJ/(kg.K),环境温度为17 ℃。求混合过程导致的可用能损失?(本题25.0分)