2005年1月全国电厂热能动力工程工程热力学(一)试卷

一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共16分)

1.工质稳定流动流经热力设备时工质宏观动能和位能的变化以及热力设备对外输出的功合并在一起称为(     )。

A.体积功w                   B.技术功wt

C.轴功ws                     D.推动功pv

2.工质进行了一个温度和压力升高、放热的多变过程，则多变指数n为(     )。

A. n<0                   B. 0<n<1

C. 1<n<k                 D. n>k

3.理想气体某一过程的技术功wt等于吸热量q，该过程是(     )。

A.定压过程                 B.定体过程

C.定温过程                 D.绝热过程

4.当工质的压力一定，其温度低于对应的饱和温度时，则工质一定是(     )。

A.饱和水                 B.湿蒸汽

C.未饱和水               D.过热蒸汽

5.空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动，其滞止压力为1MPa，喷管后的压力为0.8MPa，若喷管因出口磨损截去一段，则喷管出口空气的流量(     )。

A.变大                 B.变小

C.不变                 D.不稳定

6.绝热节流过程是(     )。

A.定焓过程                 B.不可逆过程

C.准平衡过程               D.定熵过程

7.从减少压气机耗功和降低压缩气体终温出发，(     )过程是最理想的过程。

A.绝热压缩                 B.定温压缩

C.多变压缩                 D.多级压缩

8.采用定压加热循环方式的燃气轮机装置压气机中的实际过程可简化为(     )。

A.定温压缩过程                 B.绝热压缩过程

C.多变压缩过程                 D.加热压缩过程

二、多项选择题(在每小题的五个备选答案中，选出二至五个正确的答案，并将正确答案的序号分别填在题干的括号内，多选、少选、错选均不得分。每小题2分，共6分)

1.公式△u=Cv△T适用于(         )。

A.理想气体的定体过程                 B.任意气体的不可逆过程

C.任意工质的定体过程                 D.理想气体的不可逆过程

E.任意工质的可逆过程

2.闭口系内的理想气体经历一个可逆的绝热过程，对外作功10kJ，则(         )。

A.该过程的熵产为零                 B.该过程的熵流为零

C.理想气体的熵减小                 D.理想气体的热力学能不变

E.理想气体的温度不变

3.湿空气的绝对湿度(         )。

A.表示1m3湿空气中所含水蒸气的质量

B.能说明湿空气的潮湿程度

C.表示以1千克干空气为计算基准的湿空气中所含水蒸气的质量

D.不能说明湿空气的吸湿能力

E.实际上就是湿空气中水蒸气的密度

三、填空题(每小题1分，共10分)

1.如果热力系处于______状态，则不能在状态参数坐标图上表示。

2.当设备中工质的压力低于环境压力时，若测得真空Pv=0.08MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则工质的绝对压力P=______MPa。

3.在国际单位制中压力的单位是______。

4.根据稳定流动能量方程，动力机的能量方程可简化为______。

5.将相同质量的氢气和氧气分别储存到同样大小的容器内，若二个容器内气体的温度相等，则两者压力的大小为 ______ 。

6.已知理想气体的比热C随温度的升高而增大，当t2>t1时， 与 的大小关系为______。

7.在混合气体的计算中，质量分数与摩尔分数之间需要换算，换算的依据是质量、摩尔数和______之间的关系。

8.设有一卡诺机工作于600℃和30℃热源之间，卡诺机在循环工作中从高温热源吸热1000kJ，则向低温热源的放热为______。

9.水蒸汽定压加热过程水吸热生成过热蒸汽必需经历五种状态变化，即未饱和水、饱和水、______、干饱和蒸汽及过热蒸汽状态。

10.回热循环中采用的抽汽回热加热器，通常有______与______两种形式。

四、名词解释(每小题3分，共15分)

1.焓

2.分压力

3.热量的有效能

4.马赫数

5.未饱和湿空气

五、简答题(每小题5分，共25分)

1.准平衡过程与可逆过程有什么不同?二者之间有何联系?

2.对工质加热，温度一定升高吗?有没有可能降低?为什么?

3.理想气体的热力学能只与温度有关，而与压力和比体积无关，但根据给定的压力和比体积又可以确定热力学能，其间有无矛盾?如何解释?

4.与大气温度相同的压缩气体可以从大气中吸热而膨胀作功(依靠单一热源作功)。这是否违背热力学第二定律?

5.简述“喷管效率”η和“能量损失系数”ξ的定义以及两者之间的关系。

六、计算题(第1、2题每小题6分，第3、4题每小题8分，共28分)

1.m=3.5kg空气按可逆定体过程由初态P1=0.1×106Pa，T1=310K变化到终态P2=0.2×106Pa，已知空气的Rr=0.287kJ/(kg·K)，CV=0.717kJ/(kg·K)，试求此定体过程的Q和△V。

2.已知喷管进口截面上空气参数为：P1=8×106Pa，T1=625K，vc1≈0，喷管出口背压Pb=4.5×106Pa，设空气的比热容比κ=1.4，气体常数Rr=287J/(kg·K)，临界压力比βcr=0.528。问应选择什么形状的喷管，并计算出喷管的出口流速vc2。

3.某温度为T1=1100K的热源，向温度T2=398K的工质供热5500kJ，试求此不可逆换热过程的熵产△Sg；如环境温度T0=273K，试求此不可逆过程的有效能损失Ex1。

4.某蒸汽动力装置采用再热循环，已知高压汽轮机蒸汽进口焓为h1；再热器进口蒸汽焓为ha，再热器出口蒸汽焓为hb，汽轮机排汽焓为h2；如忽略泵功，试求此再热循环的净功W0，吸热量q1，循环热效率ηt.RH，汽耗率do.RH和热耗率qt.RH。