清華大學(xué)工程熱力學(xué)2013級(jí)期中試卷

清華大學(xué)工程熱力學(xué)期中考試試卷（A）2014.11.4一、簡(jiǎn)要回答下列問題（每題5分，50分）兩個(gè)質(zhì)量和比熱（cm）相同，溫度分別為TA和TB的固體進(jìn)行熱交換，請(qǐng)推導(dǎo)說明達(dá)到熱平衡的過程是一個(gè)不可逆過程。請(qǐng)說明理由。寫出熵和焓的定義式，理想氣體定容過程焓的變化某系統(tǒng)處于某一狀態(tài)，該系統(tǒng)的用指的是什么？膨脹功、流動(dòng)功、軸功和技術(shù)功之間有何區(qū)別？有何聯(lián)系？熵如何變化？量，為什么？三塊相同的金屬塊被加熱到溫度，其熵變?yōu)棣2TB(TA>TB>T0)的熱源接觸，達(dá)到平衡后再被冷卻到環(huán)境溫度T0，其熵變?yōu)棣3；試說明這三個(gè)過程ΔS1、ΔS2和ΔS3的大小關(guān)系。30制冷溫度為-404，請(qǐng)你判斷一下是否可能實(shí)現(xiàn)。由于絕熱壓縮過程不向外散熱，故絕熱壓縮過程所消耗的壓縮軸功最少。二、作圖題（共15分）1 1、某空氣循環(huán)由下列三個(gè)可逆過程組成：由狀態(tài)1（T=300K，v=0.861m3/kg，p1=100kPa)經(jīng)等溫壓縮升壓到p2=400kPa，接著經(jīng)定壓過程膨脹至狀態(tài)3，然后等容降壓到狀態(tài)1。試將該循環(huán)示意性畫在pv圖和Ts圖上。（1 2、某循環(huán)由兩個(gè)等壓過程和兩個(gè)等熵過程組成，請(qǐng)將這個(gè)循環(huán)畫在p-v圖和T-s圖上。若已知在T-s圖上的四個(gè)過程線的交點(diǎn)的溫度排列分別是T3>T2>T4>T1，請(qǐng)寫出：T-s圖上位置及其熱效率的表達(dá)式；當(dāng)循環(huán)為逆循環(huán)時(shí)（這時(shí)2為環(huán)境溫度，4為冷庫(kù)溫度，同溫限逆卡諾循環(huán)在T-s圖上的位置及其制冷系數(shù)的表達(dá)式。（10分）三、計(jì)算題（共35分）1、某絕熱容器中盛有壓力為8MPa的氧氣，由于該容器漏氣，容器內(nèi)的氧氣的壓力降為2.0MPa，求漏掉的氧氣的質(zhì)量占原有氧氣質(zhì)量的百分之幾。（10分）2、設(shè)有一恒溫T2的低溫余熱源和一恒溫為T1（T1>T2）的高溫?zé)嵊脩簦阎h(huán)境的溫度為T0，而且T0＜T2，求：（15分） Q1與低溫余熱源放出熱量的比值。說明在理想情況下各種方案的熱量利用率均相同。3、某正循環(huán)可逆熱機(jī)，在溫度為30℃的環(huán)境和4000kg的0℃的冰間工作，最后0℃的冰變?yōu)?0℃的水，試求可逆機(jī)能對(duì)外作的凈功為多少？已知冰的溶解熱為333kJ/kgc=4.1868kJ/kg.（10分）**************************************************************已知下列公式（不一定都用上：QΔUW ? c2 ? ? c2 ?QdECmout?h2gz

?h2gz

Wnet?

? ?inΔs

lnT2Rlnv2c

lnT2Rlnp2c

lnp2c

lnv2v T

p T

v p p v1 1 1 1 1 1ΔscmlnT2T1等熵過程：

pvk數(shù) ，

p2?

k T ?v?k2 1

k1?p2?k ，p ?v?

T ?v

T ?p?wp1v1p2v2

R(TT)

1 ?2wkw

1 ?2

1 ?1?k1 k1等容過程：T2p2

1 2w0

twv(pp)

qc(TT)

t 2 1

v 2 1等壓過程：T2v2

wp(vv) w0 qcT)vv

2 1 t p 2 1等