工程热力学期末试卷答案20050113供参习.doc

莁薆螃清华大学本科生考试试题专用纸(A)袆膀芁考试课程工程热力学2005年1月13日葿羆蕿简答题,简要说明理由(每题4分,共40分)、热效应、燃料热值三者的区别与联系。薇蒅蒃答:膃芃节热效应是指系统经历一个化学反应过程、反应前后温度相等、并且只做容积功而无其他形式的功时,1kmol主要反应物或生成物所吸收或放出的热量,为状态量。羀膈蚈反应热是过程量,于化学反应过程的状态及是否有其他作功过程有关。袃肁薅根据定义,热效应就是特定定温过程且只有容积变化功时的反应热。肈薈芃1kmol燃料完全燃烧时热效应的相反值称为燃料热值。薄肂肀已知气体的温度、压力及临界参数,如何利用通用压缩因子图确定其比容。蒀羇肀答:莄膃羅知道,然后由通用压缩因子图查得相应的压缩因子,可求得。蕿莆羄柴油机的热效率一般比汽油机高,其主要原因是什么?肄羁膁答:羁袆膈这是由于汽油机的压缩比远低于柴油机的压缩比,汽油机的热效率随压缩比降低而降低。汽油机压缩比不能过高主要受制于汽油的自燃温度低,压缩比过高易引起爆燃。袅肂蚈已知房间内部墙面的温度为16°C,如果室内空气的温度为22°C,试问为防聿芅蚄止墙表面凝结水珠,室内空气的相对湿度最大不应超过多少?薅肃节答:膈罿芇不超过,莆袁肈如果选取燃气轮机装置理想循环的最佳增压比,是否意味着可获得最高的循环热效率,为什么?薀莈蒅答:肆羂羀不是。最佳增压比对应的最大净功,并不是最高循环热效率。虿螇虿对于的反应,初时处于化学平衡状态,由于某种原因使得系统压力升高,请问化学平衡向正方向还是反方向移动,说明理由。薂羄薇答:肁芇膅正方向。因为根据平衡移动原理,反应平衡总是向削弱外界影响的方向移动。芃螁蕿提高燃气轮机动力循环热效率的措施有那些?提高蒸汽轮机动力循环热效率的措施又有那些?腿蚆芆答:肃袂蒄 提高燃气轮机循环效率的措施:提高增压比、采用回热、在回热基础上分级压缩中间冷却、在回热基础上分级膨胀中间再热。芈肅蒃蒸汽轮机:提高蒸汽初温初压、采用回热等。螃羄蚁物质的标准生成焓是如何定义的,为什么要引入标准生成焓?蚀薅蚈答:薄蚁袄 任何化学单质在化学标准状态下发生化学反应生成1kmol化合物时所吸收的热量称为该化合物的标准生成焓。单质的标准生成焓规定为零。螈芈膄 引入标准生成焓是为了规定化学反应过程中反应物和生成物焓的基准,方便热力计算。芄螂蒈在0℃以下,有没有液态水(水)存在,有没有气态水(蒸汽)存在。肁蚈螆答:有液态水、如冰的加压溶解;有气态水,如冰的升华现象。羅薀莃空气压缩制冷与蒸气压缩制冷各自的优缺点是什么?艿肇蚀答:螅蚁蕿 空气压缩制冷:工质易得、无污染,但值实用于制冷温度不太低的场合。莈蒆袅蒸汽压缩制冷:省却膨胀机系统简化、制冷量大,工质相对于空气有更多要求,对环境有影响。蒅蚃螃二、填空题(,共10分)蚀羆蒁定温定压化学反应过程自发进行的条件是(),其平衡条件是()。,表明系统与环境的压力、(温度)和(化学组分)相同。()。,df=()dT+()dv,写出对应的两个偏导数()()和Maxwell关系式()。,燃料高热值与低热值之差是(标准状态下对应生成水蒸汽的汽化热)。—汤系数μJ=(),μJ>0是(冷)效应。,其干球温度t湿球温度tw和露点温度td的大小关系为()。、两线、三区具体指的是:一点(临界点)、两线(饱和水线)(饱和汽线)、三区(过冷水区)(过热蒸汽区)(湿蒸汽区)。蒇袇羁三、计算题(共50分)羃蒁蒀1、具有相同压力(1MPa)和相同温度(1000K),(将空气作为整体),混合后进入燃气轮机,,。(已知Rair=,RM=8314J/,T0=300K,cp,air=,cp,N2=,cp,CO2=,设混合后气体的绝热指数k=)。(15分)螀莇螈求:1)燃气轮机对外作功量;2)系统总熵增;3)系统作功能力损失。蚄蒃芅解:蒃莀蚂1)燃气对外作功肈袅蒁混合后仍为理气,T=1000K,总压p=1MPa袅螀袆2)蝿羆螄因绝热,羃蒃莂3)葿肇芈2、某以地下水为冷源的热泵供暖机组,以R22为工质,工质的蒸发温度为10°C,蒸发器出口为饱和蒸气,工质的冷凝温度为50°C,冷凝器出口为饱和液体,压缩机为可逆绝热过程,压缩机耗功率为300kW。(15分)肂袂艿试求:1)该热泵机组的供暖系数艿袅膃2)若1kW供热量可满足20m2的采暖要求,求