《工程热力学与传热学》练习题 2(1)

作者:pokerking扑克王APP | 2020-02-11 07:45

  《工程热力学与传热学》练习题 2(1)_理学_高等教育_教育专区。一、选择填空题(每小题 2 分,共 20 分) 1.lmol 理想气体从 p-V 图上初态 a 分别经历如 图所示的(l)或(2)过程到达末态 b。已知 Ta< Tb,则这两过程中气体吸收的热量

  一、选择填空题(每小题 2 分,共 20 分) 1.lmol 理想气体从 p-V 图上初态 a 分别经历如 图所示的(l)或(2)过程到达末态 b。已知 Ta< Tb,则这两过程中气体吸收的热量 Ql 和 Q2 的关系 是( A )。 A. Q1 ? Q2 ? 0 B. Q1 ? Q2 ? 0 C. Q2 ? Q1 ? 0 D. Q2 ? Q1 ? 0 2.理想气体等温压缩过程,其焓变化量( C )。 A.有时是负值 B.总是负值 C.为零 D.总是正值 3.某负压工作的凝汽器,若有个与大气相连的阀门未关紧,真空遭到破坏,此 时凝汽器的真空表读数( B )。 A.没有反应 B.降低 C.升高 D.不变 4.设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的 n 倍,则在一正向卡诺 循环中,理想气体传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的( B )。 A.n 倍 B.1/n C.n-1 倍 D.(n + 1)/n 5.以下可以确定湿蒸汽状态的是( C )。 A.压力与温度 B.压力或温度 C.压力与比容 D.温度或比容 6.对于无相变受迫对流换热,当自然对流的影响可忽略时,其准则方程为 (A ) A. Nu ? f (Re, Pr) B. Nu ? f (Gr, Pr) C. Nu ? f (Re,Gr, Pr) D. Nu ? f (Re) 7.在三层平壁的稳态导热中,已测得 t1、t2、t3 和 t4 依次为 600℃、500℃、200℃ 及 100℃,则各层热阻在总热阻中所点的比例依次为( D )。 1 A.10%、 60%、25% B.20%、 65%、10% C.20%、 40%、30% D.20%、 60%、20% 8.一个 20cm×16cm×80cm 的铁块(λ =64W/m.K)突然置于平均表面传热 系数为 11.35W/m2.K 的空气中进行自然对流换热,求其 Bi 数,并判断采用集中 参数法来计算瞬时温度是否合适?( D ) A.Bi=3.7926 不合适 B.Bi=0.0142 合适 C.Bi=1.8963 不合适 D.Bi=0.0071 合适 9.如图所示,表面 1、2 的面积分别为 A1 和 A2,则角系数 X2,1 为( 2 C )。 A.0 B.1 C.A1/A2 D.A2/A1 1 二、判断题(每小题 1 分,10 分) 1.( √ )辐射力的大小与物体的表面性质和表面温度有关。 2.( × )理想气体 Cp 和 Cv 都是温度的函数,故(Cp-Cv)值也随温度而变化。 3.( √ )一般来说,物质固相导热系数物质液相导热系数物质气相导热系 数。 4.( √ )临界点时,饱和液体的焓等于干饱和蒸气的焓。 5.( × )不可逆循环的热机热效率小于可逆循环的热机热效率。 6.( √ )湿空气用相对湿度反映其吸湿能力的大小。 7.( × )在无限长圆筒壁的稳态导热中,通过各同轴圆柱面的热流密度都相 等。 8.( √ )无论过程是否可逆,闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的热 力学能之差。 9.( × )在对流换热中,表面传热系数随速度的增加而减小。 2 10.( × )根据熵增原理,熵减少的过程是不可能实现的。 三、解释概念(每小题 2 分,共 10 分) 1. 含湿量:单位质量干空气所携带的水蒸气的质量。 2. 灰体:在辐射理论中,将光谱吸收率 aλ 与波长无关的物质称为灰体 3. 焓:开口系中流入或流出系统工质所携带的取决于热力学状态的总能量。 闭口系中相当于一个复合的状态参数。 4. 传热过程:特指热流体通过固体壁面将热量传给冷流体的全过程。 5. 孤立系统:与外界无任何能量与物质交换的热力系统。 四、简答题(共 30 分) 1.在 h-d 图上表示饱和湿空气和未饱和湿空气两种湿空气的状态及对应的干球 温度 t、湿球温度 tw 及露点温度 td,并写出三个温度之间大小关系?(6 分) 2.在有空调的房间内,夏天和冬天的室温均控制在 20℃,达到同样的保温效 果,夏天只穿衬衫,而冬天穿毛衣,为什么?(6 分) 3 首先,冬天和夏天的最大区别是室外温度的不同。夏季室外温度比室内气 温高,因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。而冬季室外气温比室 内低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表 面温度不同,夏季高而冬季低。因此尽管冬季室内温度比夏季略高,但人体在 冬季通过辐射与墙壁的散热要比夏季高很多,根据人体对冷的感受主要是散热 量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些。 3. 热力学第二定律是否可表述为“功可以完全转变为热,但热不能完全转变为 功”?为什么?(6 分) 不可以,这里没有指出热力学第二定律的前提条件(在没有引起其他变化的条 件下) 4.如图所示,p-v 图上 OA,OB 为理想气体多变过程,在表中填上这 2 个过程 ΔT, W,Q 的“+”、“-”号;并在 p-v 图上画出过程 OC。 4 过程 ΔT W Q pA B OA OB OC - + + O n=1 n=k v 5.什么叫对流换热?影响对流换热的因素有哪些? (6 分) 对流换热:流体流过物体壁面时,由于两温度不同所发生的热量传递。 影响因素:1.流动的起因;2 流动的速度和形态;3.流体有无相变;4.流体换热 面的几何形状和大小位置;5.流体的热物理性质。 五、计算题(共 30 分) 1. 如图所示三层材料组成的多层壁,在稳定传热过程中,试求:中间 材料的 导热系数?2 和层间的温度 t2、t3?已知:介质温度 t??700℃,换热系数 α =20W/m2℃,?1=5W/m℃,?3=15W/m℃。 5 2 . 有 一 平 底 不 锈 钢 水 壶 ,壶 底 直 径 D 为 2 0 c m 底 厚 δ = 2 m m ,内 装 t12=20℃ 的 冷 水 , 置 于 电 炉 上 。 已 知 不 锈 钢 的 导 系 数 λ =20W/(m·k), 传 热 热 流 量 Q 为 300w 壶 内 壁 对 冷 水 的 换 热 系 数 为 200W/(m·k), 壶 内 底 部 结 有 1mm 厚 的 水 垢 , 其 导 热 系 数 λ =0.5W/(m·k)问 壶 底 外 壁 的 温 度 为 多 少 。 6 3. 0 . 3 标 准 立 方 米 的 氧 气 , 在 温 度 t 1 = 4 5 ℃ 和 压 力 p 1 = 1 0 3 . 2 k P a 下 盛 于 一 个 具 有 可 移 动 活 塞 的 圆 筒 中 ,先 在 定 压 下 对 氧 气 加 热 , 热 力 过 程 为 1-2, 然 后 在 定 容 下 冷 却 到 初 温 45℃ , 过 程 为 2-3, 已 知 终 态 压 力 p3 =5 8 .8 kP a 。若 氧 气 的 气 体 常 数 R= 25 9. 8 J/ ( k g ? K), 在 这 两 个 过 程 中 氧 气 与 外 界 净 交 换 热 量 为 多 少 ? 答案:26.68kj。 3. 一热机产生 25KW 的功率,效率为 0.3,求热机每小时吸收与放 出热量之比。 4. 一制冷机在 T1=1000K 及 T2=300K 两热源间工作,如果从热源 T2 吸收热量 60kJ,至少需向放出 T1 多少热量? 7 5. 如图所示,闭口系统由 a 经 c 到 b;又从 b 到 a;然后从 a 经 d 到 b。若这些过程中有些热量和功量值已知,如下表所示。试确定 表中空白处的未知值。 过程 a→c→b b→a a→d→b 热力学 热量 Q容 积 功能 变 化 (kJ) W(kJ) Δ U(kJ) 26 10 -22 3 p c a b d v 8 9


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