《热力学与传热学》综合复习题
一、判断说明下列说法是否正确，并说明理由。
1、某种理想气体经过一个不可逆循环后，其熵的变化值大于零。 2、功的数值仅仅取决于工质的初态和终态，与过程无关。 3、理想气体吸热后，温度一定升高。
4、牛顿冷却公式中的△t可以改为热力学温度之差△T。 5、工质进行膨胀时必须对工质加热。
6、在温度同为T1的热源和同为T2的冷源之间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。
7、工质的熵增就意味着工质经历一个吸热过程。 8、已知湿蒸汽的压力和温度，就可以确定其状态。 9、同一温度场中两条等温线可以相交。
二、简答题
1．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉的更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？
2．对于高温圆筒壁来说，加保温层一定能降低对外散热量，对吗？为什么？ 3．在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？ 4．同一物体内不同温度的等温线能够相交，对吗？为什么?
5、在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1秒。从传热学角度，你认为此值可信吗？为什么？
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三、计算题
1．一循环，工质从高温热源吸热3.4×106 kJ，输出功率1.1×106 kJ 。试计算该循环的热效率ηt。若循环是在温度分别为577 ℃和30 ℃ 的恒温热源间完成的，试计算该循环的热效率ηt与同温限下卡诺循环的热效率ηc之比。
2．可视为理想气体的空气在活塞中从1 bar、20℃经历一可逆绝热过程后，压力升为6bar。已知空气的比定压热容cp=1.0 kJ/(kg?K)，比定容热容cV=0.71 kJ/(kg?K)。试计算该过程终了时空气的温度，每千克空气所作的膨胀功。
3．有一直径为5cm初始温度为400℃的钢球，将其突然放到温度为30℃的空气中。设钢球表面与周围环境间的总换热系数为24 W/(m2?K)，试计算钢球冷却到180℃所需的时间。已知钢球的c=480 J/(kg?K)，ρ =7753 kg/m3，λ=33 W/(m?K)。
4．将氧气压送到容积为2m的储气罐内，初始时表压力为0.3bar，终态时表压力为3bar，温度由t1=45℃升高到t2=80℃。试求压入的氧气质量。当地大气压为Pb=760mmHg，氧气Rg=260J/(kg?K)。
5．流体受迫地流过一根内直径为25 mm的直长管，实验测得管内壁面温度为120℃，流体平均温度为60 ℃，流体与管壁间的对流换热系数为350 W/(m2?K)。试计算单位管长上流体与管壁间的换热量。
6．相距甚近而平行放置的两个面积相等的灰体表面，黑度各为0.6和0.5，温度各为700℃和350℃，试计算它们之间的辐射换热量。
7．一卡诺热机工作于500 ℃和200 ℃的两个恒温热源之间。已知该卡诺热机每秒中从高温热源吸收100 kJ，求该卡诺热机的热效率及输出功率。
8．在一根外直径为120mm的蒸汽管道外包一厚度为25mm的石棉保温层，保温层的导热系数为0.10 W/(m?K)。已知管子外表面温度为250℃，保温层外表面的温度为38℃，试求单位管长的热损失。
9．一定量的空气，经过下列四个可逆多变过程组成的循环。试求：（1）填充
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下表所缺数据；（2）循环净功；（3）该循环的热效率。
过程 1-2 2-3 3-4 4-1
10、厚为36 mm的无限大平壁，两侧表面温度分别为50 ℃和20 ℃。已知平壁材料的导热系数为 λ=0.56（1+0.0018t）W/(m?K) (其中t的单位为℃)，试计算通过平壁的热流密度。
11、绝热容器由隔板分成两部分，左边为压力600kPa，温度为300K的空气；右边为真空，容积是左边的5倍。如将隔板抽去，空气迅速膨胀，充满整个容器。试求：该过程中1千克空气的热力学能、温度和熵的变化。【空气Rg=287J/(kg?K)】
12、外径为100 mm，表面温度为100 ℃ ，黑度为0.76的圆筒壁，被水平放置于一温度为20℃的大房间中。已知圆筒壁外表面与空气的纯对流换热系数为7.03W/(m2?K)，试计算单位长度圆筒壁散失到房间中的总热量。
Q （kJ） 1210 0 -980 0 ΔU (kJ) W (kJ) 0 250 0 第 3 页 共 8 页
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