注册公用设备工程师(暖通空调基础考试-下午-工程热力学)模拟试卷1附答案解析

注册公用设备工程师(暖通空调基础考试-下午-工程热力学)模拟试卷1

单项选择题

1.无热交换的热力系统称为( )。(C)

A. 孤立系统

B. 闭口系统

C. 绝热系统

D. 开口系统

解析:绝热系统是指与外界没有热交换的热力系统。

2.若工质经历一可逆过程和一不可逆过程,且其初态和终态相同,则两过程中工质与外界交换的热量( )。(C)

A. 相同

B. 不相同

C. 不确定

D. 与状态无关

解析:工质与外界交换的热量是过程量,即热量不仅与初态和终态的位置有关,还与中间经历的路径有关。尽管此题可逆与不可逆两过程的初态和终态相同,但没有给出两者的具体过程,所以无法确定两者交换的热量的大小。

3.压力表测量的压力是( )。(D)

A. 绝对压力

B. 标准大气

C. 真空度

D. 相对压力

解析:压力表测量的压力是气体的绝对压力与当地压力之间的差值,是相对压力。

4.压强的国际单位是( )。(D)

A. bar

B. kgf/m2

C. mmHg

D. N/m2

解析:压强p的国际单位是“N/m2”。

5.工质经历了不可逆的热力循环,则工质熵的变化( )。(B)

A. 大于零

B. 等于零

C. 小于零

D. 不确定

解析:熵为状态参数,状态参数的变化只取决于给定的初、终状态,与变化过程所经历的路径无关。所以当工质不论经历何种循环,熵的变化均为0。

6.在冬季,室内开动一台没装任何东西的电冰箱,若运行稳定,电冰箱内部温度不变,则开动冰箱取暖与用电炉取暖,从耗电的角度来比较( )。(A)

A. 用电冰箱省电

B. 用电炉省电

C. 两者相同

D. 无法比较

解析:电冰箱内工质的循环属于逆循环,即从低温热源(冷藏室)吸热,加上外界输入的功,一并放给高温热源(室内),所以放出的热量是大于输入的功;而用电炉取暖,不计损失时,放出的热量等于输入的电量,因此从耗电的角度,用冰箱取暖省电。

7.判断后选择正确答案是( )。(A)

A. 孤立系统熵增越大,说明不可逆性越严重

B. 孤立系统熵只能增加不能减少

C. 绝热过程的熵变一定为零

D. 不可逆热力循环中熵变大于零

解析:孤立系统由于无热量交换,所以熵流为零,因此孤立系统的熵增就等于熵产。熵产是不可逆性的量度,不可逆性越严重,熵产越大,也即孤立系统熵增越大。如果孤立系统内进行的是可逆过程,系统熵不变,没有增加,所以B叙述不完全;不可逆绝热过程熵变等于熵产,是大于零的,所以C叙述不完全;循环过程的熵变永远等于零,不论是可逆还是不可逆循环,所以D叙述错。

8.道尔顿分压定律p=(A)

A. 理想气体

B. 非理想气体

C. 所有气体

D. 实际气体

解析:道尔顿分压定律适用于理想气体。

9.理想气体状态方程式为( )。(B)

A. p1v1=p2v2

B. pv=RT

C. D. 解析:1kg理想气体的状态方程为:pv=RT,其他三个方程均为过程方程和两个状态点之间的关系式。状态方程是p、v、T三者之间的函数关系式。

10.准静态过程中,系统经过的所有的状态都接近( )。(D)

A. 相邻状态

B. 初状态

C. 低能级状态

D. 平衡状态

解析:准静态过程中,系统经过的所有状态都接近于平衡状态。

11.理想气体定温膨胀,必然有( )。(A)

A. Q=W

B. Q>W

C. Q<W

D. Q与W无关

解析:理想气体内能仅与温度有关,所以定温膨胀,内能变化为零,由热力学第一定律:Q=W+△U,则Q=W。

12.可逆定温过程中,理想气体与外界交换的热量为( )。(B)

A. q=w

B. q=-∫vdp

C. D. q=0

解析:理想气体可逆过程与外界交换的热量为q=△h+w1=cp△T-∫vdp,由于是定温过程,所以理想气体焓变为零,则q=-∫vdp。

13.理想气体经绝热节流,节流前的温度比(与)节流后的温度( )。(C)

A. 大

B. 小

C. 相等

D. 无关

解析:绝热节流前、后焓不变。理想气体焓是温度的单值函数,所以理想气体绝热节流前后温度相等。

14.可逆定压稳定流动过程中,系统的( )。(C)

A. 焓不变

B. 系统与外界交换的热量为零

C. 技术功为零

D. 熵不变

解析:可逆过程中系统的流动功wt=-∫vdp,对于定压过程,则wt=0。

15.某制冷循环中,工质从温度为-73℃的冷源吸热100kJ,并将热量220kJ传给温度为27℃的热源,则此循环为( )。(B)

A. 可逆循环

B. 不可逆循

C. 不能实现的循环

D. 均有可能

解析:工质在-73℃和27℃之间逆循环的最高性能参数Ec=T2/(T1-T2)=200K/(300K-200K)=2,此循环的性能系数E=q2/(q1-q2)=100kJ/(220kJ-100kJ)=100/120=5/6<2,所以此循环为不可逆循环。

16.一绝热刚体容器用隔板分成两部分。左边盛有高压理想气体,右边为真空。抽去隔板后,容器内的气体温度将( )。(C)

A. 升高

B. 降低

C. 不变

D. 无法确定

解析:此过程为自由膨胀过程。因为绝热,与外界无功量交换,所以由热力学第一定律,△U=0。即抽去隔板前后状态总内能不变,又因为理想气体内能只是温度的函数,所以容器内气体温度不变。

17.一热机按某种循环工作,自热力学温度为T1=2000K的热源吸收热量1000kJ,向热力学温度为T2=300K的冷源放出热量100kJ。则该热机是( )。(C)

A. 可逆热机

B. 不可逆热机

C. 不可能热机

D. 三者均可

解析:工作在T1=2000K,T2=300K之间的热机循环最高效率ηmax=1-T2/T1=1-300/2000=0.85,此循环效率η=1-q2/q1=0.9>0.85,所以是不可实现的。

18.绝热过程中的技术功等于过程初态和终态的焓差。这个结论仅适用于( )。(C)

A. 理想气体

B. 水蒸气

C. 所有工质

D. 实际气体

解析:绝热过程中技术功等于过程初态和终态的焓差。

19.内燃机理论循环中( )。(A)

A. 压缩比越大,理论热效率越高

B. 压缩比越大,理论热效率越低

C. 理论热效率与压缩比无关

D. 理论热效率是常量

解析:由内燃机理论定容加热循环的热效率公式可知,压缩比ε=v1/v2越大,理论热效率越高。

20.在相同增压比条件下,压气机可逆绝热压缩时消耗功为Ws,则实际绝热压缩消耗的功W*为( )。(B)

A. Ws>Ws*

B. Ws<Ws*

C. Ws=Ws*

D. 三种情况均可能

解析:在相同增压比条件下实际绝热压缩耗功大于可逆绝热压缩时消耗的功。

21.压气机采用三级压缩,p1是压气机第一级进口压力,p4是最后一级的出口压力,则最佳的压力比π为( )。

(B)

A.

B.

C.

D.

解析:多级压缩最佳压缩比是各级间压力比相等,当压缩机采用z级压缩时,这个压力比π=,所以三级压缩时,π=

22.在汽液两相共存区内,定压比热容( )。(C)

A. cp=0

B. 0<cp<∞

C. cp→∞

D. cp不存在

解析:在汽液两相共存区,定压过程也是定温过程。根据比热容的定义,因为△T=0而q≠0,所以cp→∞。

23.水蒸气在定压汽化过程中,其内能的变化△u为( )。(C)

A. △u=0

B. △u=h2-h1

C. △u=h2-h1-p(v2-v1)

D. △u=cV△T

解析:水蒸气不是理想气体,所以内能不是温度的单值函数,根据△u=△h-△(pv)=△h-p△v-v△p,水蒸气在定压汽化过程中,内能变化为△u=h2-h1-p(v2-v1)。

24.未饱和湿空气的湿球温度为tv,干球温度为t,露点温度为td,它们之间的关系为( )。(C)

A. tv>t>td

B. tv=t=td

C. t>tv>td

D. tv>td>t

解析:未饱和湿空气的温度为干球温度t,从该状态点经等焓降温达到的饱和温度为湿球温度tw,经等湿过程降温达到的饱和温度为露点温度td,三者关系为t>tw>td

25.湿空气的含湿量相同时,温度越高,则其吸湿能力( )。(A)

A. 越强

B. 越弱

C. 相等

D. 无法确定

解析:从湿空气的h-d图可知,当含湿量一定时,温度升高,相对湿度φ减小,吸湿能力增强。

26.对未饱和湿空气,露点为( )。(C)

A. 干球温度

B. 湿球温度

C. 水蒸气分压力对应的水的饱和温度

D. 0℃

解析:确定湿蒸汽状态需要两个状态参数,由于在饱和区内饱和温度与饱和压力只有一个是独立的,所以只能取压力与比容或温度与比容两个状态参数。

27.一热泵从温度为-13℃的周围环境向用户提供95℃的热水,其最大供热系数为( )。(D)

A. 1.16

B. 2.41

C. 2.16

D. 3.41

解析:热泵从温度为T2的低温环境吸热,向温度为T1的高温环境供热时,最大供热系数为卡诺逆循环供热系数εc=T1/(T1-T2),在此题条件下,εmax=3.41。

28.工质在喷管中进行等熵流动,如出口压力大于临界压力,则应采用( )。(A)

A. 渐缩喷管

B. 渐缩放喷管

C. 缩放喷管

D. 哪种都行

解析:工质在喷管中进行等熵流动,如出口压力大于临界压力,则应采用渐缩喷管。

29.喷管中工质参数的变化为( )。(A)

A. dp<0,dv>0,dc>0

B. dp<0,dv<0,dc<0

C. dp<0,dv<0,dc>0

D. dp>0,dv<0,dc<0

解析:喷管的作用是增速,通过压力下降来实现,由于气体在喷管中是绝热过程,对于理想气体,由等熵过程状态量之间的关系可知,压力下降则比容增加。

30.朗肯循环热效率不高的原因是( )。(B)

A. 放热量大

B. 平均加热温度较低

C. 新蒸汽温度不高

D. 新蒸汽的压力不高

解析:朗肯循环热效率不高的原因是进入锅炉的水温偏低,导致整体平均吸热温度低,也是造成朗肯循环热效率不高的主要原因。

31.大气压力为B,系统中工质真空表压力读数为p1时,系统的真实压力为( )。(C)

A. p1

B. B+p1

C. B-p1

D. p1-B

解析:系统的真实压力p称为绝对压力。系统中工质用仪表测得的压力称为相对压力,绝对压力是相对压力与大气压力的代数和。用压力表测得的压力意味着系统中工质的真实压力大于大气压力;用真空表测得的压力意味着系统中工质的真实压力小于大气压力。

32.热力学第一定律是关于热能与其他形式的能量相互转换的定律,适用于( )。(A)

A. 一切工质和一切热力过程

B. 量子级微观粒子的运动过程

C. 工质的可逆或准静态过程

D. 热机循环的一切过程

解析:热力学第一定律是热力学的基本定律,它适用于一切工质和一切热力过程。

33.把空气作为理想气体,当其中O2的质量分数为21%,N2的质量分数为78%,其他气体的质量分数为1%,则其定压比热容cp为( )。(C)

A. 707J/(kg.K)

B. 910/(kg.K)

C. 1010J/(kg.K)

D. 1023J/(kg.K)

解析:空气视为双原子理想气体,定压比热可用定值比热容cp=7Rg/2近似来求,空气的气体常数取Rg=0.287kJ/(kg.K)。

34.卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成,过程的条件是( )。(B)

A. 绝热过程必须可逆,而等温过程可以任意

B. 所有过程均是可逆的

C. 所有过程均可以是不可逆的

D. 等温过程必须可逆,而绝热过程可以任意

解析:卡诺循环由两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程组成。

35.理想气体绝热节流过程中节流热效应为( )。(A)

A. 零

B. 热效应

C. 冷效应

D. 热效应和冷效应均可能有

解析:理想气体绝热节流前后温度相等,节流为零效应。

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