热机和制冷机练习卷(附答案)

免费可打印的热机和制冷机练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
高温热源低温热源EQH​ = 1100 kJQL​ = 825 kJW = ?

一台热机每个循环从高温热源吸收 1100 kJ 热量,向低温热源放出 825 kJ。 求每个循环输出的净功 W。

QH = 1100 kJQL = 825 kJ
W = kJ
2.简单
炉膛冷却水EQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 300 MW

一座发电厂的净输出功率为 300 MW,热效率为 35%。 求向冷却水排放热量的速率 Q̇L。

Ẇ = 300 MWη = 35%
Q̇L = MW
3.中等
TH​ = 350 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​η = 35%

一台热机从 350 °C 的热源吸热,向 15 °C 的环境放热。其实际热效率为 35%。求其第二定律效率 ηII,即实际效率与卡诺效率之比。

TH = 350 °CTL = 15 °Cη = 35%
ηII = %
4.中等
TH​ = 20 °CTL​ = -5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 6.5 kWẆ

一台可逆制冷机通过排出 6.5 kW 的热量使冷库保持在 -5 °C,并向 20 °C 的环境放热。求它放热的速率 Q̇H。

TL = -5 °CTH = 20 °CQ̇L = 6.5 kW
Q̇H = kW
5.困难
TH​ = 950 °CT0​ = 25 °CTL​ = -25 °CERWQ̇H​ = 100 kWQ̇L​ = ?

一台卡诺热机从 950 °C 的热源吸收 100 kW 热量,并向 25 °C 的环境放热。它的全部功用于驱动一台卡诺制冷机,该制冷机从 -25 °C 的冷冻室排出热量,也向 25 °C 的环境放热。求从冷冻室排出热量的速率 Q̇L。

TH = 950 °CT0 = 25 °CTL = -25 °CQ̇H = 100 kW
Q̇L = kW
6.困难
TH​ = 55 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 9.5 kWQ̇L​Ẇ = ?

一台热泵从 2 °C 的热源吸热,向 55 °C 的供暖系统提供 9.5 kW 的热量。其实际 COP 为这两个温度之间卡诺 COP 的 60%。求它消耗的电功率 Ẇ。

TH = 55 °CTL = 2 °CηII = 60%Q̇H = 9.5 kW
Ẇ = kW

答案

  1. 1. W = 275 kJ
  2. 2. Q̇L = 557.1 MW
  3. 3. ηII = 65.11 %
  4. 4. Q̇H = 7.106 kW
  5. 5. Q̇L = 375.3 kW
  6. 6. Ẇ = 2.557 kW

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