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
炉膛冷却水EQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 200 MW

一座发电厂的净输出功率为 200 MW,热效率为 35%。 求燃料的热量输入速率 Q̇H。

Ẇ = 200 MWη = 35%
Q̇H = MW
2.简单
高温热源低温热源EQH​ = 1500 kJQL​ = 825 kJW

一台热机每个循环从高温热源吸收 1500 kJ 热量,向低温热源放出 825 kJ。 求其热效率 η。

QH = 1500 kJQL = 825 kJ
η = %
3.中等
TH​ = 900 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​η = 55%

一台热机从 900 °C 的热源吸热,向 40 °C 的环境放热。其实际热效率为 55%。求其第二定律效率 ηII,即实际效率与卡诺效率之比。

TH = 900 °CTL = 40 °Cη = 55%
ηII = %
4.中等
TH​ = 325 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 2300 kJQL​W = ?

一台热机在 325 °C 的高温热源和 20 °C 的低温热源之间工作。 它吸收 2300 kJ 热量。求它最多能输出的功 Wmax。

TH = 325 °CTL = 20 °CQH = 2300 kJ
Wmax = kJ
5.困难
TH​ = 400 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 2900 kJQL​ = 1769 kJW = 1131 kJ

一台热机每个循环从 400 °C 的热源吸收 2900 kJ 热量,产生 1131 kJ 的功,其余热量排向 25 °C 的冷源。求每个循环产生的总熵 Sgen。

TH = 400 °CTL = 25 °CQH = 2900 kJW = 1131 kJ
Sgen = kJ/K
6.困难
TH​ = 450 °CT0​ = 20 °CTL​ = -20 °CERWQ̇H​ = 80 kWQ̇L​ = ?

一台卡诺热机从 450 °C 的热源吸收 80 kW 热量,并向 20 °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 -20 °C 的冷冻室排出热量,也向 20 °C 的环境放热。求从冷冻室排出热量的速率 Q̇L。

TH = 450 °CT0 = 20 °CTL = -20 °CQ̇H = 80 kW
Q̇L = kW

答案

  1. 1. Q̇H = 571.4 MW
  2. 2. η = 45 %
  3. 3. ηII = 75.03 %
  4. 4. Wmax = 1173 kJ
  5. 5. Sgen = 1.625 kJ/K
  6. 6. Q̇L = 301.1 kW

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