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 = 150 MW

一座发电厂的净输出功率为 150 MW,热效率为 25%。 求燃料的热量输入速率 Q̇H。

Ẇ = 150 MWη = 25%
Q̇H = MW
2.简单
房屋室外空气HPQ̇H​ = 18.5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

一台性能系数为 3.4 的热泵向房屋提供 18.5 kW 的热量。 求它从室外空气中吸取热量的速率 Q̇L。

COPHP = 3.4Q̇H = 18.5 kW
Q̇L = kW
3.中等
TH​ = 750 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​η = 49%

一台热机从 750 °C 的热源吸热,向 40 °C 的环境放热。其实际热效率为 49%。求其第二定律效率 ηII,即实际效率与卡诺效率之比。

TH = 750 °CTL = 40 °Cη = 49%
ηII = %
4.中等
TH​ = 375 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

一台热机在 375 °C 的高温热源和 35 °C 的低温热源之间工作。 求可能的最高热效率 ηmax。

TH = 375 °CTL = 35 °C
ηmax = %
5.困难
TH​ = 35 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1.5 kWẆ = ?

一台冰箱在 35 °C 的厨房中将冷藏室保持在 4 °C,以 1.5 kW 从冷藏室移走热量。 求最小输入功率 Ẇmin。

TH = 35 °CTL = 4 °CQ̇L = 1.5 kW
Ẇmin = kW
6.困难
TH​ = 850 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 700 kJQL​ = 392 kJW = 308 kJ

一台热机每个循环从 850 °C 的热源吸收 700 kJ 热量,产生 308 kJ 的功,其余热量排向 20 °C 的冷源。求每个循环产生的总熵 Sgen。

TH = 850 °CTL = 20 °CQH = 700 kJW = 308 kJ
Sgen = kJ/K

答案

  1. 1. Q̇H = 600 MW
  2. 2. Q̇L = 13.06 kW
  3. 3. ηII = 70.61 %
  4. 4. ηmax = 52.46 %
  5. 5. Ẇmin = 0.1678 kW
  6. 6. Sgen = 0.714 kJ/K

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