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 = 750 MW

一座发电厂的净输出功率为 750 MW,热效率为 55%。 求燃料的热量输入速率 Q̇H。

Ẇ = 750 MWη = 55%
Q̇H = MW
2.简单
厨房冷空间RQ̇H​ = ?Q̇L​ = 3.04 kWẆ = 1.6 kW

一台冰箱以 3.04 kW 的速率从冷空间排出热量,其压缩机消耗 1.6 kW 的功率。 求它向厨房排放热量的速率 Q̇H。

Q̇L = 3.04 kWẆ = 1.6 kW
Q̇H = kW
3.中等
TH​ = 25 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 7.5 kWẆ

一台可逆制冷机通过排出 7.5 kW 的热量使冷库保持在 2 °C,并向 25 °C 的环境放热。求它放热的速率 Q̇H。

TL = 2 °CTH = 25 °CQ̇L = 7.5 kW
Q̇H = kW
4.中等
TH​ = 650 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​η = 26%

一台热机从 650 °C 的热源吸热,向 40 °C 的环境放热。其实际热效率为 26%。求其第二定律效率 ηII,即实际效率与卡诺效率之比。

TH = 650 °CTL = 40 °Cη = 26%
ηII = %
5.困难
TH​ = 45 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 7.5 kWQ̇L​Ẇ = ?

一台热泵从 2 °C 的热源吸热,向 45 °C 的供暖系统提供 7.5 kW 的热量。其实际 COP 为这两个温度之间卡诺 COP 的 40%。求它消耗的电功率 Ẇ。

TH = 45 °CTL = 2 °CηII = 40%Q̇H = 7.5 kW
Ẇ = kW
6.困难
TH​ = 300 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 1300 kJQL​ = 806 kJW = 494 kJ

一台热机每个循环从 300 °C 的热源吸收 1300 kJ 热量,产生 494 kJ 的功,其余热量排向 30 °C 的冷源。求每个循环产生的总熵 Sgen。

TH = 300 °CTL = 30 °CQH = 1300 kJW = 494 kJ
Sgen = kJ/K

答案

  1. 1. Q̇H = 1364 MW
  2. 2. Q̇H = 4.64 kW
  3. 3. Q̇H = 8.127 kW
  4. 4. ηII = 39.35 %
  5. 5. Ẇ = 2.534 kW
  6. 6. Sgen = 0.3906 kJ/K

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