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 = 500 MW

一座发电厂的净输出功率为 500 MW,热效率为 33%。 求向冷却水排放热量的速率 Q̇L。

Ẇ = 500 MWη = 33%
Q̇L = MW
2.简单
厨房冷空间RQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4.03 kWẆ = 1.3 kW

一台冰箱以 4.03 kW 的速率从冷空间排出热量,其压缩机消耗 1.3 kW 的功率。 求它向厨房排放热量的速率 Q̇H。

Q̇L = 4.03 kWẆ = 1.3 kW
Q̇H = kW
3.中等
TH​ = 900 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​η = 56%

一台热机从 900 °C 的热源吸热,向 25 °C 的环境放热。其实际热效率为 56%。求其第二定律效率 ηII,即实际效率与卡诺效率之比。

TH = 900 °CTL = 25 °Cη = 56%
ηII = %
4.中等
TH​ = 40 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 3 kWẆ

一台可逆制冷机通过排出 3 kW 的热量使冷库保持在 4 °C,并向 40 °C 的环境放热。求它放热的速率 Q̇H。

TL = 4 °CTH = 40 °CQ̇L = 3 kW
Q̇H = kW
5.困难
TH​ = 850 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 3100 kJQL​ = 1488 kJW = 1612 kJ

一台热机每个循环从 850 °C 的热源吸收 3100 kJ 热量,产生 1612 kJ 的功,其余热量排向 10 °C 的冷源。求每个循环产生的总熵 Sgen。

TH = 850 °CTL = 10 °CQH = 3100 kJW = 1612 kJ
Sgen = kJ/K
6.困难
TH​ = 550 °CT0​ = 27 °CTL​ = 0 °CERWQ̇H​ = 190 kWQ̇L​ = ?

一台卡诺热机从 550 °C 的热源吸收 190 kW 热量,并向 27 °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 0 °C 的冷冻室排出热量,也向 27 °C 的环境放热。求从冷冻室排出热量的速率 Q̇L。

TH = 550 °CT0 = 27 °CTL = 0 °CQ̇H = 190 kW
Q̇L = kW

答案

  1. 1. Q̇L = 1015 MW
  2. 2. Q̇H = 5.33 kW
  3. 3. ηII = 75.08 %
  4. 4. Q̇H = 3.39 kW
  5. 5. Sgen = 2.495 kJ/K
  6. 6. Q̇L = 1221 kW

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