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
厨房冷空间RQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1.76 kWẆ = 0.4 kW

一台冰箱以 1.76 kW 的速率从冷空间排出热量,其压缩机消耗 0.4 kW 的功率。 求它向厨房排放热量的速率 Q̇H。

Q̇L = 1.76 kWẆ = 0.4 kW
Q̇H = kW
2.简单
房屋室外空气HPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​ = ?Ẇ

一台性能系数为 3.8 的热泵向房屋提供 15 kW 的热量。 求它从室外空气中吸取热量的速率 Q̇L。

COPHP = 3.8Q̇H = 15 kW
Q̇L = kW
3.中等
TH​ = 450 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​η = 45%

一台热机从 450 °C 的热源吸热,向 15 °C 的环境放热。其实际热效率为 45%。求其第二定律效率 ηII,即实际效率与卡诺效率之比。

TH = 450 °CTL = 15 °Cη = 45%
ηII = %
4.中等
TH​ = 750 °CTL​ = ?EQH​ = 5000 kJQL​ = 1433 kJW

一台可逆(卡诺)热机每个循环从 750 °C 的热源吸收 5000 kJ 热量,放出 1433 kJ。求冷源的温度 TL,以 °C 表示。

TH = 750 °CQH = 5000 kJQL = 1433 kJ
TL = °C
5.困难
TH​ = 21 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 14 kWQ̇L​Ẇ = ?

一台热泵在室外 7 °C 时将房屋保持在 21 °C,向房屋提供 14 kW 热量。 求最小输入功率 Ẇmin。

TH = 21 °CTL = 7 °CQ̇H = 14 kW
Ẇmin = kW
6.困难
TH​ = 700 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 4000 kJQL​ = 2000 kJW = 2000 kJ

一台热机每个循环从 700 °C 的热源吸收 4000 kJ 热量,产生 2000 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 = 700 °CTL = 10 °CQH = 4000 kJW = 2000 kJ
Sgen = kJ/K

答案

  1. 1. Q̇H = 2.16 kW
  2. 2. Q̇L = 11.05 kW
  3. 3. ηII = 74.81 %
  4. 4. TL = 20.08 °C
  5. 5. Ẇmin = 0.6663 kW
  6. 6. Sgen = 2.953 kJ/K

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