2017年中国科学技术大学研究生院科学岛分院833热工基础之工程热力学考研强化模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 物质在定压下发生汽化，其吉布斯函数是增大、不变还是减小？
【答案】吉布斯函数不变. 物质在定压p 下汽化，其温度
由
或者:物质在定压p 下汽化, 其温度也不变，此时，物质处于液、气的相平衡, 化学势不变，故为定压、定温过程。
相等，而
2． 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分？指出它们的正负号。
【答案】一个热力系统中熵的变化分为熵产和熵流两个部分。其中，熵产是不可逆因素引起的部分，只能为正，或为零。而熵流是由于热流进、流出系统所引起的系统熵变的部分，为正、为负、为零均可，视情况而定。
3． 有一发动机工作于的高温热源及
该发动机能否实现？ 【答案】故不可能实现。 的低温热源之间，吸热1000kJ 而作功700kJ 。问
4． 某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程，一个为可逆过程一个为不可逆过程，试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大，为什么？
【答案】工质经历相同的两个过程，
因此熵变
在相同情况下，
5． 试述下列各项中两个概念之间的区别：
（1）闭口系统和孤立系统。
（2）绝热过程和定熵过程。
（3）可逆循环和逆向循环。
【答案】（1）闭口系是指系统与外界没有物质交换；而孤立系统是指系统与外界之间既无物质交换也无能量交换的系统。
（2）绝热过程指过程中，系统与外届没有热量交换；而定熵过程是指过程中系统的熵不变。可逆的绝热过程一定是定熵过程，但不可逆的绝热过程不是定熵过程。
相同。设
由于可逆过程
由此可知，不可逆过程相应外界熵变化量大。
（3）可逆过程是指系统经过一个过程后，可以使得系统和外界同时恢复到初始状态，而不引起变化的过程，而逆向过程是指过程的方向在图或图上是逆时针。
6． 已知房间内湿空气的温度，试用图定性的确定湿空气状态。
【答案】沿温度值为的温度线，与相对湿度线交于一点a , 从a 点沿等焓线与温度值为？的温度线交于一点h 6点的室内空气状态参数，如图所示。
图
7． 测定绝热节流系数的焦耳——汤姆逊实验是如何进行的？如何球的绝热截留系数？
【答案】任意选定一种实际气体，使其通过装有多空塞的管道，令高压端的压力和温度稳定
在和
相应
的而在低压端，调节阀门开度，通过改变流量得到不同的压力然后将这些点画
在图上，得
到并且得到因
为
所有这些点画成一条曲线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验，即
可得到一系列的等焓线，图中等焓线上任一点的斜率即为
8． 什么是可逆过程？经历一个不可逆过程后，系统是否还能恢复原来的状态？为什么？
【答案】若系统在完成某一过程后，能够沿着该路径逆行而使系统及外界都回复到原来的状态，没有其他任何变化，则称此过程为可逆过程，否则则为不可逆过程。经历一个不可逆过程后，系统是能够恢复到原来的状态的。所谓不可逆过程，是指完成一个过程后，系统和外界不可能同时恢复到原来的状态，所以只有系统本身恢复到原来的状态是可能的，只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复到原来的状态。
二、计算题
9． 写出开口系非稳定流动能量方程式，并由其导出稳定能量方程式。
【答案】开口系非稳定流动能量方程式：
对于稳定流动，有故上式简化为：
或其积分形式为：
对于单位质量流体工质为：
10．质量分数为的氧气和 的氮气混合。求这种混合气体的折合气体常数和折合摩尔质量。
【答案】本题考查混合气体的参数计算方法。
折合气体常数为：
折合摩尔质量为：
11．如图所示，两个容器的壁面充分透热，其中的气体始终能与周围环境保持热平衡。容器A 的容积为内装压力为的空气；容器B 中亦装有空气，其质量与A 中相同，但压力为
求过程中全部空气的熵变量。空气视为理想
用抽气机将容器A 中的空气全部抽空送到容器B ; 待容器A 抽空后，打开连通阀门，使空气压力均衡地充满两个容器，已知环境温度为气体，气体常数定压比热容
图
【答案】过程中，两部分的气体质量相同，所以有：
且容器B 的容积为：
在过程终了时，两部分压力相同，由于温度也相等，所以两部分体积相同，有：
在这一过程中，原有的A 部分气体熵变为：
原有的B 部分气体熵变为：