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一、名词解释

1． 理想气体与实际气体。

【答案】二者差异在体积和作用力上，理想气体分子本身无体积，分子间无作用力，而实际气体恰恰相反。

二、简答题

2． 画出蒸汽压缩制冷系统的

【答案】蒸汽压缩制冷系统的

图，并说明各过程是在哪个设备中完成的。

图如图所示。

图

其中，

在压缩机中完成；

在冷凝器中完成；

在节流阀中完成；

在冷藏库（蒸发

器）中完成。

3． 对于理想气体，试说明它的热力学能和焓都是温度的单值函数。

【答案】根据理想气体模型，热力学能是气体分子热运能量（无内位能），故热力学能是温度的单值函数。

因为

所以焓也是温度的单值函数。

4． 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。

（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。

5． —个门窗敞开的房间，若室内空气的压力不变而温度升高了，问室内空气的总热力学能怎样变化？比热力学能又怎样变化？

【答案】室内空气的总热力学能不变，比热力学能增加。

6． 什么是热力系统？热力系统可分为几类？

【答案】通常根据研究问题的需要，人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学研究对象，这种空间内的物质的总和称为热力学系统，简称系统或体系。可分为闭口系统和开口系统；简单系统、绝热系统和孤立系统；均匀系统和非均匀系统；单元系统和多元系统等。

7．

试证明在压缩比

【答案】

相同的情况下，活塞式内燃机定容加热理想循环与卡诺循环有相同的

热效率。这是否说明定容加热理想循环达到了卡诺循环的理想水平？为什么？

但不能说明定容加热理想循环已达卡诺循环水平，因为

温度区间 8． 境温度为在

到

）内，

将大大高于

远远高于

而在相同

三、计算题

的空气在定压下放热至图上。已知

【答案】在定压下放热至

放出热量的有效能为：

代入数据，得：

因为系统经过不可逆过程的做工能力损失等于环境热力学温度与孤立系统熵增的乘积，故：

代入数据，得：

另外，若把热量全部放给环境，有效能损失的多少即为放出热量中有效能的多少，这样，也

单位质量空气放出热量中的有效能（可用能）为多少？环

若将热量全部放给环境，则有效能损失为多少？将热量的有效能及有效能损失表示

可以求得：

在

图上，热量的有效能及有效能损失表示如图图中阴影部分所示。

图

9． 如图所示为某一燃气轮机装置，已知压气机进口处1空气的比焓空气温度升高，比焓增为

流速增加到

问:（1）若空气流量为（2）若燃料的发热值

（4）燃气轮机的功率为多少kW? （5）燃气轮机装置的总功率为多少

kW?

在截面2处空气和燃料的混合物以

燃烧室，在定压燃烧过程中，

工质吸入热量

叶片中热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度

经绝热压缩后，

的速度进入

燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态

此燃气进入燃气轮机动叶片，推动转轮回转做功。若燃气在动压气机消耗的功率为多少kW?

燃料的消耗量为多少kg/s?

（3）燃气在喷管出口处的流速是多少m/s?

图

【答案】（1）取压气机为开系，绝热压缩过程

。忽略宏观动能差和重力势能差的影响，

由稳定能量方程式，可得：压气机消耗的功率为：

或

可见，压气机中所消耗的轴功增加了气体的焓值。