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一、简答题

1． 压力为

比体积为的某种气体被质量可忽略不计且无摩擦的活塞密封在垂直放置的气缸

内，如图所示，现移去活塞上的重物，气缸内气体膨胀，待气体达新的平衡状态，活塞上升高度L 。为求气缸内气体 作的功，有人计算如下：

对不对? 为什么？

图

【答案】本题中气体膨胀过程是在有限压差下进行的，虽然气体最终重又达到平衡状态，但在这两个平衡态之间 经历的状态无法描述，因此用

计算过程功是错误的。考虑到气

体膨胀的后果是体积增大，把活塞上推了 L ，过程中排斥大气，大气对活塞的作用力是该力被移动了距离L ，所以功为

这个功只可能是由气体作出。虽

然结果一样，但两个解题过程基于的概念不一样，前者是错误的。

2． 画出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。

【答案】蒸汽压缩制冷系统的

图如图所示。

图

其中，器）中完成。

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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

3． 试述孤立系统的熵増原理？什么是补偿过程？

【答案】孤立系熵增原理是指，膨胀系统总熵减少的过程都不可能发生，理想情况也只能实 现总熵不变。可逆实际上也是难以实现的，所以实际的过程总是朝着使系统总熵増大的方向进行。

补偿过程指，如果某一过程的进行会导致孤立系中各物体的熵同时减少或各有增减，但其总熵减小，则这种过程不可单独进行，除非外界的熵减过程作为补偿，使孤立系统熵增大，至少保持不变。

4． 在热力学能、焓、熵、功和热量这些参数中，哪些量是状态量？哪些量是过程量？

【答案】

5．

迈耶公式蒸气？

【答案】

因为迈耶公式

的推导中应用了理想气体的性质，所以迈耶公式一般适用

于理想气体，故不适用于动力工程中的高压水蒸气。

另外，地球大气压力较低，大气中的水蒸气的分压力更低一些，所以可将大气视为理想气体混合物，故迈耶公式可以适用于大气中的水蒸气。

6． 朗肯循环采用回热的基本原理是什么？

【答案】基本原理是提高卡诺循环的平均吸热温度来提高热效率。

7． 试述准静态过程与可逆过程的区别。

【答案】（1）定义不同。准静态过程是一系列平衡态所组成的过程；可逆过程是如果系统完成某一热力过程后，再沿原路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化的过程。

（2）要求条件不同。可逆过程要求系统与外界随时保持力平衡和热平衡，且不存在任何耗散损失，在过程中没有任何能量的不可逆损失；准静态过程的条件仅限于系统内部的力平衡和热平衡，在进行中系统与外界可以有不平衡势差，也可能有耗散现象发生，只要系统内部能及时恢复平衡，其状态变化还是准静态的。

（3）可逆过程是针对过程中所引起的外部效果而言的，准静态过程是针对系统内部状态变化而言的。

（4）可逆过程一定是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。

（5）实际过程总是在温差、压差作用下变化的，实际过程是偏离可逆过程的准静态。 相同点：对于热力系统而言，两个过程都是由一系列平衡态所组成的，在

图上都能用连续

曲线表示，都可用确定的状态参数变化描述过程。

8． 有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，问采用多级压缩有何好处？

【答案】采用多级压缩，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。

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是状态量；是过程量。

是否适用于动力工程中应用的高压水蒸气？是否适用于地球大气中的水

另外，采用多级压缩可以采用中间冷却措施，使高压级的压缩终温不会很高，少耗功。

二、综合分析题

9． 某蒸汽动力装置锅炉产汽量为蒸汽在汽轮机内绝热膨胀至使河水温度升高不超过

输出蒸汽的参数为

冷凝器运行温度

的河水，为

时，抽出部分蒸汽送入给水加热器，与从冷凝器送来的水等压河水流量至少应为多少？

混合，形成饱和水输出加热器（图）。在冷凝器中用作冷却水源的是平均温度为

图

【答案】由600 kPa 时

时

因

所以

抽汽量

循环放热率

最小水流量

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时，由图表得

及

查图表得