2018年中国科学技术大学核科学技术学院833热工基础之工程热力学考研核心题库
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2018年中国科学技术大学核科学技术学院833热工基础之工程热力学考研核心题库（一） . ... 2 2018年中国科学技术大学核科学技术学院833热工基础之工程热力学考研核心题库（二） . . 12 2018年中国科学技术大学核科学技术学院833热工基础之工程热力学考研核心题库（三） . . 22 2018年中国科学技术大学核科学技术学院833热工基础之工程热力学考研核心题库（四） . . 31 2018年中国科学技术大学核科学技术学院833热工基础之工程热力学考研核心题库（五） . . 41
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,
其温度相等，
2．
试确定
而
图上一组等容线簇比体积的大小。
所以
即
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。
图上一组等温线簇温度的大小和
【答案】如图所示，取等压过程1-2, 与等温线簇相交于1、2
。因
由于
所以
，
即等温线簇中右上方的等温线的温度高。
图
也可以从能量关系分析：过点2作等熵线，因等熵线比等温线陡，故与过点1的等温线相交于点3。考察过 程2-3, 过程中，q=0, 同时，因
得
即
由于
因q=0,
故
所以过程功为正。据热力学第一定律解析式
因此
但
所以过程1-2体
如图所示，取等熵线与等比体积线簇相交于1、2、3, 考察过程1-2-3,
显然
据热力学第一定律解析式
积功为正，由此可得
参照上述方法，
可导出
图上熵增大方向以及
图上等压线簇增大方向。
3． 水蒸气的朗肯循环，其放热过程为定温过程，吸热过程也有部分是等温的，而人们又常说定温吸热和定 温放热最为有利，可是为什么在大多数情况下蒸汽循环反较柴油机循环的热效率低？
【答案】卡诺循环的吸热过程和放热过程都是等温进行的，卡诺循环热效率也是最高的，但是并不代表等温吸热 和等温放热就一定有利，真正决定热效率的要看吸热量和放热量的多少。吸热越多、放热越少，则循环的热效率 就越尚。蒸汽循环与柴油机循环相比，在放热过程中，蒸汽动力循环工质的放热温度与环境介质的吸热温度温差较小，且工质保持定温，所以放热量小。而柴油机循环的放热过程接近定容，放热的终了，排气温度仍然高于环境的温 度，所以放热量较高。但是在吸热过程中，蒸汽动力循环吸热过程温度较低，而柴油机循环中采用吸热前压缩气 体，使气体的平均吸热温度提高，在吸热量上比起蒸汽循环要多得多。所以在大多数情况下，蒸汽动力循环反较 柴油机循环的热效率低。
4． 实际空气制冷循环不可逆损失主要来自哪里？如何减少？
【答案】（1）空气压缩式制冷是利用常温下将较高压力下的空气进行绝热膨胀将获得低温低压的空气这一原理获得所需的低温，其工作原理图如1所示
，
图如图2所示。
图 1 图 2
低温低压的空气在冷室的盘管中定压吸热升温后进入压缩机，被绝热压缩提高压力，同时温度也升高，然后 进入冷却器，被外界冷却水冷却到接近常温后再进入膨胀机。压缩空气在膨胀机内进行绝热膨胀，压力降低同时 温度也降低。将低温空气引入冷室的换热器，在换热器盘管内定压吸热，从而降低冷室的温度，空气吸热升温后又被吸入压缩机进行新的循环。
（2）实际空气压缩式制冷中，压缩机和膨胀机在压缩膨胀过程中由于机械运动或多或少总是存在摩擦，故存在摩擦损失；冷却器和蒸发器中放热和吸热过程也是在温差作用下进行的，故存在非平衡损失。
（3）要减少这些损失，只有通过尽量减小传热过程存在的温差和减小机械运动的摩擦来减少不可逆损失。 实际应用中，常采用回热等措施，减小压缩、膨胀中的不可逆损失。
5． 什么是制冷系数？试说明逆卡诺循环制冷系数的表达式。
【答案】制冷系数是指制冷过程中制冷量与实际耗功量的比值，
即
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如图所示，逆卡诺循环制冷系数的表达式为
：
图
6．
试在义。
【答案】如图所示。
图和
图上绘出理想混合加热循环图并说明压缩比、定容升压比及定压预胀比的定
图
压缩比：
定容升压比：
定压预胀比：
7． 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。
8． 如何确定多级压缩、级间冷却压气机的各级増压比？
【答案】设为m 级压气缩，级间冷却，
初压，p 为终压，则最佳增压比为：
二、计算题
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