2018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五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 试从热力学角度分析，空调器的制冷和制热的机理。
【答案】机理如图所示。
图
空调制冷、制热均利用热机的逆卡诺循环，外界对热机作功，从低温热源吸热，向高温热源放热。
制冷时，室内作为高温热源，热量被吸走，降温，达到制冷目的；制热时，室内作为低温热源，吸收热量，升温，达到制热目的。
2． 在绝热良好的房间内，有一台设备完好的冰箱在工作，在炎热的夏天打开冰箱，人会感到凉爽，问室内温度是否会越来越低? 请用热力学原理加以解释。
【答案】一开始，人会感到凉爽，这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内，而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能，故空气温度降低，人感到凉爽。
随着时间的进行，冰箱输入功率转化的热越来越多地进入房间空气中，空气的温度逐步回升。这样，房间内 的温度不会越来越低。
3． 压缩机压缩过程的多变指数„的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数„ 应增加还是减少？
【答案】
，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数„
应减少。
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】
是状态量
；
是过程量。
5． 两个质量和比热（cm ）相同，
温度分别为
衡的过程是 一个不可逆过程。
【答案】该热交换过程如图所示。
和的固体进行热交换，请推导说明达到热平
图
如果此系统熵增大于零，则过程不可逆。 直接传热，则平衡温度，有
所以过程不可逆。
6． 如图所示，
分别为
图上的圆周上的四个点，是比较
与
的大小。
图
【答案】由热力学第一定律可知
，因为热力学能又根据
图，
有
是状态参数，只和状态有关，所以
：
所以有
：
7． 热量和功有什么相同的特征？两者的区别是什么？
【答案】热量和功是能量的不同表现形式，都是与过程有关的量。其单位是相同的。区别在于表现形式的不同。
8． 试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。
【答案】开口系统能量方程的一般表达式为：
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式中
，
为开口系与外界交换的热量；
为开口系控制容积内的储存能的变化量
；
为进口处工质的焓
为出口处时工质的焓值、动能及位能；
值、动能及位能；
为开口系何外界输出的轴功。
二、计算题
9． 氧气的平均比定压热容表如表所示，求1kg 氧气定压下从
表
加热到
所吸收的热量。
【答案】因为定压比热容是分段不等的，
则
10．
一个装有内能减少了
工质的闭口系统经历了如下过程
：
系统向外界传热并且在过程中整个系统被举高了
其中：
因此
，系统动能的变化为：
11．压力为
最后等温膨胀到初压
lbar 。
试问:（1）该循环是正循环还是逆循环？ （2）循环的热效率来制冷系数为多少？ （3）此循环在
图和
图上表示？
【答案】（1）该循环式逆循环。 （2）1-2绝热压缩，知压缩后体积为：
的空气被可逆绝热压缩到
然后定压放热到初温外界对系统做功
比
试确定过程中系统动能的变化。
【答案】闭口系统的能量方程为
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