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一、简答题

1． 写出熵和焓的定义式，

理想气体定容过程焓的变化

【答案】熵的定义式

：

2． 多变过程是否概括了所有热力过程？

【答案】

多变过程是指状态变化规律符合

的过程，每个特定的多变过程具有一个

不变的指数n ，即多变指数。显然，还存在不一定满足上述规律的热力过程。

3． 理想气体进行定温膨胀时，可从单一恒温热源吸入的热量，将之全部转变为功对外输出，是否与热力学第二定律的开尔文叙述有矛盾？

【答案】热力学第二定律的开尔文叙述为：不可能从单一热源吸热，并使之完全变为有用功而不引起其它变化。在理想气体定温膨胀的过程中，因为热力学能不变，故可以将其从单一恒温热源吸入的热量全部转变为功对外输出，但是在这个过程中，工质的状态发生了变化，所以并不违反热力学第二定律的开尔文叙述。虽然表面上看来是热源的热量全部转变为了功，但是输出的

功实际上是由热源的热量中的可用部分和工质中

的减少量两部分组成的。

焓的定义式

：

理想气体定容过程焓的变化：

二、计算题

4． 10kg 空气，初态为

【答案】

依题意可知

所以有

：

其中

定压放热过程2-3

满足热力学第一定律解得终温

：

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定容放热到后，再定压放热试求空

气

空气内能、焓、熵的变化量以及环境的熵变量。已知环

境

取空气的闭口系，则定容放热过程1-2

满足热力学第一定律

其中

空气内能和焓的变化分别为：

则有：

则有：

系统的熵变为：

外界环境的熵増为：

5．

已知朗肯循环新蒸汽压力

图进行讨论。

饱和水蒸汽的热力性质如表1所示。

表

1

汽轮机排气压力为忽略栗

功，试求循环吸热量、作功量和热效率。

若提高循环初参数将给循环带来什么影响？试结合

过热水蒸汽的热力性质如表2所示。

表

2

【答案】

由表可知

程绝热膨胀 过程，所以有

：

画出图如图1所示。因为1-2过

图1

又因为干度

所以有：

循环吸热量为：

对外做功量为：

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做功效率为：

若提高参数

图如图2所示，

图2

在相同的初温和背压下，使热效率增大。因为初压提高循环的平均温差增大，所以热效率提高。

缺点：①设备的强度问题；②干度迅速降低，水分增加，使冷转机内即效率降低，至发生侵蚀，危险震动等。

三、综合分析题

6． 冷却塔是一种节水设备，其工作原理是利用未饱和湿空气与工艺热水进行热质交换，使热水冷却而循环使用，

达到节水的目的。若从塔底进入的湿空气温度为

出的是

的饱和湿空气，求：为使

的热水从

降至

又，是否可能使热水降温到进塔空气的湿球温度？

【答案】查水和水蒸气热力性质表，可得

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相对湿度为塔顶排

需要送入的空气量及蒸发的水量。