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一、名词解释

1． 比热容。

【答案】指单位质量的物体温度变化1时所吸收的热量。

二、简答题

2． 在温度为的环境中，质量热升温至环境温度损失大小。

【答案】过程的

图如图所示。

试在

温度为

的冰

自周围环境吸热融化为水，再继续吸

图上示出此过程造成的环境熵变、冰及水的熵变、熵产量和可用能

图

图中，1-2水平线段为冰吸热融解的过程；2-3曲线为水吸热升温的过程；4-5水平线段为环境大气的放热过程。

图中

表示环境的熵减量；

表示冰、水的熵增量；

表示过程造成的熵产量；带有阴影

线的部分表示过程造成的可用能损失的大小。

3． 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？

【答案】不可以。因空气的绝热节流系数几乎为0, 因而采用节流阀不可能有显著的膨胀降温效果，即不能制冷。

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】

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是状态量；是过程量。

5． 多股气流汇合成一股气流称为合流。混合气流的熵值是否等于各股支流熵值之和？为什么？应该怎样计算？

【答案】因合流过程常伴有熵产，故混合气流的熵值一般不等于各股支流熵值之和。应该根据混合后气流的具体状态参数进行计算。

6． —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。

7． 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。

三、计算题

8． 如图所示，有一直立放置的气缸，在活塞和重物的重量作用下，气缸中氮气的压力为温度为

容积为

现突然从活塞上拿去一块重物，使活塞对气体的作用力降为

气

体发生膨胀推动活塞上升。设比热容为定值，膨胀过程中气体和外界的热交换可以忽略不计，试求当活塞和气体重新达到力平衡时气体的温度及气体所作的膨胀功。氮气的气体常数为

热容比为

图

【答案】以气缸中氮气为研宄对象，其状态方程为：对于绝热膨胀过程，其状态参数满足

由此可得：

因此，当活塞和气体重新达到力平衡时气体的温度为：

在膨胀过程中，容积变为：

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因此，当活塞和气体重新达到力平衡时气体所作的膨胀功为：

9． 空气压缩制冷装置的空压机，吸入来自低温室的空气，吸气压力压缩机中被绝热压缩至使其温度升至

温度

在然后进

后进入冷却器，在其中定压冷却，温度降低至

入膨胀机在其中绝热膨胀至初始压力而进入低温室，空气在低温室中定压吸取被冷却物体的热量

再被吸入压缩机。

求:（1）空气进入低温室时的温度。 （2）循环的理论功。 （3）装置的制冷系数。

（4）相同温度范围内逆卡诺循环的制冷系数。 已知空气的

图

【答案】如图所示，3-4为绝热膨胀。 依题意可知：

所以空气进入低温室时的温度为：

（2）同理可求得：各过程的热量交换大小为： 2-3过程：4-1过程：循环的理论功为：

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