2018年山东科技大学机械电子工程学院821工程热力学考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1．
三块相同的金属块被加热到温度
环境中缓慢冷却到
再被冷却到环境温度
其熵变为
其熵变为
第一块迅速被冷却到环境温度
试说明这三个过程
其熵变为的大小关系。
第二块在
第三块先与温度为
的热源接触，达到平衡后
【答案】熵是状态量，熵变与过程无关
，
2． 写出下列计算式的适用条件
：
【答案】①式的适用条件是理想气体的任意过程，或者实际气体的定容过程；②式的适用条件是任意工质的可逆过程。
3． 如图所示设备称为收缩喷管，
是一种使气流速度增大的设备。压力为于音速
的速度
根据质量守恒原理
略不计。若取喷管为系统，问是什么系统？
温度为的气流以低
流入喷管，在喷管内膨胀，压力和温度下降，流速升高，
流出喷管。所
此外可以认为气流流经喷管时散热可忽
图
【答案】开口绝热系。
二、计算题
4． —压气机，要求将温度为295K 的空气从0.1MPa 压缩到0.6MPa 。则此压气机的压比为多少？如果采用 单级压缩，压缩过程为可逆绝热，问压缩每kg 空气需要耗功多少？如果采用两级压缩，级间最大程度冷却时， 最有利的中间压力为多少？压缩功又为多少？
【答案】
此压气机压比为绝热指数为：
采用单级压缩，因可逆绝热过程，可求得压缩终了气体的温度为：
消耗的功为：
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采用中间冷却，最大可冷却到295K 。最有利的中间压力为：
该点冷却前温度为：
则耗功：
5． 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
三、综合分析题
6． 某换热器，用开时为
其平均比热
冷水冷却热油，水进口温度为
的热油进口温度为
离
假设忽略换热器热损失及压降，（1）求换热过程的
熵产；（2）利用冷却热油过程运行一热机，问可得最大功率是多少？
【答案】（1）由能量守恒
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取换热器为控制体积，则
因忽略换热器热损失
，
所以
（2）为得最大功率
，须所有过程可逆并使冷源温度取环境介质温度
，
由题意
7． 在恒容弹式量热计中
，测得某液态烃在
表示。假定该燃料在内燃机内用下进入内燃机，离开时废气的温度
燃料燃烧需从冷却水套中移除多少热量？ 【答案】在弹式量热计中进行的基准反应为
为方便计算，取
由题给
所以
即
的
可分解为
所以内燃机中进行反应的
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，共
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时的燃烧热为
如果
该烃的组成可用式
试问
的过量空气可以完全燃烧，
空气与燃料混合物在
燃料燃烧时内燃机可做功
则燃料相对分子质量
因反应在定容下进行，忽略液体容积
而由反应式得
在内燃机中进行的反应为