2017年宁波大学工程热力学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 饱和湿蒸气与饱和湿空气。
【答案】湿蒸气是一种化学成分构成的，而饱和湿空气是空气和水蒸气多种化学成分构成的；饱和湿蒸气是饱和液体（水）和干饱和蒸汽的混合物，其中水和蒸汽都是饱和的；饱和湿空气虽是干空气和水蒸气的混合物，其中水蒸气是饱和的，但空气远未达到饱和。
二、简答题
2． 压力为比体积为的某种气体被质量可忽略不计且无摩擦的活塞密封在垂直放置的气缸内，如图所示，现移去活塞上的重物，气缸内气体膨胀，待气体达新的平衡状态，活塞上升高度L 。为求气缸内气体 作的功，有人计算如下：
对不对? 为什么？
图
【答案】本题中气体膨胀过程是在有限压差下进行的，虽然气体最终重又达到平衡状态，但在这两个平衡态之间 经历的状态无法描述，因此用计算过程功是错误的。考虑到气体膨胀的后果是体积增大，把活塞上推了 L ，过程中排斥大气，大气对活塞的作用力是
该力被移动了距离L ，所以功为这个功只可能是由气体作出。虽然结果一样，但两个解题过程基于的概念不一样，前者是错误的。
3． 试述准静态过程与可逆过程的区别。
【答案】（1）定义不同。准静态过程是一系列平衡态所组成的过程；可逆过程是如果系统完成某一热力过程后，再沿原路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化的过程。
（2）要求条件不同。可逆过程要求系统与外界随时保持力平衡和热平衡，且不存在任何耗散
损失，在过程中没有任何能量的不可逆损失；准静态过程的条件仅限于系统内部的力平衡和热平衡，在进行中系统与外界可以有不平衡势差，也可能有耗散现象发生，只要系统内部能及时恢复平衡，其状态变化还是准静态的。
（3）可逆过程是针对过程中所引起的外部效果而言的，准静态过程是针对系统内部状态变化而言的。
（4）可逆过程一定是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。
（5）实际过程总是在温差、压差作用下变化的，实际过程是偏离可逆过程的准静态。
相同点：对于热力系统而言，两个过程都是由一系列平衡态所组成的，在
曲线表示，都可用确定的状态参数变化描述过程。
4． 某空气循环由下列三个可逆过程组成：由状态1
压缩升压到
画在图和
【答案】画出图上。 图和图如图所示。
图上都能用连续经等温接着经定压过程膨胀至状态3, 然后等容降压到状态1。试将该循环示意性
图
5． 试说明绝热过程的过程功和技术功的计算式的适用条件。
【答案】根据普遍使用的热力学第一定律的第一表达式和第二表达式导出，在绝热时有q=0, 代入即可得到上两式，故上面的过程功与技术功的计算式与使用什么工质无关，与过程是否可逆也无关。
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． 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。
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：
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． 压力力为温度的蒸汽，经节流阀后，压力降为 再经喷管射入压 的大容器中，若喷管出口截面积
试求：（1）节流过程熵增及作功能力损失。
（2）应采用何种喷管？其出口截面上的流速及喷管质量流量是多少？
已知：各状态的参数如表所示。
表
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