2018年河南理工大学安全科学与工程学院863工程热力学考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个？写出其定义式。
【答案】
2．
试证明在压缩比
【答案】
相同的情况下，活塞式内燃机定容加热理想循环与卡诺循环有相同的
热效率。这是否说明定容加热理想循环达到了卡诺循环的理想水平？为什么？
但不能说明定容加热理想循环已达卡诺循环水平，
因为
温度区间到）内，
将大大高于
3． 试述孤立系统的熵増原理？什么是补偿过程？
【答案】孤立系熵增原理是指，膨胀系统总熵减少的过程都不可能发生，理想情况也只能实 现总熵不变。可逆实际上也是难以实现的，所以实际的过程总是朝着使系统总熵増大的方向进行。
补偿过程指，如果某一过程的进行会导致孤立系中各物体的熵同时减少或各有增减，但其总熵减小，则这种过程不可单独进行，除非外界的熵减过程作为补偿，使孤立系统熵增大，至少保持不变。
远远高于
而在相同
二、计算题
4． —封闭的气缸如图所示，有一无摩擦的绝热活寨位于中间，两边分别充满氧气和氮气，初态均为
若气缸总容积为
及
溶器体积忽略不计，缸体及氧气外侧是绝热
试求所需热量及终
氮气
的，仅在氧气一侧外端面上可以变换热量。现向氧气加热使其压力升高到态温度，并将过程表示在
图上。已知氧气
图
【答案】因为氮气进行的是缓慢的无摩擦的绝热过程，所以它经历的是定熵过程，而氧气经历的是一般的吸热膨胀多变过程
氮气经历了一绝热压缩过程，终压为
：
由绝热过程方程
可知：
此时氧气的体积为：
又有
则:
解得：
同理可求得氮气的终温
为：
取氧气和氮气为闭口系，则有能量方程
：其中氮气和氧气的质量分别为：
其中
则所需的加热量为：
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可解得吸收的热量为：
（3
）将过程表示在
及
图上，如图所示。
图
5． 证明：
压气机在两级压缩中间冷却，且中间压力为力，
为气体压缩终了压力），压气机的耗功最小。 【答案】两级压缩所需总轴功：
设
则
得：
时（其中
为气体压缩前的压
令，得：
上式表明当两级升压比相等对，压力机的耗功最小。
三、综合分析题
6． 范德瓦尔气体向真空自由膨胀，其体积增加一倍，若气体的初态为试求气体的熵变。
【答案】范德瓦尔气体状态方程
比热容为常数，
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