2017年宁波大学工程热力学考研复试核心题库
● 摘要
一、名词解释
1． 自由能与自由焓。
【答案】
称为自由能，它是定温-定容系统的内能中可用于做功的部分；
G=H-TS称为自由焓，它是定温-定压系统的焓中可用于做功的部分。
二、简答题
2． 采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa 的空气压缩至2.5MPa , 中间压力为多少时耗功最小？
【答案】当两级的增压比相等时，耗功量达到最小值。最小值为：
3． 在绝热良好的房间内，有一台设备完好的冰箱在工作，在炎热的夏天打开冰箱，人会感到凉爽，问室内温度是否会越来越低? 请用热力学原理加以解释。
【答案】一开始，人会感到凉爽，这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内，而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能，故空气温度降低，人感到凉爽。
随着时间的进行，冰箱输入功率转化的热越来越多地进入房间空气中，空气的温度逐步回升。这样，房间内 的温度不会越来越低。
4． 有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，问采用多级压缩有何好处？
【答案】采用多级压缩，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。另外，采用多级压缩可以采用中间冷却措施，使高压级的压缩终温不会很高，少耗功。
5． 简述克劳修斯是如何在卡诺定理的基础上推导参数熵的？克劳修斯不等式如何表达？
【答案】任意工质进行的一个任意可逆循环，用一组可逆热线将它分割成无穷多个微元循环，这些绝热线无限接近，认为组成无穷多个微卡诺循环，如图所示。
图
分析循环，热效率为：
即
取代数值为负，对两边同时积分得：
即：
过程
与
组成可逆循环
因此，可得：
此即为克劳修斯等式。
依据卡诺定理，在两个不同温度恒温热源间工作的不可逆热机效率小于可逆热机效率，即:
由于可逆热机效率
于是
则
若考虑
和
为代数值，则可写成：
所有微元循环加起来，考虑到不可逆循环过程，工质与热源温度有可能不等，
上面推导中的是热源温度，用表示，因而得到：
联立式
邵可得到克劳修斯积分不等式：
6． 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。
7． 试分析与比较湿空气露点温度、干球温度、湿球温度的大小。
【答案】对未饱和空气，干球温度>湿球温度>露点温度。从湿球温度的形成可知，虽然总压力保持不变，由于空气含湿量的增加，水蒸气的分压力是不断增加的，因而通常湿球温度高于露
点温度，同时由于蒸发的冷却作用，湿球温度低于干球温度对于饱和湿空气，三者温度都相同。
三、计算题
8． 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
使其温度升至
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
【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：
（3）制冷系数为：
（4）相同温度范围内逆卡诺循环的制冷系数为：
图