2017年湖南工业大学土木工程学院949工程热力学(加试)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 定容比热与容积比热。
【答案】二者计量的基础单位相同，容积比热是以单位体积（容积是以单位质量（kg ） 来计算，而且比容是不变的。
）来计算；而定容比热
二、简答题
2． 什么是可逆过程？经历一个不可逆过程后，系统是否还能恢复原来的状态？为什么？
【答案】若系统在完成某一过程后，能够沿着该路径逆行而使系统及外界都回复到原来的状态，没有其他任何变化，则称此过程为可逆过程，否则则为不可逆过程。经历一个不可逆过程后，系统是能够恢复到原来的状态的。所谓不可逆过程，是指完成一个过程后，系统和外界不可能同时恢复到原来的状态，所以只有系统本身恢复到原来的状态是可能的，只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复到原来的状态。 3． 系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，能否判断该过程一定放出热量，为什么？
【答案】如果认为系统是闭口系，由如果认为系统是开口系，据题意有：
假设绝热，只要
4． 试述下列各项中两个概念之间的区别：
（1）闭口系统和孤立系统。 （2）绝热过程和定熵过程。 （3）可逆循环和逆向循环。
【答案】（1）闭口系是指系统与外界没有物质交换；而孤立系统是指系统与外界之间既无物质交换也无能量交换的系统。
（2）绝热过程指过程中，系统与外届没有热量交换；而定熵过程是指过程中系统的熵不变。可逆的绝热过程一定是定熵过程，但不可逆的绝热过程不是定熵过程。
（3）可逆过程是指系统经过一个过程后，可以使得系统和外界同时恢复到初始状态，而不引起变化的过程，而逆向过程是指过程的方向在图或图上是逆时针。
5． 如何确定多级压缩、级间冷却压气机的各级増压比？
【答案】设为m 级压气缩，级间冷却，
初压，p 为终压，则最佳增压比为：
必定放热。
6． 水蒸气的朗肯循环，其放热过程为定温过程，吸热过程也有部分是等温的，而人们又常说定温吸热和定 温放热最为有利，可是为什么在大多数情况下蒸汽循环反较柴油机循环的热效率低？
【答案】卡诺循环的吸热过程和放热过程都是等温进行的，卡诺循环热效率也是最高的，但是并不代表等温吸热 和等温放热就一定有利，真正决定热效率的要看吸热量和放热量的多少。吸热越多、放热越少，则循环的热效率 就越尚。蒸汽循环与柴油机循环相比，在放热过程中，蒸汽动力循环工质的放热温度与环境介质的吸热温度温差较小，且工质保持定温，所以放热量小。而柴油机循环的放热过程接近定容，放热的终了，排气温度仍然高于环境的温 度，所以放热量较高。但是在吸热过程中，蒸汽动力循环吸热过程温度较低，而柴油机循环中采用吸热前压缩气 体，使气体的平均吸热温度提高，在吸热量上比起蒸汽循环要多得多。所以在大多数情况下，蒸汽动力循环反较 柴油机循环的热效率低。
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． 对理想气体多变过程，试推导下列计算式（必须给出推导过程）。假设比热容与温度无关。
（1）初终状态基本状态参数间的关系。 （2）内能变化量。 （3）焓的变化量。
（4）熵的变化量（三个计算式）。 （5）过程功。 （6）技术功。 （7）过程热量。 （8）多变过程的比热。 【答案】设状态1:
（1
）依据理想气体状态方程
状态2:
可知，初终状态基本状态参数间的关系为：
（2）内能变化量为：
（3）焓的变化量为：
（4）熵的变化量为：
（5）过程功为：
（6）技术功为：
（7）过程热量：
因为
且
所以
代入后可得过程热量为：
（8）由（3）可知过程比热容为：
9． —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：