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一、简答题

1． 写出熵和焓的定义式，理想气体定容过程焓的变化

【答案】熵的定义式：

2． 若热力学第一定律表达式写作

那么该式的使用条件是什么？为什么？

【答案】使用条件为准静态或可逆过程。因为只有在准静态或可逆过程时，系统膨胀功才等于

3． 压缩机压缩过程的多变指数„的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数„ 应增加还是减少？

【答案】

，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数„

应减少。

4． 试分析下列各热力过程是否为可逆过程，如不可逆，请说明理由，若不一定可逆，说明在什么条件下可逆。

（1）将热量从温度为

的热源缓慢传递给处于平衡状态的

的冰水混合物。

（2）通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程。

（3）在一绝热的气缸内进行无内、外摩擦的膨胀或压缩过程。 （4）

的水蒸气缓慢流入一绝热容器与

的液态水相混合。 缓慢加热到

（5）在一定容积的容器中，将定量工质从（2）不可逆。属功转热过程。

（3）不一定可逆，若过程为准静过程则可逆，否则不可逆。 （4）可逆。

（5）不一定可逆，若热源温度随时保持与工质相同，则可逆。

5． 试画出蒸气压缩式热泵下的

【答案】蒸气压缩式热泵下的

图，并用各状态点的焓表示出其制热系数。 图如图图所示： 焓的定义式：

理想气体定容过程焓的变化：

【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。

图

制热系数为：

6． 如图所示的气缸活塞系统，气缸内气体压力为p ，曲柄连杆对活塞的作用力F , 活塞与气缸摩擦力为

活塞的面积为A 。讨论气缸内气体进行准静态过程和可逆过程的条件。

【答案】

图

7． 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。

8． 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：

二、综合分析题

9． 设有一恒温

求：

（1）在不消耗其它动力的条件下，试设计出理想情况下，利用低温热源的热向高温热用户提

的低温余热源和一恒温为的高温热用户，已知环境的温度为

而且

供热量而 不违反热力学定律的一种方案。

与低温余热源放出

（2

）试推导出你设计的这种方案的热量利用率。热量利用率的定义为热量的比值。

（3）说明在理想情况下各种方案的热量利用率均相同。 【答案】如下为三种设计方案。

图

1

图

2

图 3

方案一：如图1所示，方案二：如图2所示，方案三：如图3所示，

在理想情况下，上述各种方案的热量利用率均相同证明效率。如图4所示，对任意可逆过程，没有作功能力损失，又与外界没有功的交换，过程前后系统

不变。