2018年华北电力大学(北京)可再生能源学院824工程热力学考研强化五套模拟题
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一、简答题
1．
有一发动机工作于
该发动机能否实现？
【答案】
故不可能实现。
温度为的气流以低
的高温热源及
的低温热源之间，吸热1000kJ 而作功700kJ 。问
2． 如图所示设备称为收缩喷管，
是一种使气流速度增大的设备。压力为于音速
的速度
根据质量守恒原理
略不计。若取喷管为系统，问是什么系统？
流入喷管，在喷管内膨胀，压力和温度下降，流速升高，
流出喷管。所
此外可以认为气流流经喷管时散热可忽
图
【答案】开口绝热系。
3． 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。
4． 试从热力学角度分析，空调器的制冷和制热的机理。
【答案】机理如图所示。
图
空调制冷、制热均利用热机的逆卡诺循环，外界对热机作功，从低温热源吸热，向高温热源放热。
制冷时，室内作为高温热源，热量被吸走，降温，达到制冷目的；制热时，室内作为低温热源，吸收热量，升温，达到制热目的。
二、填空题
5．
热机循环热效率
【答案】所有；卡诺 6．
空气的平均分子量为
定容比热为_____
【答案】287; 718
7． 一活塞式内燃机的理想循环，
若活塞在下止点位置时气缸容积为内容积为
【答案】
提高
活塞在上止点位置时气缸
定压比热
则空气的气体常数为_____
其
适用于_____热机，而
适用于_____热机。
那么此循环的压缩比为_____。循环效率随压缩比的提高呈现_____的趋势。
三、计算题
8． 10kg 空气，初态为
【答案】
依题意可知
所以有
：
其中
定压放热过程2-3
满足热力学第一定律解得终温
：
系统的熵变为：
外界环境的熵増为：
定容放热到后，再定压放热试求空
气
空气内能、焓、熵的变化量以及环境的熵变量。已知环
境
取空气的闭口系，则定容放热过程1-2
满足热力学第一定律
其中
空气内能和焓的变化分别为：
则有：
则有：
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：
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：