2016年西南石油大学石油与天然气工程学院流体力学综合I(工程热力学与传热学)之工程热力学考研复试题库
● 摘要
一、简答题
1． 测定绝热节流系数的焦耳——汤姆逊实验是如何进行的？如何球的绝热截留系数？
【答案】任意选定一种实际气体，使其通过装有多空塞的管道，令高压端的压力和温度稳定
在和相应
的
而在低压端，调节阀门开度，通过改变流量得到不同的压力
然后将这些点画
在
图上，得
到
并且得到
因
为
所有这些点画成一条曲线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验，即
可得到一系列的等焓线，图中等焓线上任一点的斜率
即为
2． 未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？
【答案】干球温度降低，湿球温度不变，露点温度不变。
3． 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。
4． 试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。
【答案】开口系统能量方程的一般表达式为：
式中
，
为开口系与外界交换的热量
；
为开口系控制容积内的储存能的变化量
；
为进口处工质的焓
为出口处时工质的焓值、动能及位能；
值、动能及位能；
为开口系何外界输出的轴功。
5． 试验证下列热力学关系式哪一个正确？
【答案】根据理想气体状态方程可得：
可见，（1）式正确。
6． 如图所示，
分别为
图上的圆周上的四个点，是比较
与
的大小。
可知，
代入题中两式，
图
【答案】由热力学第一定律可知，因为热力学能又根据
图，有
是状态参数，只和状态有关，所以：
所以有：
7． 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？
【答案】不可以。因空气的绝热节流系数几乎为0, 因而采用节流阀不可能有显著的膨胀降温效果，即不能制冷。
8． 闭口系统从温度为300K 的热源中取热500kJ ，系统熵增加20kJ/K，问这一过程能否实现，为什么
【答案】能实现。对于可逆过程的熵有：增为：
则系统从热源取热时的可能达到的最小熵
因此该过程可以实现。
二、综合分析题
9． 刚性绝热的气缸由透热、与缸体无摩擦的活塞分成A 、B 两部分（图），初始时活塞被销钉卡住，A 、 B 两部分的容积各为计算终态压力和温度。
【答案】取全部气体为系统。A 、B 中气体质量
分别存储有200 kPa、300 K和1 MPa、1000 K的空气。拔去
且空气的比热容可取定值，
销钉，活塞自由移动，最终达到新平衡态。若空气的热力学能
图
能量方程
10．气缸活塞系统内空气经历卡诺循环（图）, 循环的最低温度
循环热效率为
分别
以定比热容和变比热容计算循环的最高温度及等熵膨胀过程的功和体积比。
图
【答案】空气的比热容为定值