2018年中国科学技术大学工程科学学院833热工基础考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1．
已知房间内湿空气的
【答案】
沿温度值为
温度，试用
图定性的确定湿空气状态。
交于一点a , 从a 点沿等焓线与温度
的温度线，
与相对湿度线
值为？的温度线交于一点h 6点的室内空气状态参数，如图所示。
图
2． 若封闭气缸内的湿空气定压升温，问湿空气的
如何变化？
【答案】若封闭气缸中的湿空气定压升温，则混合气体中的水蒸气的温度也升高，对应的饱和压力也一起升高，但是由于混合气体的压力一定，所以水蒸气的质量和分压不变，因此，湿空
气的焓
升高，
相对湿度
由于
不变和
增大而下降，
含湿量
由于混合气体的成
分未改变而不变。
3． 试说明绝热过程的过程功和技术功
的计算式的适用条件。
和第二表达式
导
【答案】
根据普遍使用的热力学第一定律的第一表达式
关，与过程是否可逆也无关。
4．
均质等截面的直杆夹持在分别维持恒温
和
不改变，
杆子任意截面的温度
出，在绝热时有q=0, 代入即可得到上两式，故上面的过程功与技术功的计算式与使用什么工质无
和的两物体之间（图）。经验告诉我们，只要
也不随时间改变而保持恒定。试问杆子是否处于平衡状态？
图
【答案】杆子仅是处于稳定状态而非平衡状态。因为杆子各截面温度维持恒定是在外界（温度为
和
的两个物体）的作用下才成立的，
如果撤除
和
的两个物体，杆子各截面将逐渐趋
于均匀一致，所以杆子是处于稳 定状态而非平衡状态。由此可得，平衡必稳定；稳定未必平衡。
5． 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。
6． —个门窗敞开的房间，若室内空气的压力不变而温度升高了，问室内空气的总热力学能怎样变化？比热力学能又怎样变化？
【答案】室内空气的总热力学能不变，比热力学能增加。
7． 为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？
【答案】在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是降压性温，所以呈现节流冷效应。
8． 理想气体进行定温膨胀时，可从单一恒温热源吸入的热量，将之全部转变为功对外输出，是否与热力学第二定律的开尔文叙述有矛盾？
【答案】热力学第二定律的开尔文叙述为：不可能从单一热源吸热，并使之完全变为有用功而不引起其它变化。在理想气体定温膨胀的过程中，因为热力学能不变，故可以将其从单一恒温热源吸入的热量全部转变为功对外输出，但是在这个过程中，工质的状态发生了变化，所以并不违反热力学第二定律的开尔文叙述。虽然表面上看来是热源的热量全部转变为了功，但是输出的
功实际上是由热源的热量中的可用部分和工质中
的减少量两部分组成的。
二、计算题
9． 某燃气轮机装置循环为Brayton 循环，即定压加热循环。压气机进口参数
为
压气机増压比
为
试求:（1）循环各点的温度和压力。 （2）循环的加热量、放热量和净功。 （3）循环的热效率。 （4）循环的最佳增压比。
（5）最佳增压比下的循环净功和热效率。 【答案】循环示意图如图所示。
燃气机进口燃气温
度取空气
的
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图
（1）依题意可知，
过程
为等熵过程，则有：
过程过程
等压程
，则有：等熵程，则有：
（2
）各个过程的加热量或放热量分别为：
则循环净功为：
（3）循环的热效率为：（4）循环的最佳增压比为
：（5）最佳増压比下的循环净功为
：热效率为：
10．某汽缸中盛有气体，首先经历一不可逆过程，从温度为能增加
交换，已知热源经历上述两个过程后熵变化
求：（1）第一不可逆过程中气体对外所做的功。
（2）第二可逆过程中气体与热源交换的热量，气体所完成的功量。 【答案】（1）依据闭口系热力学第一定律气体对外所做的功为：
的热源中吸取
的热量，其内热源发生热
然后再经过一可逆过程，使气体恢复到初态，该过程中只有气体与
其中，所以