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一、简答题

1． 写出下列计算式的适用条件：

【答案】①式的适用条件是理想气体的任意过程，或者实际气体的定容过程；②式的适用条件是任意工质的可逆过程。

2． 绝热活塞把一个刚性绝热容器分成A 和B 两部分（图），分别有某种气体，B 侧设有电加热丝。活塞 在容器内可自由移动，但两部分气体不能相互渗透。合上电闸，B 侧气体缓缓膨胀。问：，（1）取A 侧气体为系 统，是什么系统；（2）取A 侧和B 侧全部气体为系统（不包括电热丝）是什么系统；（3）取A 侧和B 侧全部 气体和电热丝为系统，是什么系统；（4）取图中虚线内为系统，是什么系统？

图

【答案】（1）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换功； （2）闭口系，系统与电热丝交换热量；

（3）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换电能，没有热量越过边界； （4）孤立系。

3． 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。

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【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。

（5）不一定可逆，若热源温度随时保持与工质相同，则可逆。

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。

5． 写出常用的计算工质内能、焓、熵变化的热力学一般关系式？

【答案】内能的表达式为

：焓的表达式为：熵的表达式为：

6．

试证明在压缩比

【答案】

相同的情况下，活塞式内燃机定容加热理想循环与卡诺循环有相同的

或

热效率。这是否说明定容加热理想循环达到了卡诺循环的理想水平？为什么？

但不能说明定容加热理想循环已达卡诺循环水平，因为

远远高于

而在相同

温度区间到）内，将大大高于

7． 理想气体的Cl^Bcv为温度的单值函数。试问对确定的一种理想气体而言，温度的关系如何？用数学表达式说明。

【答案】（1）（2）

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及与

对于确定的一种理想气体，为定值。所以

因为

是温度的单值函数，所以

与温度无关。 是温度的单值函数。

8． 供暖使室内温度升高，室内空气的总内能是否增加？为什么？

【答案】不增加。因一般情况下，空气可视为理想气体，温度变化不大，比热近似为常数。其比内能

状态变化

故室内空气的总内能的变化为：

而供暖过程中，室内的容积不变，压力与大气压一致也不变，所以

不变，故

二、综合分析题

9． 空气初态为

相同，

各级多变指数均为缩空气

求：

压气机耗功及排气温度是多少？

经三级压缩，压力达到

设空气进入各级气缸时温度

各级中间压力按压气机耗功最小原则确定。若压气机每小时产出压

（1）各级排气温度及压气机的最小功率； （2）倘若改为单级压缩，多变指数n 仍为

【答案】（1）压气机耗功最小时各级压力比相等，且为

各级排气温度相等

各级耗功相同，故压气机耗功率为各级功率

之和

（2）单级压缩排气温度

功率

10．某压缩蒸气制冷循环用氨作制冷剂，制冷量为节流后温度为

冷凝器出口氨饱和液的温度为

若不考虑压气机不可逆损失，试求：（1） 1kg 氨的吸热量；（2）氨的流量；

（3）压气机消耗的功率；（4）冷却水带走的热量；（5）循环制冷系数。

【答案】压缩蒸气制冷循环中制冷剂在冷凝器内等压放热，其出口常是饱和液；在蒸发器内

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