2018年华北电力大学(北京)能源动力与机械工程学院824工程热力学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 在T -s 图上表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功的大小。并说明为什么。
【答案】如图所示。
图
为等熵过程，
有为等压过程，有
：
所以
：
等熵过程中的技术功与等
压过程中吸热量相等，如图中阴影部分。
2． 如图所示，刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空。若将隔板抽去，试分析容器中空气的热力学能如何变化？若容器中所装的为固定隔板，隔板上有一小B 两侧压力相同时A 、B 两部分气体的热力学能如何变化？
孔，气体从A 泄露入B ，试分析当A 、
图
【答案】将气体视作一个控制质量，由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，所以
过程功
又因为容器绝热，
所以过程的热量
也即热力学能不变。
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根据热力学第一定律所以有
气体的热力学能变化
如果有固定隔板，隔板上有小孔，则气体从A 中泄露入B 中，若隔板绝热，则过程为A 对5
的充气过程，因为A 部分气体对部分作推进功，充气的结果是A 部分的热力学能比原来减少，而B 部分气体的比热力学能升高，最后当两部分气体的压力达到平衡，但是A 部分气体的温度比B 低。
B 部分的气体应时刻具有相同的温度，B 两部分气体相同时，若隔板是良好导热体，A 、当A 、A 、5两部分气体处于热力学平衡状态，情况与自由膨胀时相同，两个部分气体的比热力学能相等。两部分的总热力学能与两部分的容积成正比。
3． 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。
4． 物质在定压下发生汽化，其吉布斯函数是增大、不变还是减小？
【答案】吉布斯函数不变. 物质在定压p 下汽化，
其温度由
或者:物质在定压p 下汽化,
其温度相等，
而
也不变，此时，物质处于液、气的相平衡, 化学势
不变，故为定压、定温过程。
二、填空题
5． 相对湿度定义为_____; 当湿空气处于饱和状态时，其相对湿度为_____; 干空气的相对湿度为_____。
【答案】
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6．
当闭口系统热力学第一定律的表达式写成
时，它能适用于_____过程。
【答案】可逆；任何过程 7．
空气的平均分子量为
定容比热为_____
【答案】287; 718
定压比热
时，它只能适用于_____过程；
写成
则空气的气体常数为_____其
三、计算题
8． 有两股湿空气合流，第一股的流量为
流量
为
温
度
含湿
量
求混合后湿空气的焓、含湿量和温度。
【答案】法一由题意可知，第一股湿空气质量成分为：
折合的气体常数为：
第一股湿空气的质量流量为：
于是可得空气和水蒸气的质量流量分别为：
同样可求得第二股湿空气流的参数为：
由湿空气的焓的计算公式秒流过的焓
分别为：
可得第一股和第二股湿空气每
温度
含湿量
第二股的
如湿空气在混合前后的大气压
力
两股湿空气合流后形成的第三股湿空气的质量流量为：
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