2018年华北电力大学(北京)可再生能源学院824工程热力学考研基础五套测试题
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一、简答题
1． 在稳定流动能量方程式中，哪几项能量是机械能形式？
【答案】稳定流动能量方程为：
上述方程式中
，
是机械能形式，三者分别代表进出口工质的动能差、热能
差、开口系与外界交换的轴功。
2．
有一发动机工作于
的高温热源及该发动机能否实现？
【答案】
的低温热源之间，吸热1000kJ 而作功700kJ 。问
故不可能实现。
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． 在温度为损失大小。
的环境中，质量
试在
温度为的冰自周围环境吸热融化为水，再继续吸
热升温至环境温度
【答案】
过程的
图上示出此过程造成的环境熵变、冰及水的熵变、熵产量和可用能
图如图所示。
图
图中，1-2水平线段为冰吸热融解的过程；2-3曲线为水吸热升温的过程；4-5水平线段为环境大气的放热过程。
图中
表示环境的熵减量；
表示冰、水的熵增量；
表示过程造成的熵产量；带有阴影
线的部分表示过程造成的可用能损失的大小。
二、填空题
5． 空气流经阀门，其焓变化_____，压力变化_____，熵变化_____，温度变化_____。
【答案】等于零；小于零；大于零；等于零
6． 生成热是指_____; 燃烧热是指_____; 标准状态下的生成热称_____; 标准状态下的燃烧热称_____。
【答案】系统与外界交换的热量；燃料燃烧热效应；标准生成焓；标准燃烧焓 7．
活塞式压气机的气缸容积为
余隙容积为
进气压力为
压缩后气体的出口压力为
那么
该压气机的增压比为_____，排量为_____。如果该压气机的压缩过程可以按可逆定温或可逆绝热进行，则压缩单位质量空气压气机耗功以_____过程为大。
【答案】
可逆绝热过程
三、计算题
8． 一个装有内能减少了
工质的闭口系统经历了如下过程：系统向外界传热并且在过程中整个系统被举高了
其中：
外界对系统做功比
试确定过程中系统动能的变化。
【答案】
闭口系统的能量方程为
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因此，系统动能的变化为：
9． 由绝热材料包裹的导热杆两端分别与温度为
的热流量
等于流出导热杆的热流量
的热源相连，如图所示。热量通过导热杆从时，杆子处在非平衡稳定状态。
热源T 2流向T 1。假定两热源的热容量足够大，排出或吸收热量不致改变其温度。当流进导热杆
问
：（1）以导热杆为系统，
系统的熵变、熵流和熵产是多少？为什么？ （2）以两热源和导热杆为系统，系统的熵变、熵流和熵产是多少？为什么？
图
【答案】（
1）以导热杆为系统的话，因为杆子处于非平衡稳定状态，所以系统的熵变为零，
也即
热量通过导热杆从热源流向
所以可以求得熵流为：
所以熵产为：
（2）如果以两热源和导热杆为系统，因为系统是孤立系统，与外界没有质量、能量交换，则熵流
所以
又由于导热杆熵变为0，因此有：
则有：