2018年山东大学热科学与工程研究中心845工程热力学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 如图所示的气缸活塞系统，气缸内气体压力为p ，曲柄连杆对活塞的作用力F , 活塞与气缸摩擦力为 活塞的面积为A 。讨论气缸内气体进行准静态过程和可逆过程的条件。
【答案】
图
3． 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。
4． 有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，
问采用多级压缩有何好处？
【答案】采用多级压缩
，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。另外，采用多级压缩可以采用中间冷却措施，使高压级的压缩终温不会很高，少耗功。
5． 某系统处于某一状态，该系统的Exergy 指的是什么？
【答案】 Exergy 指的是系统从当前任意状态可逆地变化到与指定环境相平衡的状态时，理论上所能做出的最大有用功或消耗的最小有用功。
做出的最大有用功，如
6． 试述下列各项中两个概念之间的区别：
（1）闭口系统和孤立系统。
（
2）绝热过程和定熵过程。
（3）可逆循环和逆向循环。
【答案】（1
）闭口系是指系统与外界没有物质交换；而孤立系统是指系统与外界之间既无物质交换也无能量交换的系统。
（
2）绝热过程指过程中，系统与外届没有热量交换；而定熵过程是指过程中系统的熵不变。可逆的绝热过程一定是定熵过程，但不可逆的绝热过程不是定熵过程。
（3）可逆过程是指系统经过一个过程后，可以使得系统和外界同时恢复到初始状态，而不引起变化的过程，而逆向过程是指过程的方向在图或图上是逆时针。
7．
迈耶公式是否适用于动力工程中应用的高压水蒸气？是否适用于地球大气中的水蒸气？
【答案】因为迈耶公式的推导中应用了理想气体的性质，所以迈耶公式一般适用于理想气体，故不适用于动力工程中的高压水蒸气。
另外，地球大气压力较低，大气中的水蒸气的分压力更低一些，所以可将大气视为理想气体混合物，故迈耶公式可以适用于大气中的水蒸气。
8． 什么是制冷系数？试说明逆卡诺循环制冷系数的表达式。
【答案】制冷系数是指制冷过程中制冷量与实际耗功量的比值，即
如图所示，逆卡诺循环制冷系数的表达式为： 消耗的最小有用功，如冷量
图
二、计算题
9． 一个位于室外的R-12氟利昂密封容器，容积为初始时充满了压力为651.6kPa ，质量为1248kg 的R-12。白天在室外阳光的照射下，由于传热，发生了一个定容过程，终了时容器内的R-12达到了饱和蒸汽状 态，试计算下列物理量：（1）初始时R-12的温度；（2）终了时R-12的温度和压力；（3）过程中传给R-12的热 量。饱和氟利昂与饱和氟利昂蒸汽参数如表所示。
表
【答案】（1）由题意，可求得初始时R-12的比体积为：
因为
的温度为：
（2）不妨设终了时R-12
的温度和压力分别为则有：
则此时R-12的处于液、气两相共存状态，所以初始时R-12可得：
（3）以密封容器内R-12为研宄对象，依据热力学第一定律，列能量方程：
由题意可知，初始时R-12的干度和比热力学能分别为：
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