2018年山东大学机械工程学院845工程热力学考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1．
试确定
图上一组等温线簇温度的大小和
图上一组等容线簇比体积的大小。
所以
即
【答案】如图所示，取等压过程1-2, 与等温线簇相交于1、2
。因
由于
所以
，
即等温线簇中右上方的等温线的温度高。
图
也可以从能量关系分析：过点2作等熵线，因等熵线比等温线陡，故与过点1的等温线相交于点3。考察过 程2-3, 过程中，q=0, 同时，因
得
即
由于
因q=0,
故
所以过程功为正。据热力学第一定律解析式
因此
但
所以过程1-2体
如图所示，取等熵线与等比体积线簇相交于1、2、3, 考察过程1-2-3,
显然
据热力学第一定律解析式
积功为正，由此可得
参照上述方法，
可导出
2．
画出蒸汽压缩制冷系统的
【答案】
蒸汽压缩制冷系统的
图上熵增大方向以及
图上等压线簇增大方向。
图，并说明各过程是在哪个设备中完成的。
图如图所示。
图
其中
，
在压缩机中完成
；
在冷凝器中完成
；
在节流阀中完成
；
在冷藏库（蒸发
器）中完成。
3． 试说明反应热、热效应、燃料热值三者的区别与联系。
【答案】热效应是指系统经历一个化学反应过程、反应前后温度相等、并且只做容积功而无其他形式的功时，lkmol 主要反应物或生成物所吸收或放出的热量，为状态量。
反应热是过程量，于化学反应过程的状态及是否有其他作功过程有关。
根据定义，热效应就是特定定温过程且只有容积变化功时的反应热。 lkmol 燃料完全燃烧时热效应的相反值称为燃料热值。
4． 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。
5． 定性地画出具有回热的燃气轮机装置示意图，并在
【答案】燃气轮机装置示意图如图所示。
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
图上定性地分析回热对热效率的影响。
图
与未采用回热的循环相比，循环净功
不变，回热后，只有5-3过程吸热，即减小，
故循环效率提高。
6． 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。
7． 热量和功有什么相同的特征？两者的区别是什么？
【答案】热量和功是能量的不同表现形式，都是与过程有关的量。其单位是相同的。区别在于表现形式的不同。
8． 压缩机压缩过程的多变指数„的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数„ 应增加还是减少？
【答案】应减少。
，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数„
二、计算题
9． 10kg 空气，初态为
【答案】
依题意可知
所以有
：
其中
定压放热过程2-3
满足热力学第一定律解得终温
：
系统的熵变为：
外界环境的熵増为：
10．
压力力为
其中
空气内能和焓的变化分别为：
则有：
则有：
定容放热到
后，再定压放热
试求空
气
空气内能、焓、熵的变化量以及环境的熵变量。已知环
境
取空气的闭口系，则定容放热过程1-2
满足热力学第一定律
温度的蒸汽，经节流阀后，压力降为
再经喷管射入压
的大容器中，
若喷管出口截面积
试求：（1）节流过程熵增及作功能力损失。
（2）应采用何种喷管？其出口截面上的流速及喷管质量流量是多少？ 已知
：
各状态的参数如表所示。
表