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2017年浙江海洋学院船舶与海洋工程809工程热力学考研仿真模拟题

  摘要

一、判断题

1. 只要系统与外界无功量交换,则功量的畑流必为零。( )

【答案】错

2. 闭口绝热过程系统工质的熵不可能减少。( )

【答案】对

【解析】

3. 对于过热水蒸气,干度

【答案】错

4. 对于渐缩喷管,若气流的初参数一定,那么随着背压的降低,流量将增大,但最多增大到临界流量。( )

【答案】对

5. 对空气进行压缩使其升温的过程为多变过程,其多变指数n 满足过程( )

【答案】对

6. 理想气体经历一可逆定温过程,由于温度不变,则工质不可能与外界交换热量。( )

【答案】错

【解析】如果气体同时与外界有功的交换,就会与外界交换热量,如定温膨胀过程。

7. 理想气体的热力学能、焓和熵都仅仅是温度的单值函数。( )

【答案】错

8. 工质的绝对压力可表达为表压力和当场大气压之和,或当场大气压减去真空度。( )

【答案】对

9. 在研宄热力系统能量平衡时,存在下列关系式:

【答案】错

10.—切不可逆循环的热效率均有

【答案】错

【解析】不可逆循环的效率仍然为

( )

时,则此过程为放热

( )

( )

二、简答题

11.明采用两级压缩,中间冷却压缩气体时,如要使总耗功最小,中间压力第二级压气体出口压力,而为第一级压气机的进口压力。

【答案】若两级压缩过程的多变指数为n ,则两级压缩工程中所消耗的功为:

若中间定压冷却充分,即可得:

则有:

其中

求并令其为零,得:

此即表明当时,二级压缩所消耗的总功最小。

12.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。

13.理想气体进行定温膨胀时,可从单一恒温热源吸入的热量,将之全部转变为功对外输出,是否与热力学第二定律的开尔文叙述有矛盾?

【答案】热力学第二定律的开尔文叙述为:不可能从单一热源吸热,并使之完全变为有用功而不引起其它变化。在理想气体定温膨胀的过程中,因为热力学能不变,故可以将其从单一恒温热源吸入的热量全部转变为功对外输出,但是在这个过程中,工质的状态发生了变化,所以并不违反热力学第二定律的开尔文叙述。虽然表面上看来是热源的热量全部转变为了功,但是输出的功实际上是由热源的热量中的可用部分和工质中的减少量两部分组成的。

14.压缩比升高对汽油机所对应的理想循环(定容加热循环)的性能有何影响?是否压缩比越高越好?

【答案】定容加热循环

,热效率主要和压缩比有关,此外还和等熵指数有关。理论

上,随着压缩比的提高,点燃式内燃机的热效率增大。但并不是压缩比越高越好。实际上,当压

缩终了的温度及压力超过一定的 限度时,汽油机会产生不正常的爆燃现象,因此压缩比不能过高,一般汽油发动机的压缩比在之间。

15.对于简单可压缩系,系统只与外界交换哪一种形式的功?可逆时这种功如何计算?

【答案】在简单可压缩系统中,系统只与外界交换膨胀功或压缩功。可逆时,这种功的计算式为

16.压力为

比体积为的某种气体被质量可忽略不计且无摩擦的活塞密封在垂直放置的气缸

内,如图所示,现移去活塞上的重物,气缸内气体膨胀,待气体达新的平衡状态,活塞上升高度L 。为求气缸内气体 作的功,有人计算如下:

对不对? 为什么?

【答案】本题中气体膨胀过程是在有限压差下进行的,虽然气体最终重又达到平衡状态,但在这两个平衡态之间 经历的状态无法描述,因此用

计算过程功是错误的。考虑到气

体膨胀的后果是体积增大,把活塞上推了 L ,过程中排斥大气,大气对活塞的作用力是该力被移动了距离L ,所以功为

这个功只可能是由气体作出。虽

然结果一样,但两个解题过程基于的概念不一样,前者是错误的。

17.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。

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