2017年东华大学F1002专业综合(暖通)之工程热力学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 可逆过程与不可逆过程。
【答案】可逆过程：沿原路反向进行使系统恢复到原状态之后，给系统和外界均没有留下任何影响；不可逆过程:沿原路反向进行使系统恢复到原状态之后将给外界留下某种不可消除的影响。
二、简答题
2． 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。
3． 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。
图
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，向高温热源放热。
制冷时，室内作为高温热源，热量被吸走，降温，达到制冷目的；制热时，室内作为低温热
源，吸收热量，升温，达到制热目的。
4． 如何确定多级压缩、级间冷却压气机的各级増压比？
【答案】设为m 级压气缩，级间冷却，
初压，p 为终压，则最佳增压比为：
5． 某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程，一个为可逆过程一个为不可逆过程，试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大，为什么？
【答案】工质经历相同的两个过程，
因此熵变
在
相同情况下，
6． 两个质量和比热（cm ）相同，温度分别为衡的过程是 一个不可逆过程。
【答案】该热交换过程如图所示。
相同。设
由于可逆过程
由此可知，不可逆过程相应外界熵变化量大。 和
的固体进行热交换，请推导说明达到热平
图
如果此系统熵增大于零，则过程不可逆。 直接传热，则平衡温度，有
所以过程不可逆。
7． 如图1所示为湿空气中水蒸气的
图，A 、B 两点在同一条等压线上，试在图中标出两点的
露点温度， 比较两点相对湿度的大小。
图1
【答案】图1中等压线上的A 、B 两点的露点温度相等，如图2所示，均等于
但是两点的
相对湿度不等：
图2
三、计算题
8． 气缸内的正丁烷
积为得初、终态
【答案】
因为初态
理想气体等温过程下
从
终态
所以在过程中可以近似把正丁烷当做理想气体。
所以过程功为：
9． 如图所示，两个容器的壁面充分透热，其中的气体始终能与周围环境保持热平衡。容器A 的容积为
内装压力为
的空气；容器B 中亦装有空气，其质量与A 中相同，但压力为
求过程中全部空气的熵变量。空气视为理想
用抽气机将容器A 中的空气全部抽空送到容器B ; 待容器A 抽空后，打开连通阀门，使
空气压力均衡地充满两个容器，已知环境温度为气体，气体常数
定压比热容
被可逆等温压缩到
临界温度
若初始时体查况N-O 图，
试求过程功。已知，正丁烷临界压力
图
【答案】过程中，
两部分的气体质量相同，所以有：
且容器B 的容积为：
在过程终了时，两部分压力相同，由于温度也相等，所以两部分体积相同，有：