2017年北京工业大学环境与能源工程学院工程热力学考研复试核心题库
● 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． 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
为
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。
3． 闭口系统从温度为300K 的热源中取热500kJ ，系统熵增加20kJ/K，问这一过程能否实现，为什么
【答案】能实现。对于可逆过程的熵有：增为：
因此该过程可以实现。
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。
【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。
则系统从热源取热时的可能达到的最小熵
和第二表达式导
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
5． 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。
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。
6． 试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。
【答案】开口系统能量方程的一般表达式为：
式中
，
为开口系与外界交换的热量
；
为开口系控制容积内的储存能的变化量
；
为进口处工质的焓
为出口处时工质的焓值、动能及位能；
值、动能及位能；为开口系何外界输出的轴功。
7． 试述孤立系统的熵増原理？什么是补偿过程？
【答案】孤立系熵增原理是指，膨胀系统总熵减少的过程都不可能发生，理想情况也只能实 现总熵不变。可逆实际上也是难以实现的，所以实际的过程总是朝着使系统总熵増大的方向进行。
补偿过程指，如果某一过程的进行会导致孤立系中各物体的熵同时减少或各有增减，但其总熵减小，则这种过程不可单独进行，除非外界的熵减过程作为补偿，使孤立系统熵增大，至少保持不变。
三、计算题
8． 两物体A 和B 的质量及比热相同，均为和传热，求平衡温度及不等湿传热引起的
【答案】示意图如图所示。
损失。
温度各为和且设环境温度为（1）
若在此高低温热源间工作一个可逆热机，试求最大循环功和最终平衡温度；（2）若A 与B 直接
图
（1）对系统列平衡方程，设最终平衡温度为
可得：
其中
为损失，且
所以，损失为：
当
时，
则
此时最大循环功为：
（2）有限温差传热，由热力学第一定律知
所以：
可解得：
则损失为：
9． 一个位于室外的R-12氟利昂密封容器，容积为
由热力学第一定律可知，
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