2016年西安石油大学石油工程学院903工程热力学复试笔试仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 写出常用的计算工质内能、焓、熵变化的热力学一般关系式？
【答案】内能的表达式为
：焓的表达式为：熵的表达式为：
或
3． 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。
4． 均质等截面的直杆夹持在分别维持恒温和的两物体之间（图）。经验告诉我们，只要和
不改变，杆子任意截面的温度
也不随时间改变而保持恒定。试问杆子是否处于平衡状态？
图
【答案】杆子仅是处于稳定状态而非平衡状态。因为杆子各截面温度维持恒定是在外界（温度为
和
的两个物体）的作用下才成立的，如果撤除
和
的两个物体，杆子各截面将逐渐趋
于均匀一致，所以杆子是处于稳 定状态而非平衡状态。由此可得，平衡必稳定；稳定未必平衡。
5． 绝热节流过程中，不向高温热源吸热、也不向低温源放热，同样产生功，是否违反第一定律？第二定律？
【答案】不违反第一定律，也不违反第二定律。 （1）绝热节流过程中，
根据热力学第一定律
知：
（2）状态发生变化，系统对外做出的功等于内能的减小。
6． lkg 理想气体，从同一初态经过绝热过程膨胀到达另一相同压力，如一个是可逆过程，另一个是不可逆过程，试:（1）画出两过程的
【答案】（1）
图及
图和
图；（2）比较两过程膨胀功的大小。
图如图所示。
图
7． 定性画出在水蒸气的焓熵图上由气液共存区间任一相同状态分别经过定压和定温过程达到过热蒸汽状态的可逆过程线。
【答案】如图所示。
图
8． 什么是回热？试解释在热机循环中若能采取回热措施，从热力学角度简单说来将会带来什么好处？
【答案】回热是指，在保持构成循环的热力过程性质不变的条件下，利用循环中某些放热过程的放热量来满足另一些吸热过程的吸热需要的措施。从热力学的角度来说，循环输出的净功不变，但是回热的措施使循环从外界高 温热源的吸热量减少，向低温热源的放热量也减少，因而可以提高循环的热效率。
二、综合分析题
9． 一单级抽汽回热循环如图所示，水蒸气进入汽轮机的状态参数为冷凝器。水蒸气在
（1）抽汽回热量；
（2）每千克水蒸气循环的吸热量和循环放热量（3）每千克水蒸气循环的净功量（4）循环热效率。
在
下排入
压力下抽出，送入混合式给水加热器加热给水。给水离开加热器的温
度为抽汽压力下的饱和温度。在冷凝器和加热器之后有一台水泵。若忽略水泵功，求：
图
饱和水和饱和蒸汽的热力性质如表1所示。
表
1
过热蒸汽的热力性质如表2所示。
表
2
【
答
案
】
由
题
意
（1）由（2）（3）（4）
可得：
可则：
知
：
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