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一、名词解释

1． 化学反应的反应热效应

【答案】系统经历一个化学反应过程，反应前后温度相等，并且只作容积变化功而无其它形式的功时，

主要反应物或生成物所吸收或放出的热量称为反应热效应。

二、简答题

2． 简述克劳修斯是如何在卡诺定理的基础上推导参数熵的？克劳修斯不等式如何表达？

【答案】任意工质进行的一个任意可逆循环，用一组可逆热线将它分割成无穷多个微元循环，这些绝热线无限接近，认为组成无穷多个微卡诺循环，如图所示。

图

分析

循环，热效率为：

即

取代数值

为负，对

两边同时积分得：

即：

过程

与

组成可逆循环

因此，可得：

此即为克劳修斯等式。

依据卡诺定理，在两个不同温度恒温热源间工作的不可逆热机效率小于可逆热机效率，即:

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由于可逆热机效率于是则

若考虑和为代数值，则可写成：

所有微元循环加起来，考虑到不可逆循环过程，工质与热源温度有可能不等，

上面推导中的是热源温度，用表示，因而得到：

联立式

邵可得到克劳修斯积分不等式：

3． 若封闭气缸内的湿空气定压升温，问湿空气的

如何变化？

【答案】若封闭气缸中的湿空气定压升温，则混合气体中的水蒸气的温度也升高，对应的饱和压力也一起升高，但是由于混合气体的压力一定，所以水蒸气的质量和分压不变，因此，湿空

气的焓

升高，相对湿度

由于

不变和

增大而下降，含湿量

由于混合气体的成

分未改变而不变。

4． 在温度为的环境中，质量热升温至环境温度损失大小。

【答案】过程的

试在

温度为的冰自周围环境吸热融化为水，再继续吸

图上示出此过程造成的环境熵变、冰及水的熵变、熵产量和可用能

图如图所示。

图

图中，1-2水平线段为冰吸热融解的过程；2-3曲线为水吸热升温的过程；4-5水平线段为环境大气的放热过程。

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图中表示环境的熵减量；表示冰、水的熵增量；表示过程造成的熵产量；带有阴影

线的部分表示过程造成的可用能损失的大小。

5． 未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？

【答案】干球温度降低，湿球温度不变，露点温度不变。

6． 对于理想气体，试说明它的热力学能和焓都是温度的单值函数。

【答案】根据理想气体模型，热力学能是气体分子热运能量（无内位能），故热力学能是温度的单值函数。

因为

所以焓也是温度的单值函数。

7． 物质在定压下发生汽化，其吉布斯函数是增大、不变还是减小？

【答案】吉布斯函数不变. 物质在定压p 下汽化，其温度由

或者:物质在定压p 下汽化, 其温度相等，

而

也不变，此时，物质处于液、气的相平衡, 化学势

不变，故为定压、定温过程。

三、计算题

8． 写出开口系非稳定流动能量方程式，并由其导出稳定能量方程式。

【答案】开口系非稳定流动能量方程式：

对于稳定流动，有

故上式简化为：

或其积分形式为：

对于单位质量流体工质为：

9． 一燃气轮机装置如图所示。它由一台压气机产生压缩空气，而后分两路进入两个燃烧室燃烧，燃气 分别进入两台燃气轮机，其中燃气轮机I 发出的动力供应压气机，另一台则输出净功率P=2000kW。压气机进口空气状态为：口处的燃气温度

燃气可近似作为空气，且比热

压气机的增压比

燃气轮机II 的质量流

燃气轮机进

（1）若全部都是可逆过程，试求：每千克燃气在气轮机中所做的功

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