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一、简答题

1． 试证明在压缩比

【答案】

相同的情况下，活塞式内燃机定容加热理想循环与卡诺循环有相同的

热效率。这是否说明定容加热理想循环达到了卡诺循环的理想水平？为什么？

但不能说明定容加热理想循环已达卡诺循环水平，因为

远远高于

而在相同

温度区间到）内，将大大高于

2． 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。

3． 测定绝热节流系数的焦耳——汤姆逊实验是如何进行的？如何球的绝热截留系数？

【答案】任意选定一种实际气体，使其通过装有多空塞的管道，令高压端的压力和温度稳定

在和相应

的

而在低压端，调节阀门开度，通过改变流量得到不同的压力

然后将这些点画

在

图上，得

到

并且得到

因

为

所有这些点画成一条曲线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验，即

可得到一系列的等焓线，图中等焓线上任一点的斜率

即为

4． 在热力学能、焓、熵、功和热量这些参数中，哪些量是状态量？哪些量是过程量？

【答案】

是状态量；

是过程量。

5． 什么是露点温度？含湿量为10g/kg （干空气），温度分别为的露点温度较高？

和的湿空气，哪个状态

【答案】露点温度（dew temperature ）是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，但一般用它来表示湿度 呢。这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温 度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。

的湿空气：

则有

所以两个状态的露点温度相等。

6． 什么是化学反应的热效应？若反应物和生成物均为理想气体，那么定压热效应和定容热效应之间有什么关系？

【答案】当系统经历一个化学变化时，当系统只做容积变化功，且所得生成物和反应物的温度相等时，这时lKmol 主要反应物或生成物所吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。

其中定压热效应为：

定容热效应为：

所以二者有如下关系：

7． 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，

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。

8． 反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个？写出其定义式。

【答案】

经等温

9． 某空气循环由下列三个可逆过程组成：由状态1压缩升压到画在

图和【答案】画出

图上。

图和

图如图所示。

接着经定压过程膨胀至状态3, 然后等容降压到状态1。试将该循环示意性

图

10．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。

二、计算题

11．—封闭的气缸如图所示，有一无摩擦的绝热活寨位于中间，两边分别充满氧气和氮气，初态均为

若气缸总容积为

及

溶器体积忽略不计，缸体及氧气外侧是绝热

试求所需热量及终

氮气

的，仅在氧气一侧外端面上可以变换热量。现向氧气加热使其压力升高到态温度，并将过程表示在

图上。已知氧气

图

【答案】因为氮气进行的是缓慢的无摩擦的绝热过程，所以它经历的是定熵过程，而氧气经历的是一般的吸热膨胀多变过程

氮气经历了一绝热压缩过程，终压为

：

由绝热过程方程

可知：

此时氧气的体积为：