2018年山东大学机械工程学院845工程热力学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 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：
2． 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
3．
压力为
即为
比体积为的某种气体被质量可忽略不计且无摩擦的活塞密封在垂直放置的气缸
内，如图所示，现移去活塞上的重物，气缸内气体膨胀，待气体达新的平衡状态，活塞上升高度L 。为求气缸内气体 作的功，有人计算如下：
对不对? 为什么？
图
【答案】本题中气体膨胀过程是在有限压差下进行的，虽然气体最终重又达到平衡状态，但在这两个平衡态之间 经历的状态无法描述，
因此用
计算过程功是错误的。考虑到气
体膨胀的后果是体积增大，把活塞上推了 L ，过程中排斥大气，大气对活塞的作用力是
该力被移动了距离L ，
所以功为这个功只可能是由气体作出。虽
然结果一样，但两个解题过程基于的概念不一样，前者是错误的。
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
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关，与过程是否可逆也无关。
5．
迈耶公式是否适用于动力工程中应用的高压水蒸气？是否适用于地球大气中的水蒸气？
【答案】
因为迈耶公式
的推导中应用了理想气体的性质，所以迈耶公式一般适用
于理想气体，故不适用于动力工程中的高压水蒸气。
另外，地球大气压力较低，大气中的水蒸气的分压力更低一些，所以可将大气视为理想气体混合物，故迈耶公式可以适用于大气中的水蒸气。
6． 在T -s 图上表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功的大小。并说明为什么。
【答案】如图所示。
图
为等熵过程，
有为等压过程，有
：
压过程中吸热量相等，如图中阴影部分。 7．
某完全气体初态压力为
经绝热节流后压力为为
在
【答案】
三条等压线如图所示。节流前
8．
试画出蒸气压缩式热泵下的
【答案】
蒸气压缩式热泵下的
节流后
图，并用各状态点的焓表示出其制热系数。 图如图图所示：
所以
：
等熵过程中的技术功与等
设环境压力为且请
图上画出三条等压线，并表示出绝热节流过程的做功能力损失的大小。说明为什么？
损失即作功损失：
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图
制热系数为：
二、计算题
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
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：
在这一过程中，原有的A 部分气体熵变为：
原有的B 部分气体熵变为：
所以，全部气体的熵变量为：