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一、简答题

1． 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。

，故热力学能是温度【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）的单值函数。

因为

所以焓也是温度的单值函数。

2． 有两个任意过程ab 与ac , b及c 点在同一条可逆绝热线上，如图所示。设工质为理想气体，其比热为定值。试问

与

哪个大？为什么？

图

【答案】及C 点在同一条可逆绝热线上

，

所以

3． 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。

4． 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

所以

又因为

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

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即为

5．

三块相同的金属块被加热到温度

环境中缓慢冷却到

再被冷却到环境温度

其熵变为其熵变为

第一块迅速被冷却到环境温度试说明这三个过程

和

其熵变为的大小关系。

第二块在

第三块先与温度为的热源接触，达到平衡后

【答案】熵是状态量，熵变与过程无关，

6． 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？

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。

7． 采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa 的空气压缩至2.5MPa , 中间压力为多少时耗功最小？

【答案】当两级的增压比相等时，耗功量达到最小值。最小值为：

8． 试分析与比较湿空气露点温度、干球温度、湿球温度的大小。

【答案】对未饱和空气，干球温度>湿球温度>露点温度。从湿球温度的形成可知，虽然总压力保持不变，由于空气含湿量的增加，水蒸气的分压力是不断增加的，因而通常湿球温度高于露点温度，同时由于蒸发的冷却作用，湿球温度低于干球温度对于饱和湿空气，三者温度都相同。

二、综合分析题

9． —

台压气机把空气由压力为

0.6MPa ，绝热效率为

（1）求压缩机出口空气的温度。 （2）求输出lkg 压缩空气所消耗的轴功。

（3）求lkg 空气流过系统所产生的熵产与姻损，并把熵产与姻损表示在【答案】（1）理想气体定值比热时，压缩机的绝热效率：

则

图上。

温度为

的环境状态经历不可逆绝热压缩过程压缩到

可逆绝热压缩时终温：

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则（2）耗功:（3）由题意可知

则

10．向容积为罐内压力达

已知：干空气水蒸气【答案】由

查饱和水和饱和水蒸气表或饱和空气表，得

因

故

根据向真空罐充气过程的能量方程

所以

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的刚性绝热真空贮罐充入温度为压力为

的湿空气，到

为止。求：贮罐内空气的干球温度，含湿量和露点温度。