2016年河北工业大学能源与环境工程学院931专业综合(Ⅰ)之工程热力学复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
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． 绝热活塞把一个刚性绝热容器分成A 和B 两部分（图），分别有某种气体，B 侧设有电加热丝。活塞 在容器内可自由移动，但两部分气体不能相互渗透。合上电闸，B 侧气体缓缓膨胀。问：，（1）取A 侧气体为系 统，是什么系统；（2）取A 侧和B 侧全部气体为系统（不包括电热丝）是什么系统；（3）取A 侧和B 侧全部 气体和电热丝为系统，是什么系统；（4）取图中虚线内为系统，是什么系统？
图
【答案】（1）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换功； （2）闭口系，系统与电热丝交换热量；
（3）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换电能，没有热量越过边界； （4）孤立系。
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． 如图所示，分别为图上的圆周上的四个点，是比较与的大小。
图
【答案】由热力学第一定律可知，因为热力学能又根据
图，有
是状态参数，只和状态有关，所以：
所以有：
5． 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。
6． 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。
7． 理想气体的Cl^Bcv为温度的单值函数。试问对确定的一种理想气体而言，温度的关系如何？用数学表达式说明。
【答案】（1）（2）
对于确定的一种理想气体，为定值。所以
因为
是温度的单值函数，所以
与温度无关。 是温度的单值函数。室温下，
制冷温度为
及
与
8． 某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在
时，制冷系数仍可以达到4, 请你判断一下是否可能实现。 【答案】过程可逆时，
所以不可能实现。
二、综合分析题
9． 图所示的汽缸活塞系统，最大容积为
若加热水至
初始时汽缸内含有50kg 压力为200kPa
的水
试确定缸内工质的终态。
图
【答案】令水吸热膨胀过程中体积达汽缸最大容积时状态为a ，终态温度为状态1:状态a :状态2:由
查水和水蒸气热力性质表，
所以，终态为湿饱和蒸汽，
干度为
10．某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力表，如图所示。压力表B 上的读数为 75kPa , 压力表C 上的读数为及容器两部分内空气的绝对压力。
图
【答案】因为又 11．纯甲烷在
所以
则
下在炉内完全燃烧，过量空气系数
进入炉膛的空气状态是
的
试计算燃烧
如果大气压力为97kPa ，试确定压力表A 上的读数
饱和湿空气。烟气离开燃烧炉时温度进入换热器，离开换热器时温度为
lmol 甲烷，（1）炉子热损失；（2）烟气在换热器中换热量。
【答案】（1）燃烧lmol 甲烷的基准反应