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一、名词解释

1． 多变过程和多变指数。

【答案】多变过程是气体基本热力过程的一种概括，多变过程中气体和外界之间既有功的变换，又有热的变化，多变过程方程式为

式中n 为常数，称为多变指数。

二、简答题

2． 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。

3． 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分？指出它们的正负号。

【答案】一个热力系统中熵的变化分为熵产和熵流两个部分。其中，熵产是不可逆因素引起的部分，只能为正，或为零。而熵流是由于热流进、流出系统所引起的系统熵变的部分，为正、为负、为零均可，视情况而定。

4． 在稳定流动能量方程式中，哪几项能量是机械能形式？

【答案】稳定流动能量方程为：

上述方程式中

，

是机械能形式，三者分别代表进出口工质的动能差、热能

差、开口系与外界交换的轴功。

5． 均质等截面的直杆夹持在分别维持恒温和

不改变，杆子任意截面的温度

和的两物体之间（图）。经验告诉我们，只要

也不随时间改变而保持恒定。试问杆子是否处于平衡状态？

图

【答案】杆子仅是处于稳定状态而非平衡状态。因为杆子各截面温度维持恒定是在外界（温度为

和

的两个物体）的作用下才成立的，如果撤除

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和的两个物体，杆子各截面将逐渐趋

于均匀一致，所以杆子是处于稳 定状态而非平衡状态。由此可得，平衡必稳定；稳定未必平衡。

6． 若热力学第一定律表达式写作

那么该式的使用条件是什么？为什么？

【答案】使用条件为准静态或可逆过程。因为只有在准静态或可逆过程时，系统膨胀功才等于

7． 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:

由于可逆热机效率

于是

则

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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：

三、计算题

8． 活塞式压气机从大气吸入压力为0.1MPa

、温度为入喷管时空气压力为0.7MPa , 温度为

试求:（1）流经喷管的空气流量；

（2）压气机每小时吸入大气状态下的空气体积（3）压气机的耗功率； （4）将过程表示在T-S 上；

（5）要使气体在喷管中充分膨胀到大气压力，应采取什么措施？为什么？（空

气

）

；

的空气，

经

的多变过程压缩到

0.7MPa 后进入一储气筒，再经储气筒上的渐缩喷管排入大气，如图所示。由于储气筒的散热，进

已知喷管出口截面积为

图

【答案】

（1）在喷管出口处：

所以：

喷气管入口处：

喷气管出口处：

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