2016年中国民航大学机场学院工程热力学考研复试题库
● 摘要
一、简答题
1． 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：
2． 朗肯循环采用回热的基本原理是什么？
【答案】基本原理是提高卡诺循环的平均吸热温度来提高热效率。
3． 压力为
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． 系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，能否判断该过程一定放出热量，为什么？
【答案】如果认为系统是闭口系，由如果认为系统是开口系，据题意有：
假设绝热，只要
5． 某系统处于某一状态，该系统的Exergy 指的是什么？
【答案】 Exergy 指的是系统从当前任意状态可逆地变化到与指定环境相平衡的状态时，理论上所能做出的最大有用功或消耗的最小有用功。
做出的最大有用功，如
消耗的最小有用功，如冷量
6． 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？
必定放热。
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。
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． 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？
【答案】由题意可知
，
此时的马赫数
故要使超音速气流加速，必
须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。
二、综合分析题
9． 温度为300K 天然气（甲烷）绝热节流后压力由4MPa 降为2MPa ，试求：
（1）节流造成天然气比熵的增加（2）节流造成天然气炮产天然气将能作出多少功？
（4
）将节流过程和可逆绝热膨胀过程分别画在热理想气体，
图和
图上。天然气（甲烷）视为定比
（3）如果天然气由上述参数经过膨胀透平进行可逆绝热膨胀，压力也降为2MPa , 那么每kg
【答案】（1）甲烷视为定比热理想气体，绝热节流过程温度不变，因而其比熵的增加为
（2）因为所以
（3）每kg 天然气将能作功
（4）图和图如图所示。
图
10．某人声称发明一个循环装置，在热源
及冷源
之间工作，若
该装
置能输出净功1200 kJ, 而向冷源放热600 kJ, 试判断该装置在理论上是否有可能？
【答案】据能量守恒原理，装置内工质自高温热源吸热
装置热效率
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