2018年福州大学石油化工学院825工程热力学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 给出“热”和“功”的定义，并分析其异同。
【答案】热量是热力系和外界之间仅由于温度不同而通过边界传递的能量，功是热力系流通过边界而传递的能量，而全部效果可表现为举起重物。
相同点：二者均为过程量，都通过边界传递。
不同点：功是有规则的宏观运动能量的传递，在作功过程中往往伴随着能量形式的转化；热则是大量的微观粒子杂乱热运动的能量传递，传热过程中不出现能量形式变化，功转变成热是无条件的，而热转变成功是有条件的。
2． 定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？
【答案】定压
：
定温
绝热
定容
其熵变为的大小关系。
第二块在
3．
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
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
，
二、计算题
4．
压力力为
温度
的蒸汽，经节流阀后，压力降为
再经喷管射入压
的大容器中，
若喷管出口截面积
试求：（1）节流过程熵增及作功能力损失。
（2）应采用何种喷管？其出口截面上的流速及喷管质量流量是多少？ 已知
：
各状态的参数如表所示。
表
【答案】（1）由于节流过程绝热，
所以过程中熵流所以做功能力损失为：
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则熵产：
（2）忽略进入喷管时蒸汽的流速，
所以有因为
根据能量方程，
有
所以
故应该采用渐缩渐扩喷管。
忽略初速度，则有：
所以质量流量为：
5． 境温度为在
则喷管出口临界压力为：
的空气在定压下放热至图上。已知
【答案】
在定压下放热至
单位质量空气放出热量中的有效能（可用能）为多少？环
若将热量全部放给环境，则有效能损失为多少？将热量的有效能及有效能损失表示
放出热量的有效能为：
代入数据，得：
因为系统经过不可逆过程的做工能力损失等于环境热力学温度与孤立系统熵增的乘积，故：
代入数据，得：
另外，若把热量全部放给环境，有效能损失的多少即为放出热量中有效能的多少，这样，也可以求得：
在
图上，热量的有效能及有效能损失表示如图图中阴影部分所示。
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图
三、综合分析题
6． 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
在同温限的恒温热源间工作的卡诺循环热效率为
比较
7．
氨
在
可知，此装置有可能实现，是一不可逆热机。
时的汽化潜热为1294KJ/kg，饱和温度为
现对氨饱和液体定压加热
628KJ/kg, 使其内能増加418.7KJ/kg。试求：
（1）氨吸热后的终态的干度JC ; （2
）该过程中比容的变化（3
）熵的变化
可得
（2
）
（3）由题意可知
，
所以
（4）该过程的T-s 图如图所示。
（4）画出该过程的T-s 图。 【答案】（1）定压吸热，
满足整理得
图
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