2017年北京理工大学力学专业06生物力学(力学专业背景)之工程热力学复试实战预测五套卷
● 摘要
一、名词解释
1． 闭口系统与开口系统。
【答案】物质不能透过边界，即与外界与质量交换只能有能量交换的热力系统，称为闭口系统。物质可以透过外界，即与外界既可有质量交换又可有能量交换的热力系统，称为开口系统。闭口系统控制质量，开口系统控制空间范围。
二、简答题
2． 明采用两级压缩，中间冷却压缩气体时，如要使总耗功最小，中间压力第二级压气体出口压力，而为第一级压气机的进口压力。
【答案】若两级压缩过程的多变指数为n ，则两级压缩工程中所消耗的功为：
若中间定压冷却充分，即可得：
则有：
其中
为
求并令其为零，得：
此即表明当时，二级压缩所消耗的总功最小。
3． 有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，问采用多级压缩有何好处？
【答案】采用多级压缩，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。另外，采用多级压缩可以采用中间冷却措施，使高压级的压缩终温不会很高，少耗功。
4． 试验证下列热力学关系式哪一个正确？
【答案】根据理想气体状态方程
可知，
代入题中两式，
可得：
可见，（1）式正确。
5． 试在义。
【答案】如图所示。
图和
图上绘出理想混合加热循环图并说明压缩比、定容升压比及定压预胀比的定
图
压缩比：
定容升压比：
定压预胀比：
设环境压力为
且
请
6．
某完全气体初态压力为在
经绝热节流后压力为为
节流后
图上画出三条等压线，并表示出绝热节流过程的做功能力损失的大小。说明为什么？ 【答案】
三条等压线如图所示。节流前
损失即作功损失：
7． 某空气循环由下列三个可逆过程组成：由状态1压缩升压到画在
图和【答案】画出
图上。
图和
图如图所示。
经等温
接着经定压过程膨胀至状态3, 然后等容降压到状态1。试将该循环示意性
图
三、计算题
8． 如图所示，两个容器的壁面充分透热，其中的气体始终能与周围环境保持热平衡。容器A 的容积为
内装压力为
的空气；容器B 中亦装有空气，其质量与A 中相同，但压力为
求过程中全部空气的熵变量。空气视为理想
用抽气机将容器A 中的空气全部抽空送到容器B ; 待容器A 抽空后，打开连通阀门，使
空气压力均衡地充满两个容器，已知环境温度为气体，气体常数
定压比热容
图
【答案】过程中，
两部分的气体质量相同，所以有：
且容器B 的容积为：
在过程终了时，两部分压力相同，由于温度也相等，所以两部分体积相同，有：
在这一过程中，原有的A 部分气体熵变为：
原有的B 部分气体熵变为：
所以，全部气体的熵变量为：
9． 水蒸气稳定地流经直径为76m 的绝热水平管道，则得管内某一截面上蒸汽的压力和温度分别为
和
在另一截面上相应的参数为
）。
和
试求：（1）蒸汽在两截面处的流动速度 （2）质量流量
（3）可用能损失（环境温度为水蒸气热力性质表如表所示。