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一、名词解释

1． 熵増原理。

【答案】熵増原理是指孤立系统内部发生不可逆变化时，孤立系统的熵増大，极限情况（发生可逆变化）时，熵保持不变，使孤立系统减小的过程不可能出现的现象。即孤立系统的熵可以增大或保持不变，但不可能减小。

二、简答题

2． 在热力学能、焓、熵、功和热量这些参数中，哪些量是状态量？哪些量是过程量？

【答案】

是状态量；

是过程量。

3． 什么是回热？试解释在热机循环中若能采取回热措施，从热力学角度简单说来将会带来什么好处？

【答案】回热是指，在保持构成循环的热力过程性质不变的条件下，利用循环中某些放热过程的放热量来满足另一些吸热过程的吸热需要的措施。从热力学的角度来说，循环输出的净功不变，但是回热的措施使循环从外界高 温热源的吸热量减少，向低温热源的放热量也减少，因而可以提高循环的热效率。

4． 什么是热力系统？热力系统可分为几类？

【答案】通常根据研究问题的需要，人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学研究对象，这种空间内的物质的总和称为热力学系统，简称系统或体系。可分为闭口系统和开口系统；简单系统、绝热系统和孤立系统；均匀系统和非均匀系统；单元系统和多元系统等。

5． 试确定图上一组等温线簇温度的大小和图上一组等容线簇比体积的大小。

【答案】如图所示，取等压过程1-2, 与等温线簇相交于1、2

。因

由于

所以，

即等温线簇中右上方的等温线的温度高。

所以

即

图

也可以从能量关系分析：过点2作等熵线，因等熵线比等温线陡，故与过点1的等温线相交于点3。考察过 程2-3, 过程中，q=0, 同时，因

得

即

由于

因q=0, 故

所以过程功为正。据热力学第一定律解析式

因此

但

所以过程1-2体

如图所示，取等熵线与等比体积线簇相交于1、2、3, 考察过程1-2-3,

显然

据热力学第一定律解析式

积功为正，由此可得

参照上述方法，可导出

图上熵增大方向以及

图上等压线簇增大方向。

6． 理想气体进行定温膨胀时，可从单一恒温热源吸入的热量，将之全部转变为功对外输出，是否与热力学第二定律的开尔文叙述有矛盾？

【答案】热力学第二定律的开尔文叙述为：不可能从单一热源吸热，并使之完全变为有用功而不引起其它变化。在理想气体定温膨胀的过程中，因为热力学能不变，故可以将其从单一恒温热源吸入的热量全部转变为功对外输出，但是在这个过程中，工质的状态发生了变化，所以并不违反热力学第二定律的开尔文叙述。虽然表面上看来是热源的热量全部转变为了功，但是输出的功实际上是由热源的热量中的可用部分和工质中的减少量两部分组成的。

7． 热量和功有什么相同的特征？两者的区别是什么？

【答案】热量和功是能量的不同表现形式，都是与过程有关的量。其单位是相同的。区别在于表现形式的不同。

三、计算题

8． 证明：压气机在两级压缩中间冷却，且中间压力为力，

为气体压缩终了压力），压气机的耗功最小。 【答案】两级压缩所需总轴功：

设

则

得：

时（其中为气体压缩前的压

令，得：

上式表明当两级升压比相等对，压力机的耗功最小。

9． 某两级气体压缩机进气参数为100kPa 、300K , 每级压力比为5, 绝热效率为0.82, 从中间冷却器排出的 气体温度是330K ，其

图如图所示。若空气的比热容可取定值，计算每级压气机的排

气温度和生产1kg 压缩空气压气机消耗的功。

图

【答案】根据题意，状态1下，在压缩后，压力

温度

因为绝热效率为0.82, 所以压缩后得到的状态2的实际温度为：

状态3的压力与状态2相等，压力再压缩到状态4, 压力

温度

温度

所以压缩后得到的状态4的实际温度为：

所以要生产lkg 压缩空气，压气机消耗的功为：

10．质量分数为

的氧气和

的氮气混合。求这种混合气体的折合气体常数和折合摩尔质量。

【答案】本题考查混合气体的参数计算方法。 折合气体常数为：