2017年山东大学热科学与工程研究中心845工程热力学考研仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 绝热节流过程中，不向高温热源吸热、也不向低温源放热，同样产生功，是否违反第一定律？第二定律？
【答案】不违反第一定律，也不违反第二定律。 （1）绝热节流过程中，
根据热力学第一定律
知：
（2）状态发生变化，系统对外做出的功等于内能的减小。
2． 压缩机压缩过程的多变指数„的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数„ 应增加还是减少？
【答案】
，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数„
应减少。
3． 在T-s 图上表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功的大小。并说明为什么。
【答案】如图所示。
图
为等熵过程，有为等压过程，有：
压过程中吸热量相等，如图中阴影部分。
所以：
等熵过程中的技术功与等
4． 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？
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。
5． 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？
【答案】不可以。因空气的绝热节流系数几乎为0, 因而采用节流阀不可能有显著的膨胀降温效果，即不能制冷。
6． 在温度为的环境中，质量热升温至环境温度损失大小。
【答案】过程的
图如图所示。
试在
温度为的冰自周围环境吸热融化为水，再继续吸
图上示出此过程造成的环境熵变、冰及水的熵变、熵产量和可用能
图
图中，1-2水平线段为冰吸热融解的过程；2-3曲线为水吸热升温的过程；4-5水平线段为环境大气的放热过程。
图中
表示环境的熵减量；
表示冰、水的熵增量；
表示过程造成的熵产量；带有阴影
线的部分表示过程造成的可用能损失的大小。
7． 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。 8． 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
9． 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
，
差、开口系与外界交换的轴功。
10．
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
是机械能形式，三者分别代表进出口工质的动能差、热能
必定放热。
第一块迅速被冷却到环境温度试说明这三个过程
其熵变为的大小关系。
第二块在
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
11．—压气机，要求将温度为295K 的空气从0.1MPa 压缩到0.6MPa 。则此压气机的压比为多少？如果采用 单级压缩，压缩过程为可逆绝热，问压缩每kg 空气需要耗功多少？如果采用两级压缩，级间最大程度冷却时， 最有利的中间压力为多少？压缩功又为多少？
【答案】此压气机压比为绝热指数为：
采用单级压缩，因可逆绝热过程，可求得压缩终了气体的温度为：
消耗的功为：
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