2018年中国科学技术大学国家同步辐射实验室833热工基础考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 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】应减少。
2．
试证明在压缩比
【答案】
相同的情况下，活塞式内燃机定容加热理想循环与卡诺循环有相同的，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„
热效率。这是否说明定容加热理想循环达到了卡诺循环的理想水平？为什么？
但不能说明定容加热理想循环已达卡诺循环水平，
因为
远远高于
而在相同
温度区间到）内，
将大大高于
3． 如图所示，刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空。若将隔板抽去，试分析容器中空气的热力学能如何变化？若容器中所装的为固定隔板，隔板上有一小B 两侧压力相同时A 、B 两部分气体的热力学能如何变化？
孔，气体从A 泄露入B ，试分析当A 、
图
【答案】将气体视作一个控制质量，由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，所以
过程功
又因为容器绝热，
所以过程的热量
也即热力学能不变。
根据热力学第一定律
所以有
气体的热力学能变化
如果有固定隔板，隔板上有小孔，则气体从A 中泄露入B 中，若隔板绝热，则过程为A 对5
的充气过程，因为A 部分气体对部分作推进功，充气的结果是A 部分的热力学能比原来减少，而B 部分气体的比热力学能升高，最后当两部分气体的压力达到平衡，但是A 部分气体的温度比B 低。
B 部分的气体应时刻具有相同的温度，B 两部分气体相同时，若隔板是良好导热体，A 、当A 、A 、5两部分气体处于热力学平衡状态，情况与自由膨胀时相同，两个部分气体的比热力学能相等。两部分的总热力学能与两部分的容积成正比。
4． 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
5． 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。
6． 什么是化学反应的热效应？若反应物和生成物均为理想气体，那么定压热效应和定容热效应之间有什么关系？
【答案】当系统经历一个化学变化时，当系统只做容积变化功，且所得生成物和反应物的温度相等时，这时lKmol 主要反应物或生成物所吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。
其中定压热效应为：
定容热效应为：
所以二者有如下关系：
7． 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。
8． 试说明绝热过程的过程功和技术功
的计算式的适用条件。
和第二表达式
导
【答案】
根据普遍使用的热力学第一定律的第一表达式
出，在绝热时有q=0, 代入即可得到上两式，故上面的过程功与技术功的计算式与使用什么工质无
关，与过程是否可逆也无关。
二、计算题
9． 如图所示，管道1中的空气和管道2中的空气进入管道3进行绝热混合。若管道1气流温度C ，为200°流量为压力
为
流速为
管道2气流温度为
流量为
流速为
混合后的
管道3的直径
为
若空气可视为理想气体而且比热为定值
试求混合后空气的流速和温度。
图
【答案】依据质量守恒定律，可知：
混合过程绝热，且与外界无功量交换，依据热力学第一定律知，混合前后能量守恒，有：
又依据理想气体状态方程，可知
：其中
，
即有
：
综上，可解得混合后空气的流速和温度分别为：
10．—
叶轮压气机质量流量
【答案】
图如图所示，1-2过程为可逆绝热过程，1-2' 过程为实际的不可逆过程。
空气不可逆扩压到0.5MPa ，绝热效率为0.92,
空气比热按定值比容
求进出口的熵差、熵流、熵产和做功能力损失。环境
图
依据绝热过程方程可求得经历可逆绝热过程时出口的温度为：
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