2018年北京理工大学机械与车辆学院815工程热力学(不含传热学)考研基础五套测试题
● 摘要
一、问答题
1． 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。
2． 两个质量和比热（cm ）相同，
温度分别为
衡的过程是 一个不可逆过程。
【答案】该热交换过程如图所示。
和
的固体进行热交换，请推导说明达到热平
图
如果此系统熵增大于零，则过程不可逆。 直接传热，则平衡温度，有
所以过程不可逆。
3． 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。
4． 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。
二、综合题
5． 1 kg
氮气由初态
可逆定温膨胀时的最大有用功。
【答案】已知
（1）绝热节流过程，节流前后焓值相等
，所以
为
过程绝热
不对外作功
（2）根据最大有用功的定义
（3
）由
变化到
的可逆定温膨胀是吸热过程，并对外作出膨
胀功。由热力学第一定律能量方程可知，吸热量等于过程功：
6．
容积为
的压缩空气瓶内装有表压力
温度
的压缩空气。打开
不计节流前后动能损失
因氮气的压力较低，故可作为理想气体，
则根据稳定流动系统拥平衡方程可知畑损失经绝热节流压力变化到
环境温度
求：（1）节流过程的畑损失；（2）最大有用功；（3）在同样的初、终压力之间进行
空气瓶上的阀门用以启动柴油机，（1
）问瓶中压力降低到时，用去多少空气? 这时瓶
中空气的温度是多少度？（2）过一段时问后，瓶中空气从室内空气中吸热，温度又恢复到室温300K , 问这时瓶上压力表的读数是多少? 设空气的比热容为定值，气体常
数
气瓶容积不随瓶内气体的温度、压力而变，当场大气压
为
【答案】阀门开启后，瓶内空气不断经阀门流出，这是一个不可逆过程。留在瓶内的空气可以按
常数计算其状态参数；
阀门关闭后，瓶内气体经历了比体积不变的吸热过程，可据定体积过程的特征计算其终压。
（1）
所以用去的空气量
（2）定体积过程中
，
所以
得
7．
某气体服从是常数。
【答案】
根据状态方程式
求得
式中b 为常数，若其比定容热容
常数，试证其比热容比
所以
两边均除以
整理得
证毕。
8．
截面积为
的气缸内有1kg 压力700kPa
、温度
的丙烷气，活塞外部作用力与气缸容
所以
，
常数，
积的平方成正比。加热丙烷气，
使其温度达丙烷气可作理想气体处理
，
【答案】据题意
，
确定气缸内终态压力和过程的热量及功。假设