2018年北京交通大学机械与电子控制工程学院962工程热力学考研核心题库
● 摘要
一、问答题
1． 给出“热”和“功”的定义，并分析其异同。
【答案】热量是热力系和外界之间仅由于温度不同而通过边界传递的能量，功是热力系流通过边界而传递的能量，而全部效果可表现为举起重物。
相同点：二者均为过程量，都通过边界传递。
不同点：功是有规则的宏观运动能量的传递，在作功过程中往往伴随着能量形式的转化；热则是大量的微观粒子杂乱热运动的能量传递，传热过程中不出现能量形式变化，功转变成热是无条件的，而热转变成功是有条件的。
2． 写出常用的计算工质内能、焓、熵变化的热力学一般关系式？
【答案】内能的表达式为
：焓的表达式为
：熵的表达式为
：
或
3． 试从热力学角度分析，空调器的制冷和制热的机理。
【答案】机理如图所示。
图
空调制冷、制热均利用热机的逆卡诺循环，外界对热机作功，从低温热源吸热，向高温热源放热。
制冷时，室内作为高温热源，热量被吸走，降温，达到制冷目的；制热时，室内作为低温热源，吸收热量，升温，达到制热目的。
4． 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。
二、综合题
5．
容积为
的容器内充满有1350kg 水和与水平衡的蒸汽，
其温度和压力分别为
和
2.79505MPa 。现将中应加入多少热量？
【答案】取容器为CV ，列能量方程
忽略动能及位能变化并据题意有
过程中\是常数，即
因
所以
由于过程中控制容积内压力和容积保持常数，故
代入式（a ），得
据题意，初态为饱和蒸汽状态，终态仍为相同温度、相同压力的湿饱和蒸汽状态。由于过程中原在容器内的水的焓值无变化；未冷凝的蒸汽焓值也不变，控制体积内焓值的变化由加入的水和饱和蒸汽冷凝成饱和液体的焓 变构成，所以
式中，式
查饱和水和饱和水蒸气表
，
时
查未饱和水和饱和过热水蒸气表
，
的未饱和水焓
代入式（b ），得
6．
活塞由弹簧支承的气缸系统内空气初始压力
体积
若气缸内压力与体积成正比，即
【答案】
方法一据题意
体积
代入数据得
900kg 水用泵送入容器中，试问为维持容器内初始温度和压力值，该过程
是冷凝的蒸汽质量。又，控制体积内总容积不变，所以泵入水终态的体积满足下
所以
终态压力
求过程中空气作的功。
所以
图
方法二在P-V 图上过程线下面积表示可逆过程的体积变化功，由于压力与体积成线性关系（图）, 所以
7．
压力
温度为
的空气可逆绝热流过渐缩喷管，
进入压力为
的空司。求出口
压力、出口温度及出口流速（可忽略入口流速）。
【答案】设喷管出口处空气的压力等于喷管出口外面环境的大气压力，又因空气为双原子气体，其临界压力比
由于可忽略入口流速，则入口状态可认为是滞止状态。 背压比
即背压比大于临界压力比，
对渐缩形喷管出口压力可逆绝热流动，喷管出口的空气温度
即
出口流速
或
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