2017年中国民航大学工程热力学考研复试核心题库
● 摘要
一、名词解释
1． 自由能与自由焓。
【答案】
称为自由能，它是定温-定容系统的内能中可用于做功的部分；
G=H-TS称为自由焓，它是定温-定压系统的焓中可用于做功的部分。
二、简答题
2． 写出下列计算式的适用条件：
件是任意工质的可逆过程。
3． 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
4． 测定绝热节流系数的焦耳——汤姆逊实验是如何进行的？如何球的绝热截留系数？
【答案】任意选定一种实际气体，使其通过装有多空塞的管道，令高压端的压力和温度稳定
在和相应
的
而在低压端，调节阀门开度，通过改变流量得到不同的压力
然后将这些点画
在
图上，得
到
并且得到
因
为
【答案】①式的适用条件是理想气体的任意过程，或者实际气体的定容过程；②式的适用条
所有这些点画成一条曲线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验，即
可得到一系列的等焓线，图中等焓线上任一点的斜率
即为
5． 试分析下列各热力过程是否为可逆过程，如不可逆，请说明理由，若不一定可逆，说明在什么条件下可逆。
（1）将热量从温度为
的热源缓慢传递给处于平衡状态的
的冰水混合物。
（2）通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程。
（3）在一绝热的气缸内进行无内、外摩擦的膨胀或压缩过程。 （4）
的水蒸气缓慢流入一绝热容器与
的液态水相混合。 缓慢加热到
（5）在一定容积的容器中，将定量工质从（2）不可逆。属功转热过程。
（3）不一定可逆，若过程为准静过程则可逆，否则不可逆。
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【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。
（4）可逆。
（5）不一定可逆，若热源温度随时保持与工质相同，则可逆。
6． 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。
7． 供暖使室内温度升高，室内空气的总内能是否增加？为什么？
【答案】不增加。因一般情况下，空气可视为理想气体，温度变化不大，比热近似为常数。其比内能
状态变化
故室内空气的总内能的变化为：
而供暖过程中，室内的容积不变，压力与大气压一致也不变，所以
不变，故
三、计算题
8． 写出开口系非稳定流动能量方程式，并由其导出稳定能量方程式。
【答案】开口系非稳定流动能量方程式：
对于稳定流动，有
故上式简化为：
或其积分形式为：
对于单位质量流体工质为：
9．
压力为
最后等温膨胀到初压lbar 。
试问:（1）该循环是正循环还是逆循环？ （2）循环的热效率来制冷系数为多少？ （3）此循环在
图和
图上表示？
【答案】（1）该循环式逆循环。 （2）1-2绝热压缩，知压缩后体积为：
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的空气被可逆绝热压缩到
然后定压放热到初温
则终温为：
（3）2-3定压放热，则有：依据理想气体状态方程
可得：
又由
过程2-3的放热量为：
过程3-1的吸热量为：
制冷系数为：
10．
可求得：
理想气体，
由环境状态分别经等温压缩和等熵压缩，达到不同
（2）压缩比相同，均为
试分别计算不同终了状态’图上表示其耗功大小
。
的终了状态：（1）增压比相同，均为
时，等温和等熵两种过程下所消耗的技术功的大小，并
在
【答案】如图所示。
图
（1
）依据理想气体状态方程
可求得初始状态时气体的体积为：
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