2017年江西理工大学建筑与测绘工程学院824工程热力学考研冲刺密押题
● 摘要
一、简答题
1. 试述下列各项中两个概念之间的区别:
(1)闭口系统和孤立系统。 (2)绝热过程和定熵过程。 (3)可逆循环和逆向循环。
【答案】(1)闭口系是指系统与外界没有物质交换;而孤立系统是指系统与外界之间既无物质交换也无能量交换的系统。
(2)绝热过程指过程中,系统与外届没有热量交换;而定熵过程是指过程中系统的熵不变。可逆的绝热过程一定是定熵过程,但不可逆的绝热过程不是定熵过程。
(3)可逆过程是指系统经过一个过程后,可以使得系统和外界同时恢复到初始状态,而不引起变化的过程,而逆向过程是指过程的方向在
2. 试确定图上一组等温线簇温度的大小和
图或
图上是逆时针。
图上一组等容线簇比体积的大小。
所以
即
【答案】如图所示,取等压过程1-2, 与等温线簇相交于1、2
。因
由于
所以,
即等温线簇中右上方的等温线的温度高。
图
也可以从能量关系分析:过点2作等熵线,因等熵线比等温线陡,故与过点1的等温线相交于点3。考察过 程2-3, 过程中,q=0, 同时,因
所以过程功为正。据热力学第一定律解析式
得即由于
因q=0, 故
因此
但
所以过程1-2体
如图所示,取等熵线与等比体积线簇相交于1、2、3, 考察过程1-2-3, 显然
据热力学第一定律解析式
积功为正,由此可得
参照上述方法,可导出
3. 若热力学第一定律表达式写作
分别为
图上的圆周上的四个点,是比较
与
的大小。
那么该式的使用条件是什么?为什么?
图上熵增大方向以及
图上等压线簇增大方向。
【答案】使用条件为准静态或可逆过程。因为只有在准静态或可逆过程时,
系统膨胀功才等于
4. 如图所示,
图
【答案】由热力学第一定律可知,因为热力学能又根据
图,有
是状态参数,只和状态有关,所以:
所以有:
5. 如图所示的气缸活塞系统,气缸内气体压力为p ,曲柄连杆对活塞的作用力F , 活塞与气缸摩擦力为
活塞的面积为A 。讨论气缸内气体进行准静态过程和可逆过程的条件。
【答案】
图
6. 写出下列计算式的适用条件
:
【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式的适用条件是任意工质的可逆过程。
7. 对于简单可压缩系,系统只与外界交换哪一种形式的功?可逆时这种功如何计算?
【答案】在简单可压缩系统中,系统只与外界交换膨胀功或压缩功。可逆时,这种功的计算式为
的高温热源及
的低温热源之间,吸热1000kJ 而作功700kJ 。问
8. 有一发动机工作于该发动机能否实现?
【答案】
故不可能实现。
9. 未饱和湿空气经历绝热加湿过程,其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化?
【答案】干球温度降低,湿球温度不变,露点温度不变。
10.闭口系统从温度为300K 的热源中取热500kJ ,系统熵增加20kJ/K,问这一过程能否实现,为什么
【答案】能实现。对于可逆过程的熵有:增为:
因此该过程可以实现。
则系统从热源取热时的可能达到的最小熵
二、计算题
11.空气依次经绝热压缩过程12、定容加热过程23、绝热膨胀过程34、最后经定压放热过程41完成一个理想循环。已知循环的压缩
比
空气可视为定比热容理想气体,气体常数
求该理想循环的热效率。 【答案】为定压过程,故有:
依据理想气体状态方程
可知单位质量理想气体的比容为:
1-2过程为绝热过程,可知:
又由理想气体状态方程
循环吸热
量绝热指数(热容比)
代入可求得:
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