2016年哈尔滨工业大学能源科学与工程学院工程热力学复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 什么是可逆过程？经历一个不可逆过程后，系统是否还能恢复原来的状态？为什么？
【答案】若系统在完成某一过程后，能够沿着该路径逆行而使系统及外界都回复到原来的状态，没有其他任何变化，则称此过程为可逆过程，否则则为不可逆过程。经历一个不可逆过程后，系统是能够恢复到原来的状态的。所谓不可逆过程，是指完成一个过程后，系统和外界不可能同时恢复到原来的状态，所以只有系统本身恢复到原来的状态是可能的，只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复到原来的状态。
3． 试在图和图上绘出理想混合加热循环图并说明压缩比、定容升压比及定压预胀比的定义。
【答案】如图所示。
图
压缩比：定容升压比：定压预胀比：
4． 绝热活塞把一个刚性绝热容器分成A 和B 两部分（图），分别有某种气体，B 侧设有电加热丝。活塞 在容器内可自由移动，但两部分气体不能相互渗透。合上电闸，B 侧气体缓缓膨胀。问：
，（1）取A 侧气体为系 统，是什么系统；（2）取A 侧和B 侧全部气体为系统（不包括电热丝）
是什么系统；（3）取A 侧和B 侧全部 气体和电热丝为系统，是什么系统；（4）取图中虚线内为系统，是什么系统？
图
【答案】（1）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换功；
（2）闭口系，系统与电热丝交换热量；
（3）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换电能，没有热量越过边界；
（4）孤立系。
5． 明采用两级压缩，中间冷却压缩气体时，如要使总耗功最小，中间压力第二级压气体出口压力，而为第一级压气机的进口压力。
【答案】若两级压缩过程的多变指数为n ，则两级压缩工程中所消耗的功为：
若中间定压冷却充分，即
可得：
并令其为零，得： 则有： 其中为求
此即表明当时，二级压缩所消耗的总功最小。
6． 试说明绝热过程的过程功和技术功的计算式的适用条件。
【答案】
根据普遍使用的热力学第一定律的第一表达式和第二表达式导出，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。
7． 为什么图上过同一点的气体定容线要比定压线陡一些？
【答案】对定容过程，
根据
斜率与比热成反比例。
对定压过程，根据
热成反比例。
因为定压比热容大于定容比热容，所以可知过图上任一点的定容线陡于定压线。
8． 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。
有为图上定压曲线斜率，该斜率与比有为图上定容曲线斜率，该
二、综合分析题
9． —个10L 的刚性容器内有干度为0.8的R134a ，容器内设有电阻丝连接在6V 的电池上。
求过程中热量。 电阻丝通以10A 的电流10分钟后容器内R134a 的温度升高到
【答案】取容器内工质为系统。过程中系统与电阻丝交换热量，体积不变，w=0。查R134a 的热力性质图表并辅以计算确定热力学能等参数，列能量方程
解得通过筒体放热
10．—台气轮机以空气为工质，进入气轮机的空气状态为
出口为
若气轮机散热可忽略不计，当lkg 空气流过气轮机时：
（1）确定实际输出功ws ; （2）由空气初态确定可能获得的最大功
上述两者不同的原因。
空气取定比热
容
【答案】（1）取气轮机为CV 。列能量方程
根据题意
（3）计算说明已知当地大气环
境
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