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2017年兰州交通大学机电工程学院813工程热力学考研题库

  摘要

一、判断题

1. 对于确定的气体,在任意指定的温度下,其

【答案】错

【解析】理想气体的比热容仅是温度的单值函数,而与压力、比容无关,但实际气体比热容不仅与r 有关,还随着

或而变,有

故其值是变化的。 总等于同一定值。( )

2. 气体膨胀时一定对外做功,而被压缩时则一定消耗外功。( )

【答案】错

【解析】气体向真空自由膨胀的时候就不做膨胀功。

3. 膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量。( )

【答案】错

4. 绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵増。( )

【答案】对

5. 可逆过程一定是准静态过程。( )

【答案】对

【解析】因为一个可逆过程,首先应该是准平衡过程。

6. (1)理想气体任意两个状态参数确定后,气体的状态就一定确定了。( )

(2)活塞式压气机采用多级压缩和级间冷却方法可以提高它的容积效率。( ) 【答案】(1)错;(2)对

【解析】(1)气体的状态需要由两个独立的状态参数来确定,而不是任意两个状态参数即可确定气体的状态。

(2)根据容积效率的计算结果

提高増压比,将减小容积效率,所以

若要获得较高压力,采用多级压缩、级间冷却的方法,就可以提高压气机的容积效率。

7. 理想气体不可能进行放热而升温过程。( )

【答案】错

【解析】由热力学第一定律过程。

可知,外界对气体做功,可实现气体放热斌且升温的

8. 工质经历一可逆循环,其

【答案】错

而工质经历一不可逆循环,其( )

9. 熵减少的过程是可以发生的。( )

【答案】对

【解析】只对于孤立系统,熵必定增加或不变,但是对于其他非孤立系统,不一定熵增。

10.热力系统没有通过外界交换能量,系统的热力状态也可能发生变化。( )

【答案】对

【解析】若系统内部发生不可逆过程,则熵增。系统的热力状态发生变化。

二、简答题

11.为什么

图上过同一点的气体定容线要比定压线陡一些?

图上定容曲线斜率,该

【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

12.均质等截面的直杆夹持在分别维持恒温和

不改变,杆子任意截面的温度

图上任一点的定容线陡于定压线。 的两物体之间(图)。经验告诉我们,只要

图上定压曲线斜率,该斜率与比

也不随时间改变而保持恒定。试问杆子是否处于平衡状态?

【答案】杆子仅是处于稳定状态而非平衡状态。因为杆子各截面温度维持恒定是在外界(温度为

的两个物体)的作用下才成立的,如果撤除

的两个物体,杆子各截面将逐渐趋

于均匀一致,所以杆子是处于稳 定状态而非平衡状态。由此可得,平衡必稳定;稳定未必平衡。

13.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。

14.在热力学能、焓、熵、功和热量这些参数中,哪些量是状态量?哪些量是过程量?

【答案】

是状态量;

是过程量。

15.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。 (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。

16.什么是可逆过程?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。

17.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:

【答案】(1)不可逆。属有限温差下的传热过程,所以不可逆。

18.朗肯循环采用回热的基本原理是什么?

【答案】基本原理是提高卡诺循环的平均吸热温度来提高热效率。

19.对于理想气体,试说明它的热力学能和焓都是温度的单值函数。

,故热力学能是温度【答案】根据理想气体模型,热力学能是气体分子热运能量(无内位能)的单值函数。