2017年北京市培养单位国家空间科学中心814热工基础之工程热力学考研强化模拟题
● 摘要
一、判断题
1． 热力系是指所有参与热力过程的物体群。（ ）
【答案】错
2． 渐缩喷管出口截面的压力随着背压的降低面降低，当背压降至临界压力以下时，出口截面的压力等于背压值。（ ）
【答案】错
3． 实际蒸汽动力装置与燃气轮装置，采用回热后平均吸热温度与热效率均提高。（ ）
【答案】对
【解析】对实际的蒸汽的动力装置于燃气轮机装置来说，采用回热后，平均吸热温度升高，于是热效率也得到提高。
4． 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。
5． 对所研宄的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。（ ）
【答案】对
6． 工质经过不可逆过程的熵变必然等于经历可逆过程的熵变。（ ）
【答案】对
7． 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
8． 喷管出口流速的大小与背压无关。（ ）
【答案】错
第 2 页，共 52 页 总等于同一定值。（ ） 故其值是变化的。
9． 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】对
【解析】根据容积效率的计算结果提高增压比，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。
10．若热源与冷源的温差愈大，则循环热效率愈大，且制冷系数也愈大。（ ）
【答案】错
【解析】因为如果温差越大，低温热源的温度越低，则制冷系数越小
二、简答题
11．试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。
【答案】开口系统能量方程的一般表达式为：
式中
，为开口系与外界交换的热量
；为开口系控制容积内的储存能的变化量
；
为进口处工质的焓为出口处时工质的焓值、动能及位能；
值、动能及位能；为开口系何外界输出的轴功。
12．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
13．压缩机压缩过程的多变指数„的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数„ 应增加还是减少？
【答案】，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数„应减少。
14．采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa 的空气压缩至2.5MPa , 中间压力为多少时耗功最小？
【答案】当两级的增压比相等时，耗功量达到最小值。最小值为：
15．实际空气制冷循环不可逆损失主要来自哪里？如何减少？
【答案】（1）空气压缩式制冷是利用常温下将较高压力下的空气进行绝热膨胀将获得低温低压的空气这一原理获得所需的低温，其工作原理图如1所示，
第 3 页，共 52 页 图如图2所示。
图 1 图 2
低温低压的空气在冷室的盘管中定压吸热升温后进入压缩机，被绝热压缩提高压力，同时温度也升高，然后 进入冷却器，被外界冷却水冷却到接近常温后再进入膨胀机。压缩空气在膨胀机内进行绝热膨胀，压力降低同时 温度也降低。将低温空气引入冷室的换热器，在换热器盘管内定压吸热，从而降低冷室的温度，空气吸热升温后又被吸入压缩机进行新的循环。
（2）实际空气压缩式制冷中，压缩机和膨胀机在压缩膨胀过程中由于机械运动或多或少总是存在摩擦，故存在摩擦损失；冷却器和蒸发器中放热和吸热过程也是在温差作用下进行的，故存在非平衡损失。
（3）要减少这些损失，只有通过尽量减小传热过程存在的温差和减小机械运动的摩擦来减少不可逆损失。 实际应用中，常采用回热等措施，减小压缩、膨胀中的不可逆损失。
16．在最高温度及最高压力一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是怎样的？试利用 图进行分析。
图如图所示。
【答案】在最高温度及最高压力一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是
图
17．某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程，一个为可逆过程一个为不可逆过程，试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大，为什么？
【答案】工质经历相同的两个过程，
因此熵变
在相同情况下，相同。设
由于可逆过程
由此可知，不可逆过程相应外界熵变化量大。
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