2018年武汉大学动力与机械学院909传热学之工程热力学考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 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
2． 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
3． 写出下列计算式的适用条件
：
消耗的最小有用功，
如冷量
【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。
4． 反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个？写出其定义式。
【答案】
5． 为什么
图上过同一点的气体定容线要比定压线陡一些？
有
为
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。
有
为图上定压曲线斜率，该斜率与比
因为定压比热容大于定容比热容，
所以可知过
6． 如图1所示，在
图上任一点的定容线陡于定压线。
图上所示循环1-2-3-1中，2-3为绝热过程。试用面积表示该循环中的吸热
量，放热量，净功量和由于粘性摩阻而引起的做功能力损失。
图1 图2
【答案】用面积表示循环中的吸热量、放热量、净工量和做工能力损失如图图2所示，其中：吸热量：
面积放热量：
面积净工量：
面积
做功能力损失：
面积
面积
第一块迅速被冷却到环境温度
试说明这三个过程
其中
为
其熵变为的大小关系。
第二块在
也即吸热量-放热量；
7．
三块相同的金属块被加热到温度
环境中缓慢冷却到
再被冷却到环境温度
其熵变为
其熵变为
第三块先与温度为的热源接触，达到平衡后
【答案】熵是状态量，熵变与过程无关
，
8． 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：
则有：
求并令其为零，得：
此即表明当
时，二级压缩所消耗的总功最小。
9．
某完全气体初态压力为
在
经绝热节流后压力为为
节流后
设环境压力为且请
图上画出三条等压线，并表示出绝热节流过程的做功能力损失的大小。说明为什么？ 【答案】
三条等压线如图所示。节流前
损失即作功损失：
10．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
图或
图上是逆时针。
二、计算题
11．两物体A 和B 的质量及比热相同，均为和
传热，
求平衡温度及不等湿传热引起的
【答案】示意图如图所示。
损失。
温度各为和
且
设环境温度为
（1）
若在此高低温热源间工作一个可逆热机，试求最大循环功和最终平衡温度；（2）若A 与B 直接
图
（1
）对系统列
平衡方程，
设最终平衡温度为
可得：
其中
为
损失，
且
所以，损失为：
当
时
，
则
此时最大循环功为：
由热力学第一定律可知
，