2018年大连海事大学轮机工程学院807轮机工程基础之工程热力学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、计算题
1． 某汽缸中盛有气体，首先经历一不可逆过程，从温度为能增加
交换，
已知热源经历上述两个过程后熵变化
求：（1）第一不可逆过程中气体对外所做的功。
（2）第二可逆过程中气体与热源交换的热量，气体所完成的功量。 【答案】（1
）依据闭口系热力学第一定律气体对外所做的功为：
（2
）因为
所以
：
其中，
所以
的热源中吸取
的热量，其内热源发生热
然后再经过一可逆过程，使气体恢复到初态，
该过程中只有气体与
第一个不可逆过程热源熵变为：
又因为
所以第二个过程的熵变为：
又由
可求得
：
则气体放热
即：
2． 如图所示，渐缩喷管经一可调阀门与空气罐连接。气罐中参数恒定P 1=500kPa，t 1=43°C , 喷管外大气压力
温度
喷管出口截面面积为
求：
（1）阀门A 完全开启时（假设无阻力），流经喷管的空气流量。 （2）关小阀门A ，使空气经阀门后压力降为的作功能力损失。已知
求流经喷管的空气流量以及因节流引起
即第二个可逆过程热源吸热
因为
所以气体所完成的功量为：
图
【答案】（1）阀门A 完全开启（校核计算）
：界压力。所以实际出口压力为：
又依据绝热方程
可得出口处的空气体积为：
即出口处的大气压小于临
出口处的空气流速为：
所以空气质量流量为：
（2）节流后温度不变，
压力降为于临界压力，所以实际出口压力为
：
则有
即出口处的大气压大
又依据绝热方程，可得出口处的空气体积为：
出口处的空气流速为：
所以空气质量流量为：
节流过程中的熵变为
：节流温度不变，所以有：
因节流引起的作功能力损失：
3． —封闭的气缸如图所示，有一无摩擦的绝热活寨位于中间，两边分别充满氧气和氮气，初态均为
若气缸总容积为
及
溶器体积忽略不计，缸体及氧气外侧是绝热
试求所需热量及终
氮气
的，仅在氧气一侧外端面上可以变换热量。现向氧气加热使其压力升高到态温度，并将过程表示在
图上。已知氧气
图
【答案】因为氮气进行的是缓慢的无摩擦的绝热过程，所以它经历的是定熵过程，而氧气经历的是一般的吸热膨胀多变过程
氮气经历了一绝热压缩过程，终压为
：
由绝热过程方程
可知：
此时氧气的体积为：
又有
则:
解得：
同理可求得氮气的终温
为：
取氧气和氮气为闭口系，则有能量方程
：其中氮气和氧气的质量分别为：
其中
则所需的加热量为：