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一、问答题

1． 为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？

【答案】在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是降压性温，所以呈现节流冷效应。

2． 在T -s 图上表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功的大小。并说明为什么。

【答案】如图所示。

图

为等熵过程，

有为等压过程，有

：

所以

：

等熵过程中的技术功与等

压过程中吸热量相等，如图中阴影部分。

3． 如图所示，刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空。若将隔板抽去，试分析容器中空气的热力学能如何变化？若容器中所装的为固定隔板，隔板上有一小B 两侧压力相同时A 、B 两部分气体的热力学能如何变化？

孔，气体从A 泄露入B ，试分析当A 、

图

【答案】将气体视作一个控制质量，由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，所以

过程功

又因为容器绝热，

所以过程的热量

根据热力学第一定律

所以有

气体的热力学能变化也即热力学能不变。

如果有固定隔板，隔板上有小孔，则气体从A 中泄露入B 中，若隔板绝热，则过程为A 对5的充气过程，因为A 部分气体对部分作推进功，充气的结果是A 部分的热力学能比原来减少，而B 部分气体的比热力学能升高，最后当两部分气体的压力达到平衡，但是A 部分气体的温度比B 低。

B 部分的气体应时刻具有相同的温度，B 两部分气体相同时，若隔板是良好导热体，A 、当A 、A 、5两部分气体处于热力学平衡状态，情况与自由膨胀时相同，两个部分气体的比热力学能相等。两部分的总热力学能与两部分的容积成正比。

4． 物质在定压下发生汽化，其吉布斯函数是增大、不变还是减小？

【答案】吉布斯函数不变. 物质在定压p 下汽化，

其温度由

或者:物质在定压p 下汽化,

其温度相等，

而

也不变，此时，物质处于液、气的相平衡, 化学势

不变，故为定压、定温过程。

二、综合题

5． —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。

空气取定比热容已知当地大气环境

【答案】（1）取气轮机为CV 。列能量方程

根据题意

（2）

（3）计算说明

（3）取气轮机为CV , 空气作稳定流动，列熵方程

因绝热

，

则

利用烟平衡验算排气畑：

据绝热稳流开系畑平衡方程

6．

空气初态为

相同，

各级多变指数均为缩空气

求：

压气机耗功及排气温度是多少？

经三级压缩，压力达到

设空气进入各级气缸时温度

各级中间压力按压气机耗功最小原则确定。若压气机每小时产出压

（1）各级排气温度及压气机的最小功率； （2）倘若改为单级压缩，多变指数n

仍为

【答案】（1）压气机耗功最小时各级压力比相等，且为

各级排气温度相等

各级耗功相同，

故压气机耗功率

为各级功率

之和