2018年山东大学机械工程学院904工程热力学[专业硕士]考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1．
迈耶公式蒸气？
【答案】
因为迈耶公式
的推导中应用了理想气体的性质，所以迈耶公式一般适用
于理想气体，故不适用于动力工程中的高压水蒸气。
另外，地球大气压力较低，大气中的水蒸气的分压力更低一些，所以可将大气视为理想气体混合物，故迈耶公式可以适用于大气中的水蒸气。
2．
画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的图，用各点的状态参数写出：
（1）朗肯循环的吸热量、放热量、汽轮机所做的功及循环热效率。 （2）制冷循环的制冷量、压缩机耗功及制冷系数。 【答案】
画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的
图如图所示。
是否适用于动力工程中应用的高压水蒸气？是否适用于地球大气中的水
（1
）参考
郎肯循环 蒸汽压缩制冷循环
图，可以得到：
的定压加热过程，吸热量
：
的过程，在冷凝器中进行，放热量：
做工量：
朗肯循环的吸热过程为郎肯循环的放热过程为
汽轮机中，
做功过程为绝热膨胀过程在水栗中被绝热压缩，
接受功量为
相对于汽轮机做功来说很小，故有热效率：
（2
）参考上面的压缩机耗功为
：制冷系数为
：
图，可以得到：
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蒸汽压缩制冷循环的吸热量为
：
3． 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。
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】
如何变化？
5． 若封闭气缸内的湿空气定压升温，问湿空气的
【答案】若封闭气缸中的湿空气定压升温，则混合气体中的水蒸气的温度也升高，对应的饱和压力也一起升高，但是由于混合气体的压力一定，所以水蒸气的质量和分压不变，因此，湿空
气的焓
升高，
相对湿度
由于
不变和
增大而下降，
含湿量
由于混合气体的成
分未改变而不变。
6． 绝热节流过程中，不向高温热源吸热、也不向低温源放热，同样产生功，是否违反第一定律？第二定律？
【答案】不违反第一定律，也不违反第二定律。 （1）绝热节流过程中
，
根据热力学第一定律
知：
（2）状态发生变化，系统对外做出的功等于内能的减小。
7． 综观蒸汽动力循环、燃气轮机循环、内燃机循环以及其他动力循环，请分析归纳转换为机械能的必要条件或基本规律？
【答案】动力循环工作过程的一般规律是任何动力循环都是以消耗热能为代价，以作功为目的。但是为了达到这个目的，首先必须以升压造成压差为前提，否则消耗的热能再多，倘若没有必要的压差条件，仍是无法利用膨胀 转变为动力。由此可见，压差的存在与否是热能转化为机械能的先决条件，它也为拉开平均吸、放热温度创造了 条件。其次还必须以放热为基础，否则将违背热力学第二定律。总之，升压是前提，加热是手段，作功是目的，放热是基础。
8． 某空气循环由下列三个可逆过程组成：由状态
1压缩升压到画在
图和【答案】
画出
图上。
图和
图如图所示。
经等温
接着经定压过程膨胀至状态3, 然后等容降压到状态1。试将该循环示意性
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图
二、计算题
9． 10kg 空气，初态为
【答案】
依题意可知
所以有
：
其中
定压放热过程2-3
满足热力学第一定律解得终温
：
系统的熵变为：
外界环境的熵増为：
10．对理想气体多变过程，试推导下列计算式（必须给出推导过程）。假设比热容与温度无关。
（1）初终状态基本状态参数间的关系。 （2）内能变化量。 （3）焓的变化量。
（4）熵的变化量（三个计算式）。 （5）过程功。 （6）技术功。
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定容放热到后，再定压放热试求空
气
空气内能、焓、熵的变化量以及环境的熵变量。已知环
境
取空气的闭口系，则定容放热过程1-2
满足热力学第一定律
其中
空气内能和焓的变化分别为：
则有：
则有：