2018年大连理工大学化工与环境生命学部(化工)881热力学基础之工程热力学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 如图所示设备称为收缩喷管，
是一种使气流速度增大的设备。压力为于音速
的速度
根据质量守恒原理
略不计。若取喷管为系统，问是什么系统？
温度为的气流以低
流入喷管，在喷管内膨胀，压力和温度下降，流速升高，
流出喷管。所
此外可以认为气流流经喷管时散热可忽
图
【答案】开口绝热系。
2． 如图所示，
分别为
图上的圆周上的四个点，是比较
与
的大小。
图
【答案】由热力学第一定律可知
，因为热力学能又根据
图，
有
是状态参数，只和状态有关，所以
：
所以有
：
3． 水蒸气的朗肯循环，其放热过程为定温过程，吸热过程也有部分是等温的，而人们又常说定温吸热和定 温放热最为有利，可是为什么在大多数情况下蒸汽循环反较柴油机循环的热效率低？
【答案】卡诺循环的吸热过程和放热过程都是等温进行的，卡诺循环热效率也是最高的，但
是并不代表等温吸热 和等温放热就一定有利，真正决定热效率的要看吸热量和放热量的多少。吸热越多、放热越少，则循环的热效率 就越尚。蒸汽循环与柴油机循环相比，在放热过程中，蒸汽动力循环工质的放热温度与环境介质的吸热温度温差较小，且工质保持定温，所以放热量小。而柴油机循环的放热过程接近定容，放热的终了，排气温度仍然高于环境的温 度，所以放热量较高。但是在吸热过程中，蒸汽动力循环吸热过程温度较低，而柴油机循环中采用吸热前压缩气 体，使气体的平均吸热温度提高，在吸热量上比起蒸汽循环要多得多。所以在大多数情况下，蒸汽动力循环反较 柴油机循环的热效率低。
4． 什么是回热？试解释在热机循环中若能采取回热措施，从热力学角度简单说来将会带来什么好处？
【答案】回热是指，在保持构成循环的热力过程性质不变的条件下，利用循环中某些放热过程的放热量来满足另一些吸热过程的吸热需要的措施。从热力学的角度来说，循环输出的净功不变，但是回热的措施使循环从外界高 温热源的吸热量减少，向低温热源的放热量也减少，因而可以提高循环的热效率。 5． 系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，能否判断该过程一定放出热量，为什么？
【答案】如果认为系统是闭口系，
由如果认为系统是开口系，据题意有：
假设绝热，只要
6．
若热力学第一定律表达式写作
那么该式的使用条件是什么？为什么？
【答案】使用条件为准静态或可逆过程。因为只有在准静态或可逆过程时，
系统膨胀功才
等于
其中
为
7． 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：
必定放热。
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。
8． 膨胀功、流动功、轴功和技术功之间有何区别？有何联系？
【答案】对流动工质，微分形式能量方程：
所以有
二、计算题
9．
压力为
最后等温膨胀到初压lbar 。
试问:（1）该循环是正循环还是逆循环？ （2）循环的热效率来制冷系数为多少？ （3
）此循环在
图和
图上表示？
【答案】（1）该循环式逆循环。 （2）1-2绝热压缩，知压缩后体积为：
则终温为：
（3）2-3定压放热，则有：依据理想气体状态方程
可得：
又由
过程2-3的放热量为：
的空气被可逆绝热压缩到
然后定压放热到初温
可求得
：
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