2018年常州大学机械学院852工程热力学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 压缩机压缩过程的多变指数„的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数„ 应增加还是减少？
【答案】
，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数„
应减少。
2．
画出蒸汽压缩制冷系统的
【答案】
蒸汽压缩制冷系统的
图，并说明各过程是在哪个设备中完成的。
图如图所示。
图
其中
，
在压缩机中完成
；
在冷凝器中完成
；
在节流阀中完成
；
在冷藏库（蒸发
器）中完成。
3． 多股气流汇合成一股气流称为合流。混合气流的熵值是否等于各股支流熵值之和？为什么？应该怎样计算？
【答案】因合流过程常伴有熵产，故混合气流的熵值一般不等于各股支流熵值之和。应该根据混合后气流的具体状态参数进行计算。
4． 刚性绝热容器分隔成两部分（图，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。问：（1）取气体为系统，若突然抽去隔板，系统是否作功？（2）设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再 抽下一块，气体（系统）是否作功？（3）上述两种情况从初态变化到终态，
其过程是否都可在
图上用实线表示？
【答案】（1）系统不作功，因为功是通过边界传输的能量，当取气体为系统时，系统边界从初态时占容器的一部 分扩大到全部容器，而容器是刚性的，所以没有能量传递输出边界，也就没有作图功。
（2）系统仍不作功。 （3
）第一种情况不能在
图上用实线表示，因为过程不是准静态过程；第二种情况，若隔
板数量是有限值，
则过程不能在穷小，
则过程可以在
图上用实线表示；若隔板数量无穷多，且每两块隔板间距离无
图上用实线表示，因为每抽去一块隔板，系统偏离平衡状态无穷小，且很
快恢复平衡，而每个平衡态都可用图上一 点表示，无穷多的点连成一条实线。
图
5．
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
第一块迅速被冷却到环境温度
试说明这三个过程
其熵变为的大小关系。
第二块在
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
，
6． 试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。
【答案】开口系统能量方程的一般表达式为：
式中
，
为开口系与外界交换的热量
；
为开口系控制容积内的储存能的变化量
；
为进口处工质的焓
为出口处时工质的焓值、动能及位能
；
值、动能及位能
；为开口系何外界输出的轴功。
7． 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。
8． 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。
9． 理想气体进行定温膨胀时，可从单一恒温热源吸入的热量，将之全部转变为功对外输出，是否与热力学第二定律的开尔文叙述有矛盾？
【答案】热力学第二定律的开尔文叙述为：不可能从单一热源吸热，并使之完全变为有用功而不引起其它变化。在理想气体定温膨胀的过程中，因为热力学能不变，故可以将其从单一恒温热源吸入的热量全部转变为功对外输出，但是在这个过程中，工质的状态发生了变化，所以并不违反热力学第二定律的开尔文叙述。虽然表面上看来是热源的热量全部转变为了功，但是输出的
功实际上是由热源的热量中的可用部分和工质中的减少量两部分组成的。
10．定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？
【答案】定压
：
定温
绝热
定容
二、计算题
11．有一台气体发动机，工质从初态②定容加热过程2-3, 定容升压比为
要求:（1
）把该循环表示在（2
）用哪个大，为什么？
【答案】（1
）该循环的
图和
图如图所示。
出发按下列过程工作：①绝热压缩过程1-2, 压缩比③绝热膨胀过程3-4, 使膨胀终了压力
图和
图上。
④定压放热过
程4-1, 使工质回到初态。设气体比热容为定值，经绝热指数为
等参数表示该循环的热效率。
（3）若在相同比缩比下，有一个定容加热的活塞式内燃机循环，试比较这两个循环的热效率
图
（2
）由于
依题意可知该循环的燃烧热效率为：
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