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一、简答题

1． 简述克劳修斯是如何在卡诺定理的基础上推导参数熵的？克劳修斯不等式如何表达？

【答案】任意工质进行的一个任意可逆循环，用一组可逆热线将它分割成无穷多个微元循环，这些绝热线无限接近，认为组成无穷多个微卡诺循环，如图所示。

图 分析循环，热效率为：

即

取代数值为负，对两边同时积分得：

即：

过程

与组成可逆循环因此，可得：

此即为克劳修斯等式。

依据卡诺定理，在两个不同温度恒温热源间工作的不可逆热机效率小于可逆热机效率，即

: 由于可逆热机效率于是则

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若考虑

和为代数值，则可写成：

所有微元循环加起来，考虑到不可逆循环过程，工质与热源温度有可能不等，

上面推导中的是热源温度，用表示，因而得到：

联立式邵可得到克劳修斯积分不等式：

2． 有一发动机工作于该发动机能否实现？ 【答案】故不可能实现。 的高温热源及的低温热源之间，吸热1000kJ 而作功700kJ 。问

3． 有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，问采用多级压缩有何好处？

【答案】采用多级压缩，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。另外，采用多级压缩可以采用中间冷却措施，使高压级的压缩终温不会很高，少耗功。

4． 某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在室温下，

制冷温度为

时，制冷系数仍可以达到4, 请你判断一下是否可能实现。

【答案】过程可逆时，

5． 已知房间内湿空气的

【答案】沿温度值为温度，试用所以不可能实现。 图定性的确定湿空气状态。 交于一点a , 从a 点沿等焓线与温度的温度线，与相对湿度线

值为？的温度线交于一点h 6点的室内空气状态参数，如图所示。

图

6． 试述准静态过程与可逆过程的区别。

【答案】（1）定义不同。准静态过程是一系列平衡态所组成的过程；可逆过程是如果系统完成某一热力过程后，再沿原路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化

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的过程。

（2）要求条件不同。可逆过程要求系统与外界随时保持力平衡和热平衡，且不存在任何耗散损失，在过程中没有任何能量的不可逆损失；准静态过程的条件仅限于系统内部的力平衡和热平衡，在进行中系统与外界可以有不平衡势差，也可能有耗散现象发生，只要系统内部能及时恢复平衡，其状态变化还是准静态的。

（3）可逆过程是针对过程中所引起的外部效果而言的，准静态过程是针对系统内部状态变化而言的。

（4）可逆过程一定是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。

（5）实际过程总是在温差、压差作用下变化的，实际过程是偏离可逆过程的准静态。

相同点：对于热力系统而言，两个过程都是由一系列平衡态所组成的，在

曲线表示，都可用确定的状态参数变化描述过程。

7． 在温度为的环境中，质量温度为的冰

热升温至环境温度损失大小。

【答案】过程的图如图所示。

试在图上都能用连续自周围环境吸热融化为水，再继续吸图上示出此过程造成的环境熵变、冰及水的熵变、熵产量和可用能

图

图中，1-2水平线段为冰吸热融解的过程；2-3曲线为水吸热升温的过程；4-5水平线段为环境大气的放热过程。 图中表示环境的熵减量；表示冰、水的熵增量；表示过程造成的熵产量；带有阴影线的部分表示过程造成的可用能损失的大小。

8． 测定绝热节流系数的焦耳——汤姆逊实验是如何进行的？如何球的绝热截留系数？

【答案】任意选定一种实际气体，使其通过装有多空塞的管道，令高压端的压力和温度稳定

在和

相应

的而在低压端，调节阀门开度，通过改变流量得到不同的压力然后将这些点画

在图上，得

到并且得到因

为

所有这些点画成一条曲线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验，即

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