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2017年中国矿业大学(徐州)力学与建筑工程学院501工程热力学考研复试核心题库

  摘要

一、名词解释

1. 制冷量。

【答案】制冷量是指在1个制冷循环中制冷剂从低温热源吸收的热量。

二、简答题

2. 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。

3. 某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程,一个为可逆过程一个为不可逆过程,试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大,为什么?

【答案】工质经历相同的两个过程,

因此熵变

相同情况下,

4. 如何确定多级压缩、级间冷却压气机的各级増压比?

【答案】设为m 级压气缩,级间冷却,

初压,p 为终压,则最佳增压比为:

5. 在绝热良好的房间内,有一台设备完好的冰箱在工作,在炎热的夏天打开冰箱,人会感到凉爽,问室内温度是否会越来越低? 请用热力学原理加以解释。

【答案】一开始,人会感到凉爽,这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内,而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能,故空气温度降低,人感到凉爽。

随着时间的进行,冰箱输入功率转化的热越来越多地进入房间空气中,空气的温度逐步回升。这样,房间内 的温度不会越来越低。

6. 试述孤立系统的熵増原理?什么是补偿过程?

【答案】孤立系熵增原理是指,膨胀系统总熵减少的过程都不可能发生,理想情况也只能实 现总熵不变。可逆实际上也是难以实现的,所以实际的过程总是朝着使系统总熵増大的方向进行。

补偿过程指,如果某一过程的进行会导致孤立系中各物体的熵同时减少或各有增减,但其总熵减小,则这种过程不可单独进行,除非外界的熵减过程作为补偿,使孤立系统熵增大,至少保持不变。

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相同。设

由于可逆过程

由此可知,不可逆过程相应外界熵变化量大。

7. 对于简单可压缩系,系统只与外界交换哪一种形式的功?可逆时这种功如何计算?

【答案】在简单可压缩系统中,系统只与外界交换膨胀功或压缩功。可逆时,这种功的计算式为

三、计算题

8. 气缸内的正丁烷

积为得初、终态

【答案】

因为初态

理想气体等温过程下

终态

所以在过程中可以近似把正丁烷当做理想气体。

所以过程功为:

9. —封闭的气缸如图所示,有一无摩擦的绝热活寨位于中间,两边分别充满氧气和氮气,初态均为

若气缸总容积为

溶器体积忽略不计,缸体及氧气外侧是绝热

试求所需热量及终

氮气

的,仅在氧气一侧外端面上可以变换热量。现向氧气加热使其压力升高到态温度,并将过程表示在

图上。已知氧气

被可逆等温压缩到

临界温度

若初始时体查况N-O 图,

试求过程功。已知,正丁烷临界压力

【答案】因为氮气进行的是缓慢的无摩擦的绝热过程,所以它经历的是定熵过程,而氧气经历的是一般的吸热膨胀多变过程

氮气经历了一绝热压缩过程,终压为

由绝热过程方程

可知:

此时氧气的体积为:

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又有则:

解得:

同理可求得氮气的终温

为:

取氧气和氮气为闭口系,则有能量方程:其中氮气和氧气的质量分别为:

可解得吸收的热量为:

(3)将过程表示在

图上,如图所示。

其中

则所需的加热量为:

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。

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