2017年山东建筑大学工程热力学A复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 闭口系统与开口系统。
【答案】物质不能透过边界，即与外界与质量交换只能有能量交换的热力系统，称为闭口系统。物质可以透过外界，即与外界既可有质量交换又可有能量交换的热力系统，称为开口系统。闭口系统控制质量，开口系统控制空间范围。
二、简答题
2． 试分析下列各热力过程是否为可逆过程，如不可逆，请说明理由，若不一定可逆，说明在什么条件下可逆。
（1）将热量从温度为
的热源缓慢传递给处于平衡状态的
的冰水混合物。
（2）通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程。
（3）在一绝热的气缸内进行无内、外摩擦的膨胀或压缩过程。 （4）
的水蒸气缓慢流入一绝热容器与
的液态水相混合。 缓慢加热到
（5）在一定容积的容器中，将定量工质从（2）不可逆。属功转热过程。
（3）不一定可逆，若过程为准静过程则可逆，否则不可逆。 （4）可逆。
（5）不一定可逆，若热源温度随时保持与工质相同，则可逆。
3． 多变过程是否概括了所有热力过程？
【答案】
多变过程是指状态变化规律符合
的过程，每个特定的多变过程具有一个
不变的指数n ，即多变指数。显然，还存在不一定满足上述规律的热力过程。
4．
迈耶公式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。
5． 在稳定流动能量方程式中，哪几项能量是机械能形式？
【答案】稳定流动能量方程为：
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【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。
上述方程式中
，
是机械能形式，三者分别代表进出口工质的动能差、热能
差、开口系与外界交换的轴功。
6． 物质在定压下发生汽化，其吉布斯函数是增大、不变还是减小？
【答案】吉布斯函数不变. 物质在定压p 下汽化，其温度由
或者:物质在定压p 下汽化, 其温度
也不变，此时，物质处于液、气的相平衡, 化学势
不变，故为定压、定温过程。
相等，而
7． 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。
三、计算题
8． 如图所示，渐缩喷管经一可调阀门与空气罐连接。气罐中参数恒定P 1=500kPa，t 1=43°C , 喷管外大气压力
温度
喷管出口截面面积为
求：
（1）阀门A 完全开启时（假设无阻力），流经喷管的空气流量。 （2）关小阀门A ，使空气经阀门后压力降为的作功能力损失。已知
求流经喷管的空气流量以及因节流引起
图
【答案】（1）阀门A 完全开启（校核计算）：界压力。所以实际出口压力为：
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即出口处的大气压小于临
又依据绝热方程可得出口处的空气体积为：
出口处的空气流速为：
所以空气质量流量为：
（2）节流后温度不变，压力降为于临界压力，所以实际出口压力为：
则有
即出口处的大气压大
又依据绝热方程，可得出口处的空气体积为：
出口处的空气流速为：
所以空气质量流量为：
节流过程中的熵变为：节流温度不变，所以有：
因节流引起的作功能力损失：
9． 某蒸汽动力锅炉以30吨/小时的蒸汽供入汽轮机，进口处蒸汽的焓汽轮机出口乏汽的焓的散热为
流速
汽轮机的出口位置比进口高
试求汽轮机的功率。
流速汽轮机对环境
【答案】以汽轮机中蒸汽为研宄对象，列出其稳定工况时的能量方程：
则可求得汽轮机的功率为：
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