2017年北京市培养单位工程热物理研究所814热工基础之工程热力学考研仿真模拟题
● 摘要
一、判断题
1． 热力系统没有通过外界交换能量，系统的热力状态也可能发生变化。（ ）
【答案】对
【解析】若系统内部发生不可逆过程，则熵增。系统的热力状态发生变化。
2． 在非准静态过程中，系统的技术功也可以表示为
【答案】错
3． 熵减小的过程不能发生。（ ）
【答案】错
4． 制冷系数是大于1的数。（ ）
【答案】错
【解析】制冷系数是指制冷循环中制冷量与消耗功的比值，可能大于1，也可能小于1。
5． 若热源与冷源的温差愈大，则循环热效率愈大，且制冷系数也愈大。（ ）
【答案】错
【解析】因为如果温差越大，低温热源的温度越低，则制冷系数越小
6． 对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。（ ）
【答案】对
7． （1）理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。（ ）
（2）活塞式压气机采用多级压缩和级间冷却方法可以提高它的容积效率。（ ）
【答案】（1）错；（2）对
【解析】（1）气体的状态需要由两个独立的状态参数来确定，而不是任意两个状态参数即可确定气体的状态。
（2）根据容积效率的计算结果提高増压比，将减小容积效率，所以（ ） 若要获得较高压力，采用多级压缩、级间冷却的方法，就可以提高压气机的容积效率。
8． 任何动力循环，循环净功【答案】对 总等于循环净热量即总有（ ）
9． 第二类永动机违反了热力学第一和第二定律。（ ）
【答案】错
【解析】第二类永动机并不违背热力学第一定律。
10．压缩机的余隙容积对压缩机压缩每公斤工质的理论功没有影响。
【答案】对
【解析】有余隙容积后，如生产増压比相同、质量相同的同种压缩气体，理论上所消耗的功与无余隙容积时相同。
二、简答题
11．试画出蒸气压缩式热泵下的
【答案】蒸气压缩式热泵下的图，并用各状态点的焓表示出其制热系数。 图如图图所示：
图
制热系数为：
12．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。
13．如图所示，刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空。若将隔板抽去，试分析容器中空气的热力学能如何变化？若容器中所装的为固定隔板，隔板上有一小
B 两侧压力相同时A 、B 两部分气体的热力学能如何变化？
孔，气体从A 泄露入B ，试分析当A 、
图
【答案】将气体视作一个控制质量，由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，所以
过程功又因为容器绝热，所以过程的热量也即热力学能不变。 根据热力学第一定律所以有气体的热力学能变化
如果有固定隔板，隔板上有小孔，则气体从A 中泄露入B 中，若隔板绝热，则过程为A 对5的充气过程，因为A 部分气体对部分作推进功，充气的结果是A 部分的热力学能比原来减少，而B 部分气体的比热力学能升高，最后当两部分气体的压力达到平衡，但是A 部分气体的温度比B 低。
A 、B 部分的气体应时刻具有相同的温度，B 两部分气体相同时，若隔板是良好导热体，当A 、
A 、5两部分气体处于热力学平衡状态，情况与自由膨胀时相同，两个部分气体的比热力学能相等。两部分的总热力学能与两部分的容积成正比。
14．
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。
15．某空气循环由下列三个可逆过程组成：由状态1
压缩升压到
画在图和
【答案】画出图上。 图和图如图所示。 经等温接着经定压过程膨胀至状态3, 然后等容降压到状态1。试将该循环示意性
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