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2018年中国石油大学(北京)机械与储运工程学院847工程热力学考研基础五套测试题

  摘要

一、判断题

1. 可逆过程一定是准静态过程。( )

【答案】对

【解析】因为一个可逆过程,首先应该是准平衡过程。

2. 理想气体的热力学能、焓和熵都仅仅是温度的单值函数。( )

【答案】错

3. 闭口系统进行一放热过程,其熵一定减少。( )

【答案】错

4.

在图中,理想气体的定压线比定容线陡。( )

【答案】错

【解析】

在图中,理想气体的定容线比定压线陡

5. 熵减小的过程不能发生。( )

【答案】错

6. 稳定状态不一定是均匀状态。( )

【答案】对

7.

对定温过程有所以定温过程的吸(放)热量无法计算。( )

【答案】错

【解析】

8. 使系统熵増大的过程必为不可逆过程。( )

【答案】错

【解析】熵是状态量,系统熵是否增大只取决于系统初始和终了的状态,与过程是否可逆无关。

第 2 页,共 53 页 是在定压情况下适用的,而在定温过程时不适用。

9. 对空气进行压缩使其升温的过程为多变过程,其多变指数n

满足

过程( )

【答案】对

10.容器中气体的压力不变,则压力表的读数也绝对不会改变。( )

【答案】错

时,则此过程为放热

二、简答题

11.实际空气制冷循环不可逆损失主要来自哪里?如何减少?

【答案】(1)空气压缩式制冷是利用常温下将较高压力下的空气进行绝热膨胀将获得低温低压的空气这一原理获得所需的低温,其工作原理图如1所示

,图如图2所示。

图 1 图 2

低温低压的空气在冷室的盘管中定压吸热升温后进入压缩机,被绝热压缩提高压力,同时温度也升高,然后 进入冷却器,被外界冷却水冷却到接近常温后再进入膨胀机。压缩空气在膨胀机内进行绝热膨胀,压力降低同时 温度也降低。将低温空气引入冷室的换热器,在换热器盘管内定压吸热,从而降低冷室的温度,空气吸热升温后又被吸入压缩机进行新的循环。

(2)实际空气压缩式制冷中,压缩机和膨胀机在压缩膨胀过程中由于机械运动或多或少总是存在摩擦,故存在摩擦损失;冷却器和蒸发器中放热和吸热过程也是在温差作用下进行的,故存在非平衡损失。

(3)要减少这些损失,只有通过尽量减小传热过程存在的温差和减小机械运动的摩擦来减少不可逆损失。 实际应用中,常采用回热等措施,减小压缩、膨胀中的不可逆损失。

12.试说明绝热过程的过程功和技术功的计算式的适用条件。

【答案】

根据普遍使用的热力学第一定律的第一表达式

关,与过程是否可逆也无关。

13.朗肯循环采用回热的基本原理是什么?

【答案】基本原理是提高卡诺循环的平均吸热温度来提高热效率。

第 3 页,共 53 页 和第二表达式导出,在绝热时有q=0, 代入即可得到上两式,故上面的过程功与技术功的计算式与使用什么工质无

14.未饱和湿空气经历绝热加湿过程,其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化?

【答案】干球温度降低,湿球温度不变,露点温度不变。

15.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

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,因为过程不是准静态过程;第二种情况,若隔图上用实线表示;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。

16.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:

17.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

在相同情况下

18.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。

第 4 页,共 53 页 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。