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一、名词解释

1． 饱和湿蒸气与饱和湿空气。

【答案】湿蒸气是一种化学成分

构成的，而饱和湿空气是空气和水蒸气多种化学成分构

成的；饱和湿蒸气是饱和液体（水）和干饱和蒸汽的混合物，其中水和蒸汽都是饱和的；饱和湿空气虽是干空气和水蒸气的混合物，其中水蒸气是饱和的，但空气远未达到饱和。

二、简答题

2． 供暖使室内温度升高，室内空气的总内能是否增加？为什么？

【答案】不增加。因一般情况下，空气可视为理想气体，温度变化不大，比热近似为常数。其比内能

状态变化

故室内空气的总内能的变化为：

而供暖过程中，室内的容积不变，压力与大气压一致也不变，所以

不变，故

3． 压缩比升高对汽油机所对应的理想循环（定容加热循环）的性能有何影响？是否压缩比越高越好？

【答案】定容加热循环

，热效率主要和压缩比有关，此外还和等熵指数有关。理论

上，随着压缩比的提高，点燃式内燃机的热效率增大。但并不是压缩比越高越好。实际上，当压缩终了的温度及压力超过一定的 限度时，汽油机会产生不正常的爆燃现象，因此压缩比不能过高，一般汽油发动机的压缩比在之间。

4．

三块相同的金属块被加热到温度

第一块迅速被冷却到环境温度环境中缓慢冷却到

再被冷却到环境温度

其熵变为其熵变为

第三块先与温度为试说明这三个过程

其熵变为的大小关系。

第二块在

的热源接触，达到平衡后

【答案】熵是状态量，熵变与过程无关，

5． 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。

图

6． 如图所示的气缸活塞系统，气缸内气体压力为p ，曲柄连杆对活塞的作用力F , 活塞与气缸摩擦力为

活塞的面积为A 。讨论气缸内气体进行准静态过程和可逆过程的条件。

【答案】

图

7． 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？

【答案】由题意可知

，

此时的马赫数

故要使超音速气流加速，必

须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。

三、计算题

8． 活塞式内燃机的定容加热循环, 其初始状态为780kJ/kg，工质视为空气，

（1）确定循环

图和

图。

（2）求循环热效率和净功率。 （3）计算循环最高压力及最高温度。 （4）分析提高循环热效率的热力学措施。 【答案】（1）循环

图和

图如图所示。

压缩比为8, 对工质加入热量为

图

（2）由

可知：

因此可得：

加入热量

可知状态3和状态4的温度分别为：

定熵压缩过程消耗的功为：

定熵膨胀所作的功为：

则循环热效率为：

净功率为：

（3）由（2）可知，循环过程中的最大压力和最高温度分别为：

（4

）由定容加热循环热效率公式

可知，

随着压缩比的增大而提高，但由于汽

油机在吸气过程中吸入的是空气和汽油的混合气，受其自然温度的限制，压缩比不能任意提高。实际汽油机的压缩比在5～10 变化，这低于柴油机的压缩比。