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一、简答题

1． 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。

2．

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

3．

若热力学第一定律表达式写作

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

，

那么该式的使用条件是什么？为什么？

【答案】使用条件为准静态或可逆过程。因为只有在准静态或可逆过程时，

系统膨胀功才

等于

4． 试述下列各项中两个概念之间的区别：

（1）闭口系统和孤立系统。 （2）绝热过程和定熵过程。 （3）可逆循环和逆向循环。

【答案】（1）闭口系是指系统与外界没有物质交换；而孤立系统是指系统与外界之间既无物质交换也无能量交换的系统。

（2）绝热过程指过程中，系统与外届没有热量交换；而定熵过程是指过程中系统的熵不变。可逆的绝热过程一定是定熵过程，但不可逆的绝热过程不是定熵过程。

（3）可逆过程是指系统经过一个过程后，可以使得系统和外界同时恢复到初始状态，而不引起变化的过程，

而逆向过程是指过程的方向在

图或图上是逆时针。 5． 采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa 的空气压缩至2.5MPa , 中间压力为多少时耗功最小？

【答案】当两级的增压比相等时，耗功量达到最小值。最小值为：

6． 什么是露点温度？含湿量为10g/kg （干空气），温度分别为

的露点温度较高？

和的湿空气，哪个状态

【答案】露点温度（dew temperature ）是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，但一般用它来表示湿度 呢。这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温 度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。

的湿空气

：

则有

所以两个状态的露点温度相等。

温度为的气流以低

7． 如图所示设备称为收缩喷管，

是一种使气流速度增大的设备。压力为于音速

的速度

根据质量守恒原理

略不计。若取喷管为系统，问是什么系统？

流入喷管，在喷管内膨胀，压力和温度下降，流速升高，

流出喷管。所

此外可以认为气流流经喷管时散热可忽

图

【答案】开口绝热系。

8．

已知房间内湿空气的

【答案】

沿温度值为

温度，试用

图定性的确定湿空气状态。

交于一点a , 从a 点沿等焓线与温度

的温度线，

与相对湿度线

值为？的温度线交于一点h 6点的室内空气状态参数，如图所示。

图

9． 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

，

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。

10．

均质等截面的直杆夹持在分别维持恒温

和

不改变，

杆子任意截面的温度

和的两物体之间（图）。经验告诉我们，只要

也不随时间改变而保持恒定。试问杆子是否处于平衡状态？

图

【答案】杆子仅是处于稳定状态而非平衡状态。因为杆子各截面温度维持恒定是在外界（温度为

和

的两个物体）的作用下才成立的，

如果撤除

和

的两个物体，杆子各截面将逐渐趋

于均匀一致，所以杆子是处于稳 定状态而非平衡状态。由此可得，平衡必稳定；稳定未必平衡。

二、计算题

11．1kg 压力为lbar

、温度为将湿空气温度提高到

水蒸汽饱和压力0.0234bar

;

气体常数

相对湿度

的湿空气，贮存于密闭刚性容器内。试计算

时, 对应

干空气的比

热

所需加入的热量、终态压力、相对湿度。已知：

空气温度为

时，对应水蒸汽饱和压

力

【答案】依题意可知，该湿空气的含湿量为：

所以有湿空气初态和终态的焓分别为：

由

则将湿空气温度提高到

可知lkg 湿空气中干空气的质量为

：所需加入的热量为：

由

可得终态压力为：

加热过程d 不变，即

：

可得相对湿度为：