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一、名词解释

1． 热能（热力学能或内能）与热量。

【答案】热能是系统的一种储存能，它的大小取决于物质的种类以及其温度和物质的数量，通常热能就是内能。热量是系统与外界之间，穿越边界而传递的一种能量形式。热量传递的动力是二者的温度差。

二、简答题

2． 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。 3． 系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，能否判断该过程一定放出热量，为什么？

【答案】如果认为系统是闭口系，由如果认为系统是开口系，据题意有：

假设绝热，只要

必定放热。

4． 定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？

【答案】定压：

定温

绝热

定容

5． 对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如何计算？

【答案】在简单可压缩系统中，系统只与外界交换膨胀功或压缩功。可逆时，这种功的计算式为

6． 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。

7． 如图所示，分别为图上的圆周上的四个点，是比较

与的大小。

图

【答案】由热力学第一定律可知，因为热力学能又根据

图，有

是状态参数，只和状态有关，所以：

所以有：

三、计算题

8． 一个装有内能减少了

工质的闭口系统经历了如下过程：系统向外界传热并且在过程中整个系统被举高了

其中：

因此，系统动能的变化为：

9． 有

空气，初态参数为

问此过程的多变指数多少，膨胀功多少？工质热力学能变化多少？ 【答案】由多变过程方程

可得：

经历一可逆多变过程膨胀到

外界对系统做功

比

试确定过程中系统动能的变化。

【答案】闭口系统的能量方程为

其中，

所以多变指数为：

过程的膨胀功为：

工质热力学能变化为：

10．某两级气体压缩机进气参数为100kPa 、300K , 每级压力比为5, 绝热效率为0.82, 从中间冷却器排出的 气体温度是330K ，其

图如图所示。若空气的比热容可取定值，计算每级压气机的排

气温度和生产1kg 压缩空气压气机消耗的功。

图

【答案】根据题意，状态1下，在压缩后，压力

温度

因为绝热效率为0.82, 所以压缩后得到的状态2的实际温度为：

状态3的压力与状态2相等，压力再压缩到状态4, 压力

温度

温度

所以压缩后得到的状态4的实际温度为：

所以要生产lkg 压缩空气，压气机消耗的功为：