2017年中国科学技术大学核科学技术学院833热工基础之工程热力学考研强化模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 在最高温度及最高压力一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是怎样的？试利用 图进行分析。
图如图所示。
【答案】在最高温度及最高压力一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是
图
2． 有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，问采用多级压缩有何好处？
【答案】采用多级压缩，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。另外，采用多级压缩可以采用中间冷却措施，使高压级的压缩终温不会很高，少耗功。
3． 什么是露点温度？含湿量为10g/kg （干空气），温度分别为和的湿空气，哪个状态的露点温度较高？
【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。
4． 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。
5． 有两个任意过程ab 与ac , b及c 点在同一条可逆绝热线上，如图所示。设工质为理想气体，其比热为定值。试问与哪个大？为什么？
图
【答案】及C 点在同一条可逆绝热线上
，
所以
6． 什么是热力系统？热力系统可分为几类？
【答案】通常根据研究问题的需要，人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学研究对象，这种空间内的物质的总和称为热力学系统，简称系统或体系。可分为闭口系统和开口系统；简单系统、绝热系统和孤立系统；均匀系统和非均匀系统；单元系统和多元系统等。
7． 绝热活塞把一个刚性绝热容器分成A 和B 两部分（图），分别有某种气体，B 侧设有电加热丝。活塞 在容器内可自由移动，但两部分气体不能相互渗透。合上电闸，B 侧气体缓缓膨胀。问：
，（1）取A 侧气体为系 统，是什么系统；（2）取A 侧和B 侧全部气体为系统（不包括电热丝）
是什么系统；（3）取A 侧和B 侧全部 气体和电热丝为系统，是什么系统；（4）取图中虚线内为系统，是什么系统？
所以
又因为
图
【答案】（1）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换功；
（2）闭口系，系统与电热丝交换热量；
（3）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换电能，没有热量越过边界；
（4）孤立系。
8． 试分析与比较湿空气露点温度、干球温度、湿球温度的大小。
【答案】对未饱和空气，干球温度>湿球温度>露点温度。从湿球温度的形成可知，虽然总压力保持不变，由于空气含湿量的增加，水蒸气的分压力是不断增加的，因而通常湿球温度高于露点温度，同时由于蒸发的冷却作用，湿球温度低于干球温度对于饱和湿空气，三者温度都相同。
二、计算题
9． 某容器被一个刚性壁分为两个部分，在容器的不同部位安装有压力表，如图所示，压力表B 上的读数为压力表C 上的计数为如果大气压力为试确定压力表A 上的读数以及容器两部分内气体的绝对压力。
图
【答案】由题意可知压力表中显示的是表压，同时由于大气压力为
绝对压力为：
压力表B 中读数为因此可以得到容器内2部分的绝对压力为：
因此由2部分的绝对压力和外界大气压力可以得到压力表A 中的读数为：
10．气流等熵流过收缩喷管，已知喷管进口截面面积为
和绝热指数为背压为气体常数为 进口压力、温度和马赫数分别为因此容器内1部分的试求出口截面最小截面气流速度、流量和最小截面积。已知【答案】依题意可知，入口处的面积、压力、温度、马赫数分别为：
当地声速为：
又由马赫数的定义式可知，入口处的速度为：