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一、名词解释

1． 定容比热与容积比热。

【答案】二者计量的基础单位相同，容积比热是以单位体积（容积是以单位质量（kg ） 来计算，而且比容是不变的。

）来计算；而定容比热

二、简答题

2． 试分析下列各热力过程是否为可逆过程，如不可逆，请说明理由，若不一定可逆，说明在什么条件下可逆。

（1）将热量从温度为

的热源缓慢传递给处于平衡状态的

的冰水混合物。

（2）通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程。

（3）在一绝热的气缸内进行无内、外摩擦的膨胀或压缩过程。 （4）

的水蒸气缓慢流入一绝热容器与

的液态水相混合。 缓慢加热到

（5）在一定容积的容器中，将定量工质从（2）不可逆。属功转热过程。

（3）不一定可逆，若过程为准静过程则可逆，否则不可逆。 （4）可逆。

（5）不一定可逆，若热源温度随时保持与工质相同，则可逆。

3． 如图1所示，在

图上所示循环1-2-3-1中，2-3为绝热过程。试用面积表示该循环中的吸热

【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。

量，放热量，净功量和由于粘性摩阻而引起的做功能力损失。

图1 图2

【答案】用面积表示循环中的吸热量、放热量、净工量和做工能力损失如图图2所示，其中：吸热量：面积放热量：面积净工量：面积做功能力损失：面积

面积

也即吸热量-放热量；

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． 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． 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． 试验证下列热力学关系式哪一个正确？

【答案】根据理想气体状态方程可得：

可见，（1）式正确。

可知，

代入题中两式，

三、计算题

8． 空气依次经绝热压缩过程12、定容加热过程23、绝热膨胀过程34、最后经定压放热过程41完成一个理想循环。已知循环的压缩

比

空气可视为定比热容理想气体，气体常数

求该理想循环的热效率。 【答案】为定压过程，故有：

依据理想气体状态方程

可知单位质量理想气体的比容为：

1-2过程为绝热过程，可知

：

又由理想气体状态方程

2-3过程定容加热过程，有

可求得：

3-4过程绝热过程，可知：

又由理想气体状态方程

因此循环放热量为：

故循环的热效率为：

9． 由绝热材料包裹的导热杆两端分别与温度为的热流量

等于流出导热杆的热流量

的热源相连，如图所示。热量通过导热杆从时，杆子处在非平衡稳定状态。

可求得：

代入可求得：

循环吸热

量绝热指数（热容比）

热源T 2流向T 1。假定两热源的热容量足够大，排出或吸收热量不致改变其温度。当流进导热杆

问：（1）以导热杆为系统，系统的熵变、熵流和熵产是多少？为什么？ （2）以两热源和导热杆为系统，系统的熵变、熵流和熵产是多少？为什么？