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一、简答题

1． 实际空气制冷循环不可逆损失主要来自哪里？如何减少？

【答案】（1）空气压缩式制冷是利用常温下将较高压力下的空气进行绝热膨胀将获得低温低压的空气这一原理获得所需的低温，其工作原理图如1所示，

图如图2所示。

图 1 图 2

低温低压的空气在冷室的盘管中定压吸热升温后进入压缩机，被绝热压缩提高压力，同时温度也升高，然后 进入冷却器，被外界冷却水冷却到接近常温后再进入膨胀机。压缩空气在膨胀机内进行绝热膨胀，压力降低同时 温度也降低。将低温空气引入冷室的换热器，在换热器盘管内定压吸热，从而降低冷室的温度，空气吸热升温后又被吸入压缩机进行新的循环。

（2）实际空气压缩式制冷中，压缩机和膨胀机在压缩膨胀过程中由于机械运动或多或少总是存在摩擦，故存在摩擦损失；冷却器和蒸发器中放热和吸热过程也是在温差作用下进行的，故存在非平衡损失。

（3）要减少这些损失，只有通过尽量减小传热过程存在的温差和减小机械运动的摩擦来减少不可逆损失。 实际应用中，常采用回热等措施，减小压缩、膨胀中的不可逆损失。

2． 已知房间内湿空气的温度，试用图定性的确定湿空气状态。

【答案】沿温度值为

的温度线，与相对湿度线

交于一点a , 从a 点沿等焓线与温度

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

3． 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。

4． 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？

【答案】不可以。因空气的绝热节流系数几乎为0, 因而采用节流阀不可能有显著的膨胀降温效果，即不能制冷。

5． —个门窗敞开的房间，若室内空气的压力不变而温度升高了，问室内空气的总热力学能怎样变化？比热力学能又怎样变化？

【答案】室内空气的总热力学能不变，比热力学能增加。

6． 若热力学第一定律表达式写作

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

7． 膨胀功、流动功、轴功和技术功之间有何区别？有何联系？

【答案】对流动工质，微分形式能量方程：

所以有

8． 试确定

图上一组等温线簇温度的大小和

图上一组等容线簇比体积的大小。

所以

即

【答案】如图所示，取等压过程1-2, 与等温线簇相交于1、2

。因

由于

所以，

即等温线簇中右上方的等温线的温度高。

图

也可以从能量关系分析：过点2作等熵线，因等熵线比等温线陡，故与过点1的等温线相交于点3。考察过 程2-3, 过程中，q=0, 同时，因

得

即

由于

因q=0, 故

所以过程功为正。据热力学第一定律解析式

因此

但

所以过程1-2体

如图所示，取等熵线与等比体积线簇相交于1、2、3, 考察过程1-2-3, 显然

据热力学第一定律解析式

积功为正，由此可得

参照上述方法，可导出

图上熵增大方向以及

图上等压线簇增大方向。

二、综合分析题

9． 柴油机将吸入的空气在气缸内进行绝热压缩，使温度升高到自燃。设压缩前气缸内空气压力为0.095MPa

、温度为

求：

（1）压缩到多高压力时，才能使空气温度升高到

【答案】（1）据

（2）若可逆绝热压缩到同样温度，压力是多少? 空气作理想气体，比热容取定值，

以上，而后将柴油喷入气缸若压缩过程每kg

空气的熵增为

所以