2017年辽宁工程技术大学热能工程805工程热力学考研题库
● 摘要
一、判断题
1． 使系统熵増大的过程必为不可逆过程。（ ）
【答案】错
【解析】熵是状态量，系统熵是否增大只取决于系统初始和终了的状态，与过程是否可逆无关。
2． 理想气体经历一可逆定温过程，由于温度不变，则工质不可能与外界交换热量。（ ）
【答案】错
【解析】如果气体同时与外界有功的交换，就会与外界交换热量，如定温膨胀过程。
3． 任何动力循环，循环净功总等于循环净热量即总有（ ）
【答案】对
4． 孤立热力系熵减少的过程是无法实现的。（ ）
【答案】对
【解析】根据熵増原理，孤立系统熵必定增加或不变。
5． 节流过程是一个等焓过程。（ ）
【答案】错
【解析】节流过程中，流体在孔口附近产生严重的扰动及涡流，处于不稳定状态，因而不能确定各截面的焓 值，所以，尽管节流前后焓不变，但不能把节流过程理解为等焓过程。
6． 喷管内稳定流动气体在各截面上的流速不同，但各截面上的流量相同。（ ）
【答案】对
7． 在研宄热力系统能量平衡时，存在下列关系式：
【答案】错
8． 平衡状态是指在没有外界作用的条件下，热力系宏观性质不随时间变化的状态。（ ）
【答案】对
9． 第二类永动机违反了热力学第一和第二定律。（ ）
【答案】错
【解析】第二类永动机并不违背热力学第一定律。
（ ）
10．工质经历一可逆循环，其
【答案】错
而工质经历一不可逆循环，其（ ）
二、简答题
11．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。
12．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。
13．综观蒸汽动力循环、燃气轮机循环、内燃机循环以及其他动力循环，请分析归纳转换为机械能的必要条件或基本规律？
【答案】动力循环工作过程的一般规律是任何动力循环都是以消耗热能为代价，以作功为目的。但是为了达到这个目的，首先必须以升压造成压差为前提，否则消耗的热能再多，倘若没有必要的压差条件，仍是无法利用膨胀 转变为动力。由此可见，压差的存在与否是热能转化为机械能的先决条件，它也为拉开平均吸、放热温度创造了 条件。其次还必须以放热为基础，否则将违背热力学第二定律。总之，升压是前提，加热是手段，作功是目的，放热是基础。
14．物质在定压下发生汽化，其吉布斯函数是增大、不变还是减小？
【答案】吉布斯函数不变. 物质在定压p 下汽化，其温度
由
或者:物质在定压p 下汽化, 其温度
相等， 而 也不变，此时，物质处于液、气的相平衡, 化学势不变，故为定压、定温过程。
15．试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。
【答案】开口系统能量方程的一般表达式为：
式中
，为开口系与外界交换的热量
；为开口系控制容积内的储存能的变化量
；
为进口处工质的焓为出口处时工质的焓值、动能及位能；
值、动能及位能；为开口系何外界输出的轴功。
16．如图所示，刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空。若将隔板抽去，试分析容器中空气的热力学能如何变化？若容器中所装的为固定隔板，隔板上有一小
B 两侧压力相同时A 、B 两部分气体的热力学能如何变化？
孔，气体从A 泄露入B ，试分析当A 、
图
【答案】将气体视作一个控制质量，由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，所以
过程功又因为容器绝热，所以过程的热量也即热力学能不变。 根据热力学第一定律所以有气体的热力学能变化
如果有固定隔板，隔板上有小孔，则气体从A 中泄露入B 中，若隔板绝热，则过程为A 对5的充气过程，因为A 部分气体对部分作推进功，充气的结果是A 部分的热力学能比原来减少，而B 部分气体的比热力学能升高，最后当两部分气体的压力达到平衡，但是A 部分气体的温度比B 低。
A 、B 部分的气体应时刻具有相同的温度，B 两部分气体相同时，若隔板是良好导热体，当A 、
A 、5两部分气体处于热力学平衡状态，情况与自由膨胀时相同，两个部分气体的比热力学能相等。两部分的总热力学能与两部分的容积成正比。
17．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。
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