2018年合肥工业大学汽车与交通工程学院828工程热力学(一)考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． —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。
2． 蒸汽动力循环中，
蒸汽轮机排气压力
个局部来看，在初态不变的前提下
，装置全局分析，并非越低越好。
因为
，
降低，必然要求凝汽器真空度升高，从而凝汽器换热面积增大，冷却水量增对，冷
降低未必带来整体装置经济性增加，这是一个经济性限制。还有蒸汽
降低，
取决于排气温度是否降低，
这个
必须在零度以上。
左右，这是降
总要比冷却水温
却管径增大，使得冷却水泵耗功增加，导致制造成本、初投资和运行费用增加。
综合考虑这些因素
，
轮机排汽为饱和湿蒸气，
排汽压力
是否越低越好？降低
有哪些限制？
【答案】
蒸汽动力循环中蒸汽轮机的排气压力并不是越低越好。从汽轮机自身膨胀作功这
越低，蒸汽在汽轮机中膨胀做功越多，当然有利。但是从
高，才能有效冷却放热，
而冷却水温度只能维持在低的传热学限制。还有个限制就是如果湿度过大，不利于汽机安全运行。
3．
三块相同的金属块被加热到温度
环境中缓慢冷却到
再被冷却到环境温度
其熵变为
其熵变为
综合这些因素之后，
排汽温度大约为30摄氏度左右。
所以大约为
太低了，则会造成y 2升高，导致汽轮机低压缸末级蒸汽
第一块迅速被冷却到环境温度
试说明这三个过程
其熵变为的大小关系。
第二块在
第三块先与温度为的热源接触，达到平衡后
【答案】熵是状态量，熵变与过程无关
，
二、计算题
4．
燃气以
（1
）计算理论出口温度（2）lkg
燃气作出的理论功（4）若燃气流量为每分钟燃气：
的状态进入燃气轮机，出口压力为
并表示在
图上；
（标准状态），出口流速为
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（3）若燃气轮机的相对内效率是0.86,
计算实际出口温度
求排气管道的最小直径（m ）。
【答案】（1）燃气在燃气轮机内可看做是可逆绝热过程，因而有
：又由
可得
：
代入数据后解得：
（2）1到2过程的容积变化功为：
可得：
（3
）依据相对内效率公式
有：
图如图所示。
图
（4）依题意可知
， 5． 常数
空气多变过程吸吸取
【答案】由题可知
，
所以空气吸收的热量为：
其中内能变化为：
所以可得对外做的膨胀功为：
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。解得最小半径为
：
的热量时，将使其容积增大10倍，压力降低8倍，求：过程
气体
中空气的内能变化量，空气对外所做的膨胀功及技术功。已知:空气的比热
所以可得对外做的技术功为：
三、综合分析题
6． 气缸活塞系统内有2 kg 压力为500 kPa
、温度为
塞外弹簧的作用，缸内压力与体积变化成线性关系
：的换热量。已
知
【答案】
7． 某绝热容器中盛有压力为8MPa 的氧气，由于该容器漏气，
容器内的氧气的压力降为求漏掉的氧气的质量占原有氧气质量的百分之几。
【答案】解法一：选容器为对象，开口系，如图1所示。
的热力学能仅是温度的函数
，
的
缸内气体被冷却到且
由于活
若终态时压力为300 kPa ，求过程中
的比热容可取定
值
图1 图2
容器绝热缓慢漏气，在整个过程中容器内气体始终满足：
选容器为对象，开口系。
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