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2017年扬州大学1512工程热力学考研复试核心题库

  摘要

一、名词解释

1. 制冷量。

【答案】制冷量是指在1个制冷循环中制冷剂从低温热源吸收的热量。

二、简答题

2. 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

3. 定性地画出具有回热的燃气轮机装置示意图,并在

【答案】燃气轮机装置示意图如图所示。

图上是逆时针。

图上定性地分析回热对热效率的影响。

与未采用回热的循环相比,循环净功故循环效率提高。

4.

某完全气体初态压力为在

不变,回热后,只有5-3过程吸热,即减小,

经绝热节流后压力为为

节流后

设环境压力为且请

图上画出三条等压线,并表示出绝热节流过程的做功能力损失的大小。说明为什么? 【答案】

三条等压线如图所示。节流前

损失即作功损失:

5. 如何确定多级压缩、级间冷却压气机的各级増压比?

【答案】设为m 级压气缩,级间冷却,

初压,p 为终压,则最佳增压比为:

6. 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

7. 给出“热”和“功”的定义,并分析其异同。

【答案】热量是热力系和外界之间仅由于温度不同而通过边界传递的能量,功是热力系流通过边界而传递的能量,而全部效果可表现为举起重物。

相同点:二者均为过程量,都通过边界传递。

不同点:功是有规则的宏观运动能量的传递,在作功过程中往往伴随着能量形式的转化;热则是大量的微观粒子杂乱热运动的能量传递,传热过程中不出现能量形式变化,功转变成热是无条件的,而热转变成功是有条件的。

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。

三、计算题

8. 境温度为在

的空气在定压下放热至图上。已知

【答案】在定压下放热至

放出热量的有效能为:

代入数据,得:

因为系统经过不可逆过程的做工能力损失等于环境热力学温度与孤立系统熵增的乘积,故:

代入数据,得:

单位质量空气放出热量中的有效能(可用能)为多少?环

若将热量全部放给环境,则有效能损失为多少?将热量的有效能及有效能损失表示

另外,若把热量全部放给环境,有效能损失的多少即为放出热量中有效能的多少,这样,也可以求得:

图上,热量的有效能及有效能损失表示如图图中阴影部分所示。

9. 如图所示,为测定某气体的定压比热和定容比热容器初始状态为真空,管道的压力、温度为过程容器的温度

,有人提出下面的实验方案,如图所示。

实验时,打开阀门向容器内充气,并测定充气

即可确定和值。试研宄上述方法理论上的正确与否?若容器的初始状态不

和之间又满足迈耶公式

可认为

为常数,为气体常

是真空,实验又该如何进行?该气体的比内能和比焓只是温度的函数且满

数,气体的状态方程为

【答案】取容器为开口系统,由热力学第一定律可知:

因为

忽略位功能,则

所以:

对上式两边同时积分,得:

所以有: