2017年昆明理工大学J003工程热力学(同等学力加试)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 热能（热力学能或内能）与热量。
【答案】热能是系统的一种储存能，它的大小取决于物质的种类以及其温度和物质的数量，通常热能就是内能。热量是系统与外界之间，穿越边界而传递的一种能量形式。热量传递的动力是二者的温度差。
二、简答题
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．
试证明在压缩比
【答案】
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
相同的情况下，活塞式内燃机定容加热理想循环与卡诺循环有相同的
热效率。这是否说明定容加热理想循环达到了卡诺循环的理想水平？为什么？
但不能说明定容加热理想循环已达卡诺循环水平，因为
温度区间
到
）内，
将大大高于
远远高于
而在相同
4． 均质等截面的直杆夹持在分别维持恒温和
不改变，杆子任意截面的温度
和的两物体之间（图）。经验告诉我们，只要
也不随时间改变而保持恒定。试问杆子是否处于平衡状态？
图
【答案】杆子仅是处于稳定状态而非平衡状态。因为杆子各截面温度维持恒定是在外界（温度为
和
的两个物体）的作用下才成立的，如果撤除
和
的两个物体，杆子各截面将逐渐趋
于均匀一致，所以杆子是处于稳 定状态而非平衡状态。由此可得，平衡必稳定；稳定未必平衡。
5． 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。
6． 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。
7． 试画出蒸气压缩式热泵下的
【答案】蒸气压缩式热泵下的
图，并用各状态点的焓表示出其制热系数。 图如图图所示：
图
制热系数为：
三、计算题
8． 某两级气体压缩机进气参数为100kPa 、300K , 每级压力比为5, 绝热效率为0.82, 从中间冷却器排出的 气体温度是330K ，其
图如图所示。若空气的比热容可取定值，计算每级压气机的排
气温度和生产1kg 压缩空气压气机消耗的功。
图
【答案】根据题意，状态1下，在压缩后，压力
温度
因为绝热效率为0.82, 所以压缩后得到的状态2的实际温度为：
状态3的压力与状态2相等，压力再压缩到状态4, 压力
温度
温度
所以压缩后得到的状态4的实际温度为：
所以要生产lkg 压缩空气，压气机消耗的功为：