2018年北京交通大学机械与电子控制工程学院962工程热力学考研仿真模拟五套题
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2018年北京交通大学机械与电子控制工程学院962工程热力学考研仿真模拟五套题（一） . ... 2 2018年北京交通大学机械与电子控制工程学院962工程热力学考研仿真模拟五套题（二） . ... 7 2018年北京交通大学机械与电子控制工程学院962工程热力学考研仿真模拟五套题（三） . . 13 2018年北京交通大学机械与电子控制工程学院962工程热力学考研仿真模拟五套题（四） . . 20 2018年北京交通大学机械与电子控制工程学院962工程热力学考研仿真模拟五套题（五） . . 27
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一、问答题
1． 供暖使室内温度升高，室内空气的总内能是否增加？为什么？
【答案】不增加。因一般情况下，空气可视为理想气体，温度变化不大，比热近似为常数。
其比内能
状态变化
故室内空气的总内能的变化为：
而供暖过程中，室内的容积不变，压力与大气压一致也不变，
所以
2． 对于理想气体，试说明它的热力学能和焓都是温度的单值函数。
【答案】根据理想气体模型，热力学能是气体分子热运能量（无内位能），故热力学能是温度的单值函数。
因为
所以焓也是温度的单值函数。
3． 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？
【答案】由题意可知
，
此时的马赫数
故要使超音速气流加速，必
不变，故
须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。 4． 系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，能否判断该过程一定放出热量，为什么？
【答案】如果认为系统是闭口系，
由如果认为系统是开口系，据题意有：
假设绝热，只要
必定放热。
二、综合题
5．
压力
气的相对湿度
温度
含湿量
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相对湿度
的湿空气在压气机内经可逆多变压缩到已知多变指数
求：储气筒内湿空
输入储气筒，
在储气筒内又冷却到
【答案】本题湿空气的初参数与上题相同，参照上题参数，湿空气的气体常数
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与此温度对应得饱和压力因为
所以
湿空气保持未饱和状态。 湿空气在储气筒内等体积冷却到
其饱和压力
所以
处于饱和状态
多余的水蒸气将析出。
6． 空气初态为
气的
（1
）在设计时应选用什么形状的喷管？为什么？ （2）喷管出口截面上空气的流速
（3）若通过喷管的空气质量流量为【答案】（1）（2）
温度
和马赫数
求：喷管出口截面积和临界截面积。
初速忽略不计。经一喷管绝热可逆膨胀到
临界压力比
若空
试求
：
所以选择缩放喷管。
（3）
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7． 氮气在压气机中可逆地从初
态
【
答
案
】
由
初
态
可得：
压缩到终
态及
终
态
求过程的多变指数并确定过程在P-V 图及T -s 图上的相对位置
氮气为双原子气体，取定值比热容时
，
规律，并注
意到
判定该多变过程在图的阴影区内。
现求得
按顺时针移动多变指数増大的
图
8．
某空调系统换热器把压力流量为
温度
流量为
的空气等压冷却，再与
压力同为101 kPa 的空气流混合进入风管，
已知换热器的散热率为
求风管内气流温度U
。已知空气的焓值
【答案】方法1:取换热器为控制体积，进入换热器的状态为1，离开状态为2, 列能量方程，因流进及流出的 质量流量相同，所以
取混合器为控制体积，能量方程及质量方程为
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