2017年中国石油大学(北京)热能工程专业-综合考试之工程热力学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 绝对湿度与相对湿度。
【答案】湿空气的绝对湿度是指单位体积湿空气中包含的水蒸气的质量，
也即水蒸气的密度湿空气的绝对湿度
与同温度下饱和空气的绝对湿度
的比值称为相对湿度
它
更准确地反映了空气的潮湿程度即吸水能力。
二、简答题
2． 定性画出在水蒸气的焓熵图上由气液共存区间任一相同状态分别经过定压和定温过程达到过热蒸汽状态的可逆过程线。
【答案】如图所示。
图
3． 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
4． 压力为
不变，故
比体积为的某种气体被质量可忽略不计且无摩擦的活塞密封在垂直放置的气缸
内，如图所示，现移去活塞上的重物，气缸内气体膨胀，待气体达新的平衡状态，活塞上升高度L 。为求气缸内气体 作的功，有人计算如下：
对不对? 为什么？
图
【答案】本题中气体膨胀过程是在有限压差下进行的，虽然气体最终重又达到平衡状态，但在这两个平衡态之间 经历的状态无法描述，因此用
计算过程功是错误的。考虑到气
体膨胀的后果是体积增大，把活塞上推了 L ，过程中排斥大气，大气对活塞的作用力是该力被移动了距离L ，所以功为
这个功只可能是由气体作出。虽
然结果一样，但两个解题过程基于的概念不一样，前者是错误的。
5． 若热力学第一定律表达式写作
图上过同一点的气体定容线要比定压线陡一些？
有
为
图上定容曲线斜率，该
那么该式的使用条件是什么？为什么？
【答案】使用条件为准静态或可逆过程。因为只有在准静态或可逆过程时，系统膨胀功才等于
6． 为什么
【答案】对定容过程，
根据斜率与比热成反比例。
对定压过程，根据
热成反比例。
有
为图上定压曲线斜率，该斜率与比
因为定压比热容大于定容比热容，所以可知过图上任一点的定容线陡于定压线。
7． 闭口系统从温度为300K 的热源中取热500kJ ，系统熵增加20kJ/K，问这一过程能否实现，为什么
【答案】能实现。对于可逆过程的熵有：增为：
因此该过程可以实现。
则系统从热源取热时的可能达到的最小熵
三、计算题
8． 一燃气轮机装置如图所示。它由一台压气机产生压缩空气，而后分两路进入两个燃烧室燃烧，燃气 分别进入两台燃气轮机，其中燃气轮机I 发出的动力供应压气机，另一台则输出净功率P=2000kW。压气机进口空气状态为：口处的燃气温度量
燃气可近似作为空气，且比热
燃气轮机I 的质量流量
压气机的增压比
燃气轮机II 的质量流每分钟气体工质分别从
燃气轮机进
（1）若全部都是可逆过程，试求：每千克燃气在气轮机中所做的功
压力机压缩每千克空气所消耗的功
和
（2）若压气机的绝热效率个装置的热效 率又为多少？
两燃烧室吸收的热量
⑥整个装置的热效率
试求：压缩每千克空气时，做功能力损失是多少？此时整
图
【答案】（1）若过程全部可逆，易知：
所以，燃气在气轮机中做功为：
因为输出功率为2000kW , 所以燃气流量为：
压气机耗功
其中，
因燃气轮机I 发出的功率恰好用来提供压气机的消耗的功率，所以有：
整理并代入数据得：
每分钟气体工质从4燃烧室吸收的热量为同理，从S 燃烧室吸收的热量为：
故：
代入数据得：