2018年北京航空航天大学交通科学与工程学院941流体工热综合之工程热力学考研基础五套测试题
● 摘要
一、判断题
1．
因
对定温过程有
所以定温过程的吸（放）热量无法计算。（ ）
【答案】错
【解析】
2． 气体膨胀时一定对外做功，而被压缩时则一定消耗外功。（ ）
【答案】错
【解析】气体向真空自由膨胀的时候就不做膨胀功。 3． 余隙容积是必须的但又是有害的， 设计压气机的时候应尽可能地降低余隙容积百分比。（ ）
【答案】对
4． 第二类永动机违反了热力学第一和第二定律。（ ）
【答案】错
【解析】第二类永动机并不违背热力学第一定律。
是在定压情况下适用的，而在定温过程时不适用。
二、简答题
5． 某空气循环由下列三个可逆过程组成：由状态
1压缩升压到画在
图和【答案】
画出
图上。
图和
图如图所示。
经等温
接着经定压过程膨胀至状态3, 然后等容降压到状态1。试将该循环示意性
图
6． 在温度为损失大小。
的环境中，质量
试在
温度为的冰自周围环境吸热融化为水，再继续吸
热升温至环境温度
【答案】
过程的
图上示出此过程造成的环境熵变、冰及水的熵变、熵产量和可用能
图如图所示。
图
图中，1-2水平线段为冰吸热融解的过程；2-3曲线为水吸热升温的过程；4-5水平线段为环境大气的放热过程。
图中
表示环境的熵减量；
表示冰、水的熵增量；
表示过程造成的熵产量；带有阴影
线的部分表示过程造成的可用能损失的大小。
7． 如图所示，分别为图上的圆周上的四个点，是比较
与的大小。
图
【答案】由热力学第一定律可知
，因为热力学能又根据
8． 试在义。
【答案】如图所示。
所以有
：
是状态参数，只和状态有关，所以
：
图，
有图和
图上绘出理想混合加热循环图并说明压缩比、定容升压比及定压预胀比的定
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图
压缩比：
定容升压比：
定压预胀比：
三、综合分析题
9． 核电厂燃料芯块内核反应产生的能量几乎全部转变成热能输出，可以当作有内（部）热源的材料。若通过微元表面的传热量（图）可以表示为且各向同性，试证明燃料芯块内为时间
；
为单位体积燃料芯块的生成热；
假定燃料芯块的物性是常数，
式中为密度；为比热容；
，为热扩散率（又称导温系数）。
图
【答案】在芯块内取微元立方体，如图所示。核反应产生的热量通过传导，传输给外界。这是不可逆的过程，过程中物体与外界没有功的交换，所以按照能量守恒定律，微元体的能量平衡式可以表示为下列形式：导入微元体的总热流量+微元体内热源的生成热一导出微元体的总热流量=微元体热力学能的增量（a ）导入微元体的总热流量为意，通过
三个表面导入微元体的热量为
三个方向的分热流量之和。根据题
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