2017年华北电力大学(北京)能源动力与机械工程学院824工程热力学考研强化模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 压缩比升高对汽油机所对应的理想循环（定容加热循环）的性能有何影响？是否压缩比越高越好？
【答案】定容加热循环，热效率主要和压缩比有关，此外还和等熵指数有关。理论上，随着压缩比的提高，点燃式内燃机的热效率增大。但并不是压缩比越高越好。实际上，当压缩终了的温度及压力超过一定的 限度时，汽油机会产生不正常的爆燃现象，因此压缩比不能过高，一般汽油发动机的压缩比在之间。
2． 什么是制冷系数？试说明逆卡诺循环制冷系数的表达式。
【答案】制冷系数是指制冷过程中制冷量与实际耗功量的比值，即
如图所示，逆卡诺循环制冷系数的表达式为：
图
3． 压缩机压缩过程的多变指数„的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数„ 应增加还是减少？
【答案】，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数„应减少。
4． 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。
，故热力学能是温度【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）
的单值函数。 因为
所以焓也是温度的单值函数。
5． 某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程，一个为可逆过程一个为不可逆过程，试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大，为什么？
【答案】工质经历相同的两个过程，
因此熵变
在相同情况下，相同。设
由于可逆过程
由此可知，不可逆过程相应外界熵变化量大。
6． —个门窗敞开的房间，若室内空气的压力不变而温度升高了，问室内空气的总热力学能怎样变化？比热力学能又怎样变化？
【答案】室内空气的总热力学能不变，比热力学能增加。
7． 若封闭气缸内的湿空气定压升温，问湿空气的如何变化？
【答案】若封闭气缸中的湿空气定压升温，则混合气体中的水蒸气的温度也升高，对应的饱和压力也一起升高，但是由于混合气体的压力一定，所以水蒸气的质量和分压不变，因此，湿空
气的焓升高，
相对湿度由于
不变和增大而下降，含湿量由于混合气体的成分未改变而不变。
8． 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。
二、计算题
9． 如图所示，有一直立放置的气缸，在活塞和重物的重量作用下，气缸中氮气的压力为温度为容积为现突然从活塞上拿去一块重物，使活塞对气体的作用力降为气体发生膨胀推动活塞上升。设比热容为定值，膨胀过程中气体和外界的热交换可以忽略不计，试求当活塞和气体重新达到力平衡时气体的温度及气体所作的膨胀功。氮气的气体常数为热容比为
图
【答案】以气缸中氮气为研宄对象，其状态方程为：
对于绝热膨胀过程，其状态参数满足由此可得：
因此，当活塞和气体重新达到力平衡时气体的温度为：
在膨胀过程中，容积变为：
因此，当活塞和气体重新达到力平衡时气体所作的膨胀功为：
10．有空气，初态参数为
问此过程的多变指数多少，膨胀功多少？工质热力学能变化多少？
【答案】由多变过程方程可得：
其中，
所以多变指数为：
过程的膨胀功为：
工质热力学能变化为：
经历一可逆多变过程膨胀到