2017年宁波大学工程热力学(同等学力加试科目)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 节流。
【答案】指工质流过阀门等节流部件时流动的界面突然收缩，压力发生降低的现象。
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． 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。
4． 某系统处于某一状态，该系统的Exergy 指的是什么？
【答案】 Exergy 指的是系统从当前任意状态可逆地变化到与指定环境相平衡的状态时，理论上所能做出的最大有用功或消耗的最小有用功。
做出的最大有用功，如
消耗的最小有用功，如冷量
5． 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分？指出它们的正负号。
【答案】一个热力系统中熵的变化分为熵产和熵流两个部分。其中，熵产是不可逆因素引起的部分，只能为正，或为零。而熵流是由于热流进、流出系统所引起的系统熵变的部分，为正、为负、为零均可，视情况而定。
6． 理想气体进行定温膨胀时，可从单一恒温热源吸入的热量，将之全部转变为功对外输出，是否与热力学第二定律的开尔文叙述有矛盾？
【答案】热力学第二定律的开尔文叙述为：不可能从单一热源吸热，并使之完全变为有用功而不引起其它变化。在理想气体定温膨胀的过程中，因为热力学能不变，故可以将其从单一恒温
热源吸入的热量全部转变为功对外输出，但是在这个过程中，工质的状态发生了变化，所以并不违反热力学第二定律的开尔文叙述。虽然表面上看来是热源的热量全部转变为了功，但是输出的功实际上是由热源的热量中的可用部分和工质中
7． 试述准静态过程与可逆过程的区别。
的减少量两部分组成的。
【答案】（1）定义不同。准静态过程是一系列平衡态所组成的过程；可逆过程是如果系统完成某一热力过程后，再沿原路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化的过程。
（2）要求条件不同。可逆过程要求系统与外界随时保持力平衡和热平衡，且不存在任何耗散损失，在过程中没有任何能量的不可逆损失；准静态过程的条件仅限于系统内部的力平衡和热平衡，在进行中系统与外界可以有不平衡势差，也可能有耗散现象发生，只要系统内部能及时恢复平衡，其状态变化还是准静态的。
（3）可逆过程是针对过程中所引起的外部效果而言的，准静态过程是针对系统内部状态变化而言的。
（4）可逆过程一定是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。
（5）实际过程总是在温差、压差作用下变化的，实际过程是偏离可逆过程的准静态。 相同点：对于热力系统而言，两个过程都是由一系列平衡态所组成的，在曲线表示，都可用确定的状态参数变化描述过程。
图上都能用连续
三、计算题
8． 压力力为
温度
的蒸汽，经节流阀后，压力降为
再经喷管射入压
的大容器中，若喷管出口截面积
试求：（1）节流过程熵增及作功能力损失。
（2）应采用何种喷管？其出口截面上的流速及喷管质量流量是多少？ 已知：
各状态的参数如表所示。
表
【答案】（1）由于节流过程绝热，所以过程中熵流所以做功能力损失为：
则熵产：
（2）忽略进入喷管时蒸汽的流速，所以有
则喷管出口临界压力为：
因为所以故应该采用渐缩渐扩喷管。
忽略初速度，则有：
根据能量方程，有
所以质量流量为：
9． 空气依次经绝热压缩过程12、定容加热过程23、绝热膨胀过程34、最后经定压放热过程41完成一个理想循环。已知循环的压缩
比
空气可视为定比热容理想气体，气体常数
求该理想循环的热效率。 【答案】为定压过程，故有：
依据理想气体状态方程
可知单位质量理想气体的比容为：
1-2过程为绝热过程，可知
：
又由理想气体状态方程
2-3过程定容加热过程，有
可求得：
3-4过程绝热过程，可知：
又由理想气体状态方程
因此循环放热量为：
故循环的热效率为：
循环吸热
量绝热指数（热容比）
代入可求得：
可求得：