2016年山东建筑大学工程力学研究所工程热力学A复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 画出蒸汽压缩制冷系统的
【答案】蒸汽压缩制冷系统的
图，并说明各过程是在哪个设备中完成的。
图如图所示。
图
其中，
在压缩机中完成；
在冷凝器中完成；
在节流阀中完成；
在冷藏库（蒸发
器）中完成。 2． 采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa 的空气压缩至2.5MPa , 中间压力为多少时耗功最小？
【答案】当两级的增压比相等时，耗功量达到最小值。最小值为：
3． 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。
4． 为什么图上过同一点的气体定容线要比定压线陡一些？
【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。
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有为图上定容曲线斜率，该
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。
5． 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
6． 试述下列各项中两个概念之间的区别：
（1）闭口系统和孤立系统。 （2）绝热过程和定熵过程。 （3）可逆循环和逆向循环。
【答案】（1）闭口系是指系统与外界没有物质交换；而孤立系统是指系统与外界之间既无物质交换也无能量交换的系统。
（2）绝热过程指过程中，系统与外届没有热量交换；而定熵过程是指过程中系统的熵不变。可逆的绝热过程一定是定熵过程，但不可逆的绝热过程不是定熵过程。
（3）可逆过程是指系统经过一个过程后，可以使得系统和外界同时恢复到初始状态，而不引起变化的过程，而逆向过程是指过程的方向在图或图上是逆时针。
7． 什么是可逆过程？经历一个不可逆过程后，系统是否还能恢复原来的状态？为什么？
【答案】若系统在完成某一过程后，能够沿着该路径逆行而使系统及外界都回复到原来的状态，没有其他任何变化，则称此过程为可逆过程，否则则为不可逆过程。经历一个不可逆过程后，系统是能够恢复到原来的状态的。所谓不可逆过程，是指完成一个过程后，系统和外界不可能同时恢复到原来的状态，所以只有系统本身恢复到原来的状态是可能的，只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复到原来的状态。
8． 综观蒸汽动力循环、燃气轮机循环、内燃机循环以及其他动力循环，请分析归纳转换为机械能的必要条件或基本规律？
【答案】动力循环工作过程的一般规律是任何动力循环都是以消耗热能为代价，以作功为目的。但是为了达到这个目的，首先必须以升压造成压差为前提，否则消耗的热能再多，倘若没有必要的压差条件，仍是无法利用膨胀 转变为动力。由此可见，压差的存在与否是热能转化为机械能的先决条件，它也为拉开平均吸、放热温度创造了 条件。其次还必须以放热为基础，否则将违背热力学第二定律。总之，升压是前提，加热是手段，作功是目的，放热是基础。
必定放热。
二、综合分析题
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9． 有一循环装置在温度为1000 K 和300 K 的恒温热源间工作，装置与高温热源交换的热量为2000 kJ，与 外界交换的功量为1200 kJ，请判别此装置是热机还是制冷机？
【答案】不论该装置是制冷机还是热机，必须满足能量守恒原理，据热力学第一定律
f
图
假设此装置为制冷机，如图（a ）所示，则循环中工质自低温热源吸热
，热源放热，
据
违反了克劳修斯积分，可见不可能是制冷装置。
再设此装置为热机，如图 （b ）所示，则工质在循环中自高温热源吸热，热源放热，
据
符合克劳修斯积分不等式，所以该装置循环是不可逆热机循环。 10．气缸内的正丁烷体积为
【答案】
查N-O 图，得
作理想气体。理想气体等温过程
即在过程中始终偏离理想气体较少，所以可近似把正丁烷当
常数，且膨胀功等于技术功，所以
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向高温
向低温
从被可逆等温压缩到
临界温度
若初始时
试求过程功。已知，正丁烷临界压力