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一、名词解释

1． 闭口系统与开口系统。

【答案】物质不能透过边界，即与外界与质量交换只能有能量交换的热力系统，称为闭口系统。物质可以透过外界，即与外界既可有质量交换又可有能量交换的热力系统，称为开口系统。闭口系统控制质量，开口系统控制空间范围。

二、简答题

2． 蒸汽动力循环中，蒸汽轮机排气压力个局部来看，在初态不变的前提下，装置全局分析，并非越低越好。

因为，

降低，必然要求凝汽器真空度升高，从而凝汽器换热面积增大，冷却水量增对，冷

降低未必带来整体装置经济性增加，这是一个经济性限制。还有蒸汽

降低，取决于排气温度是否降低，这个

必须在零度以上。

左右，这是降总要比冷却水温

却管径增大，使得冷却水泵耗功增加，导致制造成本、初投资和运行费用增加。

综合考虑这些因素，

轮机排汽为饱和湿蒸气，排汽压力

是否越低越好？降低

有哪些限制？

【答案】蒸汽动力循环中蒸汽轮机的排气压力并不是越低越好。从汽轮机自身膨胀作功这

越低，蒸汽在汽轮机中膨胀做功越多，当然有利。但是从

高，才能有效冷却放热，而冷却水温度只能维持在低的传热学限制。还有个限制就是如果

综合这些因素之后，排汽温度大约为30摄氏度左右。所以大约为湿度过大，不利于汽机安全运行。

3． 有一发动机工作于的高温热源及该发动机能否实现？

【答案】

太低了，则会造成y 2升高，导致汽轮机低压缸末级蒸汽

的低温热源之间，吸热1000kJ 而作功700kJ 。问

故不可能实现。

4． 如图1所示，在图上所示循环1-2-3-1中，2-3为绝热过程。试用面积表示该循环中的吸热

量，放热量，净功量和由于粘性摩阻而引起的做功能力损失。

图1 图2

【答案】用面积表示循环中的吸热量、放热量、净工量和做工能力损失如图图2所示，其中：吸热量：面积放热量：面积净工量：面积做功能力损失：面积

面积

也即吸热量-放热量；

5． 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。

【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），故热力学能是温度的单值函数。

因为

所以焓也是温度的单值函数。

6． 测定绝热节流系数的焦耳——汤姆逊实验是如何进行的？如何球的绝热截留系数？

【答案】任意选定一种实际气体，使其通过装有多空塞的管道，令高压端的压力和温度稳定

在和相应

的

而在低压端，调节阀门开度，通过改变流量得到不同的压力

然后将这些点画

在

图上，得

到

并且得到

因

为

所有这些点画成一条曲线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验，即

可得到一系列的等焓线，图中等焓线上任一点的斜率

即为

的湿空气，哪个状态

7． 什么是露点温度？含湿量为10g/kg （干空气），温度分别为的露点温度较高？

和

【答案】露点温度（dew temperature ）是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，但一般用它来表示湿度 呢。这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温 度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。

的湿空气：

则有

所以两个状态的露点温度相等。

三、计算题

8． 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：

可求得：

代入可求得：

循环吸热

量绝热指数（热容比）