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一、简答题

1． 均质等截面的直杆夹持在分别维持恒温和

不改变，杆子任意截面的温度

和

的两物体之间（图）。经验告诉我们，只要

也不随时间改变而保持恒定。试问杆子是否处于平衡状态？

图

【答案】杆子仅是处于稳定状态而非平衡状态。因为杆子各截面温度维持恒定是在外界（温度为

和

的两个物体）的作用下才成立的，如果撤除

和

的两个物体，杆子各截面将逐渐趋

于均匀一致，所以杆子是处于稳 定状态而非平衡状态。由此可得，平衡必稳定；稳定未必平衡。

2． 试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。

【答案】开口系统能量方程的一般表达式为：

式中

，

为开口系与外界交换的热量

；

为开口系控制容积内的储存能的变化量

；

为进口处工质的焓

为出口处时工质的焓值、动能及位能；

值、动能及位能；为开口系何外界输出的轴功。

3． 写出熵和焓的定义式，理想气体定容过程焓的变化

【答案】熵的定义式：

4． 已知房间内湿空气的

【答案】沿温度值为

温度，试用

图定性的确定湿空气状态。

焓的定义式：

理想气体定容过程焓的变化：

的温度线，与相对湿度线交于一点a , 从a 点沿等焓线与温度

值为？的温度线交于一点h 6点的室内空气状态参数，如图所示。

图

5． 有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，问采用多级压缩有何好处？

【答案】采用多级压缩，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。另外，采用多级压缩可以采用中间冷却措施，使高压级的压缩终温不会很高，少耗功。

6． 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

7． 两个质量和比热（cm ）相同，温度分别为衡的过程是 一个不可逆过程。

【答案】该热交换过程如图所示。

和

的固体进行热交换，请推导说明达到热平

图

如果此系统熵增大于零，则过程不可逆。 直接传热，则平衡温度，有

所以过程不可逆。

8． 闭口系统从温度为300K 的热源中取热500kJ ，系统熵增加20kJ/K，问这一过程能否实现，为什么

【答案】能实现。对于可逆过程的熵有：增为：

因此该过程可以实现。

则系统从热源取热时的可能达到的最小熵

二、综合分析题

9． 压力为0.425MPa 、质量为3kg 的某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的3倍，压力和温度分别下降到0.1MPa 、容

及比定容热容

【答案】多变指数

膨胀过程中作功339.75kJ 、吸热70.50kJ , 求该气体的比定压热

因为

所以

据闭口系能量方程

又可得

所以