2017年同济大学传热学与工程热力学综合之工程热力学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 比热容。
【答案】指单位质量的物体温度变化1时所吸收的热量。
二、简答题
2． 为什么
图上过同一点的气体定容线要比定压线陡一些？
有
为
图上定容曲线斜率，该
【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。
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。
3． 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：
有
为
图上定压曲线斜率，该斜率与比
图
4． 试分析下列各热力过程是否为可逆过程，如不可逆，请说明理由，若不一定可逆，说明在什么条件下可逆。
（1）将热量从温度为
的热源缓慢传递给处于平衡状态的
的冰水混合物。
（2）通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程。
（3）在一绝热的气缸内进行无内、外摩擦的膨胀或压缩过程。 （4）
的水蒸气缓慢流入一绝热容器与
的液态水相混合。 缓慢加热到
（5）在一定容积的容器中，将定量工质从
【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。 （2）不可逆。属功转热过程。
（3）不一定可逆，若过程为准静过程则可逆，否则不可逆。 （4）可逆。
（5）不一定可逆，若热源温度随时保持与工质相同，则可逆。
5． 某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在
时，制冷系数仍可以达到4, 请你判断一下是否可能实现。 【答案】过程可逆时，
6． 画出蒸汽压缩制冷系统的
【答案】蒸汽压缩制冷系统的
所以不可能实现。
图，并说明各过程是在哪个设备中完成的。
图如图所示。
室温下，
制冷温度为
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。
7． 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。
三、计算题
8． 1kg 压力为lbar 、温度为将湿空气温度提高到
水蒸汽饱和压力0.0234bar
;
气体常数
相对湿度
的湿空气，贮存于密闭刚性容器内。试计算
时, 对应
干空气的比
热
所需加入的热量、终态压力、相对湿度。已知：空气温度为
时，对应水蒸汽饱和压
力
【答案】依题意可知，该湿空气的含湿量为：
所以有湿空气初态和终态的焓分别为：
由
则将湿空气温度提高到
可知lkg 湿空气中干空气的质量为：所需加入的热量为：
由可得终态压力为：
加热过程d 不变，即：
9． 压力力为
温度
可得相对湿度为：
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，所以有因为
所以
故应该采用渐缩渐扩喷管。
忽略初速度，则有：
所以质量流量为：
则喷管出口临界压力为：
根据能量方程，有