2018年合肥工业大学汽车与交通工程学院828工程热力学(一)考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1．
试确定
图上一组等温线簇温度的大小和
图上一组等容线簇比体积的大小。
所以
即
【答案】如图所示，取等压过程1-2, 与等温线簇相交于1、2
。因
由于
所以
，
即等温线簇中右上方的等温线的温度高。
图
也可以从能量关系分析：过点2作等熵线，因等熵线比等温线陡，故与过点1的等温线相交于点3。考察过 程2-3, 过程中，q=0, 同时，因
得
即
由于
因q=0,
故
所以过程功为正。据热力学第一定律解析式
因此
但
所以过程1-2体
如图所示，取等熵线与等比体积线簇相交于1、2、3, 考察过程1-2-3,
显然
据热力学第一定律解析式
积功为正，由此可得
参照上述方法，
可导出
图上熵增大方向以及
图上等压线簇增大方向。
2． 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。
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
：
图
二、计算题
4． 一个位于室外的R-12氟利昂密封容器，容积为
初始时充满了压力为651.6kPa ，质量为
1248kg 的R-12。白天在室外阳光的照射下，由于传热，发生了一个定容过程，终了时容器内的R-12达到了饱和蒸汽状 态，试计算下列物理量：（1）初始时R-12的温度；（2）终了时R-12的温度和压力；（3）过程中传给R-12的热 量。饱和氟利昂与饱和氟利昂蒸汽参数如表所示。
表
【答案】（1）由题意，可求得初始时R-12的比体积为：
因为的温度为：
（2）不妨设终了时R-12
的温度和压力分别为
则有：
可得：
（3）以密封容器内R-12为研宄对象，依据热力学第一定律，列能量方程：
则此时R-12的处于液、气两相共存状态，所以初始时R-12
由题意可知，初始时R-12的干度和比热力学能分别为：
设终了时R-12
的比热力学能为
则有：
解得：
这样，可求得该过程中传给R-12的热量为：
5． 某汽缸中盛有气体，首先经历一不可逆过程，从温度为能增加
交换，
已知热源经历上述两个过程后熵变化
求：（1）第一不可逆过程中气体对外所做的功。
（2）第二可逆过程中气体与热源交换的热量，气体所完成的功量。 【答案】（1
）依据闭口系热力学第一定律气体对外所做的功为：
（2
）因为
所以
：
其中，
所以
的热源中吸取
的热量，其内热源发生热
然后再经过一可逆过程，使气体恢复到初态，
该过程中只有气体与
第一个不可逆过程热源熵变为：
又因为
所以第二个过程的熵变为：
又由
可求得
：
则气体放热
即：
即第二个可逆过程热源吸热
因为
所以气体所完成的功量为：
三、综合分析题