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2017年扬州大学1512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. 多股气流汇合成一股气流称为合流。混合气流的熵值是否等于各股支流熵值之和?为什么?应该怎样计算?

【答案】因合流过程常伴有熵产,故混合气流的熵值一般不等于各股支流熵值之和。应该根据混合后气流的具体状态参数进行计算。

3. 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?

【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

的两个物体)的作用下才成立的,如果撤除

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。

4. 反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个?写出其定义式。

【答案】

室温下,

制冷温度为

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,

所以不可能实现。

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:

7. 为什么

图上过同一点的气体定容线要比定压线陡一些?

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。

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。

三、计算题

8. 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。

【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:

则此时R-12的处于液、气两相共存状态,所以初始时R-12

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:

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:

9. 10kg 空气,初态为

【答案】依题意可知

所以有:

其中

定压放热过程2-3满足热力学第一定律解得终温:

系统的熵变为:

外界环境的熵増为:

定容放热到后,再定压放热试求空

空气内能、焓、熵的变化量以及环境的熵变量。已知环

取空气的闭口系,则定容放热过程1-2满足热力学第一定律

其中

空气内能和焓的变化分别为:

则有:

则有: