2018年常州大学机械学院852工程热力学考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 试验证下列热力学关系式哪一个正确？
【答案】
根据理想气体状态方程可得：
可见，（1）式正确。
2．
三块相同的金属块被加热到温度
环境中缓慢冷却到
再被冷却到环境温度
其熵变为
其熵变为
第一块迅速被冷却到环境温度
试说明这三个过程
其熵变为的大小关系。
第二块在
可知，
代入题中两式，
第三块先与温度为的热源接触，达到平衡后
【答案】熵是状态量，熵变与过程无关
，
3． 某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程，一个为可逆过程一个为不可逆过程，试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大，为什么？
【答案】工质经历相同的两个过程，因此
熵变
在
相同情况下
，
相同
。设
由于可
逆过程
由此可知，不可逆过程相应外界熵变化量大。
4． 刚性绝热容器分隔成两部分（图，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。问：（1）取气体为系统，若突然抽去隔板，系统是否作功？（2）设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再 抽下一块，气体（系统）是否作功？（3）上述两种情况从初态变化到终态，
其过程是否都可在
图上用实线表示？
【答案】（1）系统不作功，因为功是通过边界传输的能量，当取气体为系统时，系统边界从初态时占容器的一部 分扩大到全部容器，而容器是刚性的，所以没有能量传递输出边界，也就没有作图功。
（2）系统仍不作功。 （3
）第一种情况不能在板数量是有限值，
则过程不能在穷小，
则过程可以在
图上用实线表示，因为过程不是准静态过程；第二种情况，若隔图上用实线表示；若隔板数量无穷多，且每两块隔板间距离无
图上用实线表示，因为每抽去一块隔板，系统偏离平衡状态无穷小，且很
快恢复平衡，而每个平衡态都可用图上一 点表示，无穷多的点连成一条实线。
图
5． 在稳定流动能量方程式中，哪几项能量是机械能形式？
【答案】稳定流动能量方程为：
上述方程式中
，
是机械能形式，三者分别代表进出口工质的动能差、热能
差、开口系与外界交换的轴功。
6． 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。 7．
某完全气体初态压力为
经绝热节流后压力为为
在
【答案】
三条等压线如图所示。节流前
节流后
设环境压力为且请
图上画出三条等压线，并表示出绝热节流过程的做功能力损失的大小。说明为什么？
损失即作功损失：
8． 系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，能否判断该过程一定放出热量，为什么？
【答案】如果认为系统是闭口系，
由如果认为系统是开口系，据题意有：
假设绝热，只要
必定放热。
9． 试从热力学角度分析，空调器的制冷和制热的机理。
【答案】机理如图所示。
图
空调制冷、制热均利用热机的逆卡诺循环，外界对热机作功，从低温热源吸热，向高温热源放热。
制冷时，室内作为高温热源，热量被吸走，降温，达到制冷目的；制热时，室内作为低温热源，吸收热量，升温，达到制热目的。
10．
有一发动机工作于
的高温热源及该发动机能否实现？
【答案】
故不可能实现。
的低温热源之间，吸热1000kJ 而作功700kJ 。问
二、计算题
11．有
空气，
初态参数为
问此过程的多变指数多少，膨胀功多少？工质热力学能变化多少？ 【答案】
由多变过程方程
可得：
其中
，
所以多变指数为：
过程的膨胀功为：
工质热力学能变化为：
经历一可逆多变过程膨胀到
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