2018年燕山大学车辆与能源学院828工程热力学(热能)考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 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
（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。
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
【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。
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． 绝热活塞把一个刚性绝热容器分成A 和B 两部分（图），分别有某种气体，B 侧设有电加热丝。活塞 在容器内可自由移动，但两部分气体不能相互渗透。合上电闸，B 侧气体缓缓膨胀。问：（1）取A 侧气体为系 统，是什么系统；（2）取A 侧和B 侧全部气体为系统（不包括电热丝），是什么系统；（3）取A 侧和B 侧全部 气体和电热丝为系统，是什么系统；（4）取图中虚线内为系统，是什么系统？
图
【答案】（1）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换功； （2）闭口系，系统与电热丝交换热量；
（3）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换电能，没有热量越过边界； （4）孤立系。
4． 多变过程是否概括了所有热力过程？
【答案】
多变过程是指状态变化规律符合
的过程，每个特定的多变过程具有一个
不变的指数n ，即多变指数。显然，还存在不一定满足上述规律的热力过程。
二、判断题
5． 当蒸汽的温度高于饱和温度时，称该蒸汽为过热蒸汽。（ ）
【答案】错
【解析】当蒸汽温度高于对应压力下的饱和温度时，该蒸汽为过热蒸汽。
6． 熵减少的过程是可以发生的。（ ）
【答案】对
【解析】只对于孤立系统，熵必定增加或不变，但是对于其他非孤立系统，不一定熵增。
7． 闭口绝热过程系统工质的熵不可能减少。（ ）
【答案】对
【解析】
8． 通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数。（ ）
【答案】错
三、计算题
9． 气流等熵流过收缩喷管，已知喷管进口截面面积为
和
绝热指数为
背压为气体常数为
进口压力、温度和马赫数分别为
试求出口截面最小截面气流速度、流量和最小截面积。已知
【答案】依题意可知，入口处的面积、压力、温度、马赫数分别为：
当地声速为：
又由马赫数的定义式
可知，入口处的速度为：
滞止焓为
：
可得到滞止温度为：
滞止压强为：
因而出口的临界压强为：
出口的临界压强大于背压，因而出口处的实际压强即为临界压强
：可计算的出口处的温度为：
依据理想气体状态方程
可得，入口处的比容为：
则可计算得质量流率为：
得到出口处的最小截面积为：