2018年中国科学技术大学研究生院科学岛分院833热工基础之工程热力学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 在热力学能、焓、熵、功和热量这些参数中，哪些量是状态量？哪些量是过程量？
【答案】
是状态量
；
是过程量。
2． 对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如何计算？
【答案】在简单可压缩系统中，系统只与外界交换膨胀功或压缩功。可逆时，这种功的计算
式为
和
的固体进行热交换，请推导说明达到热平
3． 两个质量和比热（cm ）相同，
温度分别为
衡的过程是 一个不可逆过程。
【答案】该热交换过程如图所示。
图
如果此系统熵增大于零，则过程不可逆。 直接传热，则平衡温度，有
所以过程不可逆。
4． 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。
5． 对于理想气体，试说明它的热力学能和焓都是温度的单值函数。
【答案】根据理想气体模型，热力学能是气体分子热运能量（无内位能），故热力学能是温
度的单值函数。
因为
所以焓也是温度的单值函数。
6． 未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？
【答案】干球温度降低，湿球温度不变，露点温度不变。
7． 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】
8．
压力为
比体积为
的某种气体被质量可忽略不计且无摩擦的活塞密封在垂直放置的气缸
内，如图所示，现移去活塞上的重物，气缸内气体膨胀，待气体达新的平衡状态，活塞上升高度L 。为求气缸内气体 作的功，有人计算如下：
对不对? 为什么？
图
【答案】本题中气体膨胀过程是在有限压差下进行的，虽然气体最终重又达到平衡状态，但在这两个平衡态之间 经历的状态无法描述，
因此用
计算过程功是错误的。考虑到气
体膨胀的后果是体积增大，把活塞上推了 L ，过程中排斥大气，大气对活塞的作用力是该力被移动了距离L ，
所以功为
这个功只可能是由气体作出。虽
然结果一样，但两个解题过程基于的概念不一样，前者是错误的。
二、计算题
9． 某蒸汽压缩制冷机，以氨为制冷剂，若蒸发温度为
167200kJ/h，压缩机绝 热压缩效率为0.85。
求:（1）每千克氨蒸汽压缩耗功W 。 （2
）系统制冷系数
冷凝温度为进入压缩机为干饱
和氨蒸汽，压缩机定熵压缩时的出口焓为1885kJ/kg，从冷凝器出来的为饱和氨液，若制冷量为
（3
）工质质量流量（4）压缩机耗功率。
（5）节流过程的可用能损失。
已知环境温度为
氨的有关参数如表所示。
表
【答案】图如图所示。
图
（1）若气体进行可逆绝热压缩过程1-20, 消耗的功为：
压缩机绝热压缩效率
可得实际的耗功为：
（2）过程4-1的制冷量为：
制冷系数为：
（3）工质质量流量为
：（4）压缩机耗功率为
：（5）状态3的熵为
：状态4焓的表达式为：
可计算得干度为：
因而，状态4的熵为：
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