2017年中国科学技术大学国家同步辐射实验室833热工基础之工程热力学考研题库
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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． 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：
【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。
图
3． 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。
4． 在最高温度及最高压力一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是怎样的？试利用
图进行分析。
图如图所示。
【答案】在最高温度及最高压力一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是
图
5． 热量和功有什么相同的特征？两者的区别是什么？
【答案】热量和功是能量的不同表现形式，都是与过程有关的量。其单位是相同的。区别在于表现形式的不同。
6． 已知房间内湿空气的
【答案】沿温度值为
温度，试用图定性的确定湿空气状态。
交于一点a , 从a 点沿等焓线与温度
的温度线，与相对湿度线
值为？的温度线交于一点h 6点的室内空气状态参数，如图所示。
图
7． 综观蒸汽动力循环、燃气轮机循环、内燃机循环以及其他动力循环，请分析归纳转换为机械能的必要条件或基本规律？
【答案】动力循环工作过程的一般规律是任何动力循环都是以消耗热能为代价，以作功为目的。但是为了达到这个目的，首先必须以升压造成压差为前提，否则消耗的热能再多，倘若没有必要的压差条件，仍是无法利用膨胀 转变为动力。由此可见，压差的存在与否是热能转化为机械能的先决条件，它也为拉开平均吸、放热温度创造了 条件。其次还必须以放热为基础，否则将违
背热力学第二定律。总之，升压是前提，加热是手段，作功是目的，放热是基础。
8． 如图1所示，在图上所示循环1-2-3-1中，2-3为绝热过程。试用面积表示该循环中的吸热量，放热量，净功量和由于粘性摩阻而引起的做功能力损失。
图1 图2
【答案】用面积表示循环中的吸热量、放热量、净工量和做工能力损失如图图2所示，其中：吸热量：面积放热量：面积净工量：面积
做功能力损失：面积
面积
也即吸热量-放热量；
二、计算题
9． 一个装有内能减少了
工质的闭口系统经历了如下过程：系统向外界传热并且在过程中整个系统被举高了
其中：
因此，系统动能的变化为：
10．1mol 碳和0.5应为多少？
【答案】化学平衡方程为则有
因而可求得定容热效应为：
得：
氧气反应在298K 时的定压热效应为
问同温度下的定容热效外界对系统做功
比
试确定过程中系统动能的变化。
【答案】闭口系统的能量方程为