2017年西北工业大学航天学院工程热力学(加试)考研复试核心题库
● 摘要
一、名词解释
1． 理想气体与实际气体。
【答案】二者差异在体积和作用力上，理想气体分子本身无体积，分子间无作用力，而实际气体恰恰相反。
二、简答题
2． 试说明绝热过程的过程功和技术功的计算式的适用条件。
【答案】根据普遍使用的热力学第一定律的第一表达式
和第二表达式
导
出，在绝热时有q=0, 代入即可得到上两式，故上面的过程功与技术功的计算式与使用什么工质无关，与过程是否可逆也无关。
3． 如图所示的气缸活塞系统，气缸内气体压力为p ，曲柄连杆对活塞的作用力F , 活塞与气缸摩擦力为
活塞的面积为A 。讨论气缸内气体进行准静态过程和可逆过程的条件。
【答案】
图
4． 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？
【答案】由题意可知
，
此时的马赫数
故要使超音速气流加速，必
须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。
5． 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。
6． 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。
7． 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。
【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。
三、计算题
8． 如图所示，渐缩喷管经一可调阀门与空气罐连接。气罐中参数恒定P 1=500kPa，t 1=43°C , 喷管外大气压力
温度
喷管出口截面面积为
求：
（1）阀门A 完全开启时（假设无阻力），流经喷管的空气流量。 （2）关小阀门A ，使空气经阀门后压力降为的作功能力损失。已知
求流经喷管的空气流量以及因节流引起
图
【答案】（1）阀门A 完全开启（校核计算）：界压力。所以实际出口压力为：
又依据绝热方程
可得出口处的空气体积为：
即出口处的大气压小于临
出口处的空气流速为：
所以空气质量流量为：
（2）节流后温度不变，压力降为于临界压力，所以实际出口压力为：
则有
即出口处的大气压大
又依据绝热方程，可得出口处的空气体积为：
出口处的空气流速为：
所以空气质量流量为：
节流过程中的熵变为：节流温度不变，所以有：
因节流引起的作功能力损失：