2017年常州大学机械学院852工程热力学考研强化模拟题
● 摘要
一、简答题
1. 定性地画出具有回热的燃气轮机装置示意图,并在
【答案】燃气轮机装置示意图如图所示。
图上定性地分析回热对热效率的影响。
图
与未采用回热的循环相比,循环净功故循环效率提高。
2. 画出蒸汽压缩制冷系统的
【答案】蒸汽压缩制冷系统的
不变,回热后,只有5-3过程吸热,即减小,
图,并说明各过程是在哪个设备中完成的。
图如图所示。
图
其中,
在压缩机中完成;
在冷凝器中完成;
在节流阀中完成;
在冷藏库(蒸发
器)中完成。
3. 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分?指出它们的正负号。
【答案】一个热力系统中熵的变化分为熵产和熵流两个部分。其中,熵产是不可逆因素引起的部分,只能为正,或为零。而熵流是由于热流进、流出系统所引起的系统熵变的部分,为正、为负、为零均可,视情况而定。
4. 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。
5. 试确定图上一组等温线簇温度的大小和
图上一组等容线簇比体积的大小。
所以
即
【答案】如图所示,取等压过程1-2, 与等温线簇相交于1、2
。因
由于
所以,
即等温线簇中右上方的等温线的温度高。
图
也可以从能量关系分析:过点2作等熵线,因等熵线比等温线陡,故与过点1的等温线相交于点3。考察过 程2-3, 过程中,q=0, 同时,因
得
即
由于
因q=0, 故
所以过程功为正。据热力学第一定律解析式
因此
但
所以过程1-2体
如图所示,取等熵线与等比体积线簇相交于1、2、3, 考察过程1-2-3, 显然
据热力学第一定律解析式
积功为正,由此可得
参照上述方法,可导出
图上熵增大方向以及
图上等压线簇增大方向。
6. 试述下列各项中两个概念之间的区别:
(1)闭口系统和孤立系统。 (2)绝热过程和定熵过程。 (3)可逆循环和逆向循环。
【答案】(1)闭口系是指系统与外界没有物质交换;而孤立系统是指系统与外界之间既无物质交换也无能量交换的系统。
(2)绝热过程指过程中,系统与外届没有热量交换;而定熵过程是指过程中系统的熵不变。可逆的绝热过程一定是定熵过程,但不可逆的绝热过程不是定熵过程。
(3)可逆过程是指系统经过一个过程后,可以使得系统和外界同时恢复到初始状态,而不引起变化的过程,而逆向过程是指过程的方向在图或图上是逆时针。
7. 试分析与比较湿空气露点温度、干球温度、湿球温度的大小。
【答案】对未饱和空气,干球温度>湿球温度>露点温度。从湿球温度的形成可知,虽然总压力保持不变,由于空气含湿量的增加,水蒸气的分压力是不断增加的,因而通常湿球温度高于露点温度,同时由于蒸发的冷却作用,湿球温度低于干球温度对于饱和湿空气,三者温度都相同。
8. 写出下列计算式的适用条件
:
【答案】①式的适用条件是理想气体的任意过程,或者实际气体的定容过程;②式的适用条件是任意工质的可逆过程。
9. 测定绝热节流系数的焦耳——汤姆逊实验是如何进行的?如何球的绝热截留系数?
【答案】任意选定一种实际气体,使其通过装有多空塞的管道,令高压端的压力和温度稳定
在和相应
的
而在低压端,调节阀门开度,通过改变流量得到不同的压力
然后将这些点画
在
图上,得
到
并且得到
因
为
所有这些点画成一条曲线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验,即
可得到一系列的等焓线,图中等焓线上任一点的斜率
10.如图所示,
分别为
即为
与
的大小。
图上的圆周上的四个点,是比较
图
【答案】由热力学第一定律可知,因为热力学能又根据
图,有
是状态参数,只和状态有关,所以:
所以有: