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一、简答题

1． 有两个任意过程ab 与ac , b及c 点在同一条可逆绝热线上，如图所示。设工质为理想气体，其比热为定值。试问

与

哪个大？为什么？

图

【答案】及C 点在同一条可逆绝热线上

，

所以

2．

三块相同的金属块被加热到温度

环境中缓慢冷却到

再被冷却到环境温度

其熵变为其熵变为

第一块迅速被冷却到环境温度试说明这三个过程

其熵变为的大小关系。

第二块在

所以

又因为

第三块先与温度为的热源接触，达到平衡后

【答案】熵是状态量，熵变与过程无关，

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

，

差、开口系与外界交换的轴功。

4． 若热力学第一定律表达式写作

是机械能形式，三者分别代表进出口工质的动能差、热能

那么该式的使用条件是什么？为什么？

【答案】使用条件为准静态或可逆过程。因为只有在准静态或可逆过程时，系统膨胀功才等于

5． 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。

6． 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。

7． 什么是露点温度？含湿量为10g/kg （干空气），温度分别为的露点温度较高？

【答案】露点温度（dew temperature ）是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，但一般用它来表示湿度 呢。这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温 度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。

的湿空气：

则有

所以两个状态的露点温度相等。

和的湿空气，哪个状态

8． 什么是回热？试解释在热机循环中若能采取回热措施，从热力学角度简单说来将会带来什么好处？

【答案】回热是指，在保持构成循环的热力过程性质不变的条件下，利用循环中某些放热过程的放热量来满足另一些吸热过程的吸热需要的措施。从热力学的角度来说，循环输出的净功不变，但是回热的措施使循环从外界高 温热源的吸热量减少，向低温热源的放热量也减少，因而可以提高循环的热效率。

二、综合分析题

9． 某人提出了一个利用温度为比定压热容

压力为

的柴油机废气资源发电的方案，方案称若废

废气

气流量为200kg/h, 可发电14.59kW ，问此方案是否可行？设

【答案】方法1为充分利用废气的热能，设废气定压放热到环境温度。在废气和环境大气之间放置可逆热机， 其循环如图所示。1-2为热机可逆等压吸热（废气放热为2-1）, 3-1为热机向环境介质等温放热。

图

循环

是多热源循环，先求平均吸热温度

所以

循环的热效率

废气的放热量

功率

因实际过程必存在不可逆性，所以此方案不可能实现。

方法2废气的温度高于环境温度，有作功能力，但若流入大气，最终与大气平衡，则作功能力完全丧失， 所以可以从作功能力损失来求解。取废气和大气为系统，则

式中，

和

分别为废气和大气的熵变。

表明废气最充分利用仅有14.59kW ，若机器全部可逆，方案可实现，但由于必定存在不可逆性，因此方案不可实现。

方法3:根据焓拥的概念，废气的焓畑即为可以从废气得到的最大有用功。