2018年合肥工业大学机械工程学院828工程热力学(一)[专业硕士]考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 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
3． 简述克劳修斯是如何在卡诺定理的基础上推导参数熵的？克劳修斯不等式如何表达？
【答案】任意工质进行的一个任意可逆循环，用一组可逆热线将它分割成无穷多个微元循环，这些绝热线无限接近，认为组成无穷多个微卡诺循环，如图所示。
图
分析
循环，热效率为：
即
取代数值
为负，对
两边同时积分得：
即：
过程
与
组成可逆循环
因此，可得：
此即为克劳修斯等式。
依据卡诺定理，在两个不同温度恒温热源间工作的不可逆热机效率小于可逆热机效率，即
:
由于可逆热机效率
于是
则
若考虑
和
为代数值，则可写成：
所有微元循环加起来，考虑到不可逆循环过程，工质与热源温度有可能不等，
上面推导中的是热源温度，
用表示，因而得到：
联立式
邵可得到克劳修斯积分不等式：
二、计算题
4． 10kg 空气，初态为
【答案】
依题意可知
所以有
：
其中
定压放热过程2-3
满足热力学第一定律解得终温
：
系统的熵变为：
外界环境的熵増为：
5． 对一容积为为
压力
为
其中
空气内能和焓的变化分别为：
则有：
则有：
定容放热到
后，再定压放热
试求空
气
空气内能、焓、熵的变化量以及环境的熵变量。已知环
境
取空气的闭口系，则定容放热过程1-2
满足热力学第一定律
绝热刚性容器充氧气。充气气源的温度
则容器内压力达
到
压力若充气前容器内
为真空，那么当容器内压力达到时，充入了多少氧气？若充气前容器内还有氧气，温度
时，又能充入多少氧气？氧气：
取容器空间为系统，绝热，功为0; 开口。
【答案】
依据能量守恒方程
可得充气后的温度T 2为：
又依据理想气体状态方程
可得充气后气体的质量m 为：
又可求得充气前的质量m 为：