2017年天津城建大学工程热力学考研复试核心题库
● 摘要
一、名词解释
1． 热效率。
【答案】热效率是指用于做功的那部分热量与所消耗的总热量的比值。
二、简答题
2． 如图所示，刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空。若将隔板抽去，试分析容器中空气的热力学能如何变化？若容器中所装的为固定隔板，隔板上有一小B 两侧压力相同时A 、B 两部分气体的热力学能如何变化？
孔，气体从A 泄露入B ，试分析当A 、
图
【答案】将气体视作一个控制质量，由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，所以
过程功
又因为容器绝热，所以过程的热量
也即热力学能不变。
根据热力学第一定律
所以有
气体的热力学能变化
如果有固定隔板，隔板上有小孔，则气体从A 中泄露入B 中，若隔板绝热，则过程为A 对5的充气过程，因为A 部分气体对部分作推进功，充气的结果是A 部分的热力学能比原来减少，而B 部分气体的比热力学能升高，最后当两部分气体的压力达到平衡，但是A 部分气体的温度比B 低。
A 、B 部分的气体应时刻具有相同的温度，B 两部分气体相同时，若隔板是良好导热体，当A 、A 、5两部分气体处于热力学平衡状态，情况与自由膨胀时相同，两个部分气体的比热力学能相等。两部分的总热力学能与两部分的容积成正比。
3． 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。
4． 若热力学第一定律表达式写作
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． 某空气循环由下列三个可逆过程组成：由状态1压缩升压到画在
图和【答案】画出
图上。
图和
图如图所示。
经等温
接着经定压过程膨胀至状态3, 然后等容降压到状态1。试将该循环示意性
图
6． 均质等截面的直杆夹持在分别维持恒温和
不改变，杆子任意截面的温度
和
的两物体之间（图）。经验告诉我们，只要
也不随时间改变而保持恒定。试问杆子是否处于平衡状态？
图
【答案】杆子仅是处于稳定状态而非平衡状态。因为杆子各截面温度维持恒定是在外界（温度为
和
的两个物体）的作用下才成立的，如果撤除
和
的两个物体，杆子各截面将逐渐趋
于均匀一致，所以杆子是处于稳 定状态而非平衡状态。由此可得，平衡必稳定；稳定未必平衡。
7． 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。
三、计算题
8． 一个位于室外的R-12氟利昂密封容器，容积为
初始时充满了压力为651.6kPa ，质量为
1248kg 的R-12。白天在室外阳光的照射下，由于传热，发生了一个定容过程，终了时容器内的R-12达到了饱和蒸汽状 态，试计算下列物理量：（1）初始时R-12的温度；（2）终了时R-12的温度和压力；（3）过程中传给R-12的热 量。饱和氟利昂与饱和氟利昂蒸汽参数如表所示。
表
【答案】（1）由题意，可求得初始时R-12的比体积为：
因为的温度为：
（2）不妨设终了时R-12的温度和压力分别为
则有：
则此时R-12的处于液、气两相共存状态，所以初始时R-12
可得：
（3）以密封容器内R-12为研宄对象，依据热力学第一定律，列能量方程：
由题意可知，初始时R-12的干度和比热力学能分别为：
设终了时R-12的比热力学能为
则有：
解得：