2017年河南工业大学工程热力学复试实战预测五套卷
● 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． 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。
3． 两个质量和比热（cm ）相同，温度分别为和的固体进行热交换，请推导说明达到热平衡的过程是 一个不可逆过程。
【答案】该热交换过程如图所示。
图
如果此系统熵增大于零，则过程不可逆。 直接传热，则平衡温度，有
所以过程不可逆。
4． 试验证下列热力学关系式哪一个正确？
【答案】根据理想气体状态方程可得：
可见，（1）式正确。
5． 某系统处于某一状态，该系统的Exergy 指的是什么？
【答案】 Exergy 指的是系统从当前任意状态可逆地变化到与指定环境相平衡的状态时，理论上所能做出的最大有用功或消耗的最小有用功。
做出的最大有用功，如
消耗的最小有用功，如冷量
其中
为
6． 明采用两级压缩，中间冷却压缩气体时，如要使总耗功最小，中间压力第二级压气体出口压力，而为第一级压气机的进口压力。
【答案】若两级压缩过程的多变指数为n ，则两级压缩工程中所消耗的功为：
若中间定压冷却充分，即可得：
则有：
可知，
代入题中两式，
求并令其为零，得：
此即表明当时，二级压缩所消耗的总功最小。
7． lkg 理想气体，从同一初态经过绝热过程膨胀到达另一相同压力，如一个是可逆过程，另一个是不可逆过程，试:（1）画出两过程的
【答案】（1）
图及
图和
图；（2）比较两过程膨胀功的大小。
图如图所示。
图
三、计算题
8． 如图所示，两个容器的壁面充分透热，其中的气体始终能与周围环境保持热平衡。容器A 的容积为
内装压力为
的空气；容器B 中亦装有空气，其质量与A 中相同，但压力为
求过程中全部空气的熵变量。空气视为理想
用抽气机将容器A 中的空气全部抽空送到容器B ; 待容器A 抽空后，打开连通阀门，使
空气压力均衡地充满两个容器，已知环境温度为气体，气体常数
定压比热容
图
【答案】过程中，
两部分的气体质量相同，所以有：
且容器B 的容积为：
在过程终了时，两部分压力相同，由于温度也相等，所以两部分体积相同，有：
在这一过程中，原有的A 部分气体熵变为：
原有的B 部分气体熵变为：
所以，全部气体的熵变量为：
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