2016年同济大学机械与能源工程学院工程热力学复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 试述孤立系统的熵増原理？什么是补偿过程？
【答案】孤立系熵增原理是指，膨胀系统总熵减少的过程都不可能发生，理想情况也只能实 现总熵不变。可逆实际上也是难以实现的，所以实际的过程总是朝着使系统总熵増大的方向进行。
补偿过程指，如果某一过程的进行会导致孤立系中各物体的熵同时减少或各有增减，但其总熵减小，则这种过程不可单独进行，除非外界的熵减过程作为补偿，使孤立系统熵增大，至少保持不变。
2． 试述准静态过程与可逆过程的区别。
【答案】（1）定义不同。准静态过程是一系列平衡态所组成的过程；可逆过程是如果系统完成某一热力过程后，再沿原路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化的过程。
（2）要求条件不同。可逆过程要求系统与外界随时保持力平衡和热平衡，且不存在任何耗散损失，在过程中没有任何能量的不可逆损失；准静态过程的条件仅限于系统内部的力平衡和热平衡，在进行中系统与外界可以有不平衡势差，也可能有耗散现象发生，只要系统内部能及时恢复平衡，其状态变化还是准静态的。
（3）可逆过程是针对过程中所引起的外部效果而言的，准静态过程是针对系统内部状态变化而言的。
（4）可逆过程一定是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。
（5）实际过程总是在温差、压差作用下变化的，实际过程是偏离可逆过程的准静态。 相同点：对于热力系统而言，两个过程都是由一系列平衡态所组成的，在
图上都能用连续
曲线表示，都可用确定的状态参数变化描述过程。
3． 闭口系统从温度为300K 的热源中取热500kJ ，系统熵增加20kJ/K，问这一过程能否实现，为什么
【答案】能实现。对于可逆过程的熵有：增为：
因此该过程可以实现。
则系统从热源取热时的可能达到的最小熵
4． 如图1所示为湿空气中水蒸气的图，A 、B 两点在同一条等压线上，试在图中标出两点的
露点温度， 比较两点相对湿度的大小。
图1
【答案】图1中等压线上的A 、B 两点的露点温度相等，如图2所示，均等于相对湿度不等：
但是两点的
图2
5． 如何确定多级压缩、级间冷却压气机的各级増压比？
【答案】设为m 级压气缩，级间冷却，
初压，p 为终压，则最佳增压比为：
6． 对于理想气体，试说明它的热力学能和焓都是温度的单值函数。
，故热力学能是温度【答案】根据理想气体模型，热力学能是气体分子热运能量（无内位能）的单值函数。
因为
7．
迈耶公式蒸气？
【答案】
因为迈耶公式
的推导中应用了理想气体的性质，所以迈耶公式一般适用
于理想气体，故不适用于动力工程中的高压水蒸气。
另外，地球大气压力较低，大气中的水蒸气的分压力更低一些，所以可将大气视为理想气体混合物，故迈耶公式可以适用于大气中的水蒸气。
8． 蒸汽动力循环中，蒸汽轮机排气压力是否越低越好？降低个局部来看，在初态不变的前提下，
所以焓也是温度的单值函数。
是否适用于动力工程中应用的高压水蒸气？是否适用于地球大气中的水
有哪些限制？
【答案】蒸汽动力循环中蒸汽轮机的排气压力并不是越低越好。从汽轮机自身膨胀作功这
越低，蒸汽在汽轮机中膨胀做功越多，当然有利。但是从
装置全局分析，并非越低越好。
因为，
降低，必然要求凝汽器真空度升高，从而凝汽器换热面积增大，冷却水量增对，冷
降低未必带来整体装置经济性增加，这是一个经济性限制。还有蒸汽
降低，取决于排气温度是否降低，这个
必须在零度以上。
左右，这是降总要比冷却水温
却管径增大，使得冷却水泵耗功增加，导致制造成本、初投资和运行费用增加。
综合考虑这些因素，
轮机排汽为饱和湿蒸气，
排汽压力
高，才能有效冷却放热，而冷却水温度只能维持在低的传热学限制。还有个限制就是如果湿度过大，不利于汽机安全运行。
综合这些因素之后，排汽温度大约为30摄氏度左右。所以大约为
太低了，则会造成y 2升高，导致汽轮机低压缸末级蒸汽
二、综合分析题
9． 图所示的汽缸活塞系统，最大容积为
若加热水至
初始时汽缸内含有50kg 压力为200kPa
的水
试确定缸内工质的终态。
图
【答案】令水吸热膨胀过程中体积达汽缸最大容积时状态为a ，终态温度为状态1:状态a :状态2:由
查水和水蒸气热力性质表，
所以，终态为湿饱和蒸汽，
干度为
10．空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为想气体，比热容取定值，气体常数
效率及压缩过程气体的熵变和过程作功能力损失
【答案】据题意，
初、终态温度分别为
和若空气作理
试计算压气机的绝热