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一、简答题

1． 有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，问采用多级压缩有何好处？

【答案】采用多级压缩，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。另外，采用多级压缩可以采用中间冷却措施，使高压级的压缩终温不会很高，少耗功。

2． 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。

3． 综观蒸汽动力循环、燃气轮机循环、内燃机循环以及其他动力循环，请分析归纳转换为机械能的必要条件或基本规律？

【答案】动力循环工作过程的一般规律是任何动力循环都是以消耗热能为代价，以作功为目的。但是为了达到这个目的，首先必须以升压造成压差为前提，否则消耗的热能再多，倘若没有必要的压差条件，仍是无法利用膨胀 转变为动力。由此可见，压差的存在与否是热能转化为机械能的先决条件，它也为拉开平均吸、放热温度创造了 条件。其次还必须以放热为基础，否则将违背热力学第二定律。总之，升压是前提，加热是手段，作功是目的，放热是基础。

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。

可知，

代入题中两式，

5． 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

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，

6． 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分？指出它们的正负号。

【答案】一个热力系统中熵的变化分为熵产和熵流两个部分。其中，熵产是不可逆因素引起的部分，只能为正，或为零。而熵流是由于热流进、流出系统所引起的系统熵变的部分，为正、为负、为零均可，视情况而定。

7． 对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如何计算？

【答案】在简单可压缩系统中，系统只与外界交换膨胀功或压缩功。可逆时，这种功的计算式为

8． 膨胀功、流动功、轴功和技术功之间有何区别？有何联系？

【答案】对流动工质，微分形式能量方程：

所以有

9． 为什么

图上过同一点的气体定容线要比定压线陡一些？

有

为

图上定容曲线斜率，该

【答案】对定容过程，

根据

斜率与比热成反比例。

对定压过程，根据

热成反比例。

有

为图上定压曲线斜率，该斜率与比

因为定压比热容大于定容比热容，所以可知过图上任一点的定容线陡于定压线。

10．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。

是机械能形式，三者分别代表进出口工质的动能差、热能

二、计算题

11．写出开口系非稳定流动能量方程式，并由其导出稳定能量方程式。

【答案】开口系非稳定流动能量方程式：

对于稳定流动，有

故上式简化为：

或其积分形式为：

对于单位质量流体工质为：

12．对一容积为为

压力

为

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：

由能量守恒定律：

可知

为：

即为充入的氧气量。

13．燃气以

（1）计算理论出口温度

的状态进入燃气轮机，出口压力为