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一、简答题

1． 在绝热良好的房间内，有一台设备完好的冰箱在工作，在炎热的夏天打开冰箱，人会感到凉爽，问室内温度是否会越来越低? 请用热力学原理加以解释。

【答案】一开始，人会感到凉爽，这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内，而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能，故空气温度降低，人感到凉爽。

随着时间的进行，冰箱输入功率转化的热越来越多地进入房间空气中，空气的温度逐步回升。这样，房间内 的温度不会越来越低。

2． 试在图和图上绘出理想混合加热循环图并说明压缩比、定容升压比及定压预胀比的定义。

【答案】如图所示。

图

压缩比：定容升压比：定压预胀比：

3． 物质在定压下发生汽化，其吉布斯函数是增大、不变还是减小？

【答案】吉布斯函数不变. 物质在定压p 下汽化，其温度

由

第 2 页，共 50 页 不变，故为定压、定温过程。

或者:物质在定压p 下汽化, 其温度

相等，而

4． 朗肯循环采用回热的基本原理是什么？ 也不变，此时，物质处于液、气的相平衡, 化学势

【答案】基本原理是提高卡诺循环的平均吸热温度来提高热效率。

5． 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：

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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：

6． 某完全气体初态压力为在经绝热节流后压力为为节流后

7． 反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个？写出其定义式。 【答案】

图上定性地分析回热对热效率的影响。设环境压力为且请图上画出三条等压线，并表示出绝热节流过程的做功能力损失的大小。说明为什么？ 【答案】

三条等压线如图所示。节流前

损失即作功损失：

8． 定性地画出具有回热的燃气轮机装置示意图，并在

【答案】燃气轮机装置示意图如图所示。

图

与未采用回热的循环相比，循环净功不变，回热后，只有5-3过程吸热，即减小，故循环效率提高。

9． 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。

10．为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？

【答案】在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是降压性温，所以呈现节流冷效应。

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