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一、简答题

1． 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

2． 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：

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：

3． 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。

【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），故热力学能是温度的单值函数。

因为

4．

已知房间内湿空气的

【答案】

沿温度值为

所以焓也是温度的单值函数。 温度，试用

图定性的确定湿空气状态。

交于一点a , 从a 点沿等焓线与温度

的温度线，

与相对湿度线

值为？的温度线交于一点h 6点的室内空气状态参数，如图所示。

图

5．

画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的

图，用各点的状态参数写出：

（1）朗肯循环的吸热量、放热量、汽轮机所做的功及循环热效率。 （2）制冷循环的制冷量、压缩机耗功及制冷系数。 【答案】

画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的

图如图所示。

（1

）参考

郎肯循环 蒸汽压缩制冷循环

图，可以得到：

的定压加热过程，吸热量

：

的过程，在冷凝器中进行，放热量：

做工量：

朗肯循环的吸热过程为郎肯循环的放热过程为

汽轮机中，

做功过程为绝热膨胀过程在水栗中被绝热压缩，

接受功量为

相对于汽轮机做功来说很小，故有热效率：

（2

）参考上面的压缩机耗功为

：制冷系数为

：

图，可以得到：

蒸汽压缩制冷循环的吸热量为

：

6． 试从热力学角度分析，空调器的制冷和制热的机理。

【答案】机理如图所示。

图

空调制冷、制热均利用热机的逆卡诺循环，外界对热机作功，从低温热源吸热，向高温热源放热。

制冷时，室内作为高温热源，热量被吸走，降温，达到制冷目的；制热时，室内作为低温热