2018年南京航空航天大学能源与动力学院817工程热力学考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 写出下列计算式的适用条件
：
【答案】①式的适用条件是理想气体的任意过程，或者实际气体的定容过程；②式的适用条件是任意工质的可逆过程。
2． 什么是化学反应的热效应？若反应物和生成物均为理想气体，那么定压热效应和定容热效应之间有什么关系？
【答案】当系统经历一个化学变化时，当系统只做容积变化功，且所得生成物和反应物的温度相等时，这时lKmol 主要反应物或生成物所吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。
其中定压热效应为：
定容热效应为：
所以二者有如下关系：
3． 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。
4． 定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？
【答案】定压
：
定温
绝热
定容
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
：
6． 试证明在压缩比
【答案】
图，可以得到
：
蒸汽压缩制冷循环的吸热量为：
相同的情况下
，活塞式内燃机定容加热理想循环与卡诺循环有相同的
热效率。这是否说明定容加热理想循环达到了卡诺循环的理想水平？为什么？
但不能说明定容加热理想循环已达卡诺循环水平，
因为
温度区间到）内，将大大高于
7． 蒸汽动力循环中，蒸汽轮机排气压力是否越低越好？降低
【答案】蒸汽动力循环中蒸汽轮机的排气压力个局部来看，在初态不变的前提下，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
远远高于而在相同
有哪些限制？
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
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
，
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
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
综合这些因素之后，
排汽温度大约为30摄氏度左右。
所以大约为湿度过大，不利于汽机安全运行。
8． 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。
太低了，则会造成y 2升高，导致汽轮机低压缸末级蒸汽
其中为
【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：
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。
二、计算题
9． 证明：压气机在两级压缩中间冷却，且中间压力为
力
，
为气体压缩终了压力），压气机的耗功最小。 【答案】两级压缩所需总轴功：
设
则
得：
时（其中
为气体压缩前的压
令，得：