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一、名词解释

1． 节流。

【答案】指工质流过阀门等节流部件时流动的界面突然收缩，压力发生降低的现象。

二、简答题

2． 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

3． 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

，

是机械能形式，三者分别代表进出口工质的动能差、热能

差、开口系与外界交换的轴功。

4． 实际空气制冷循环不可逆损失主要来自哪里？如何减少？

【答案】（1）空气压缩式制冷是利用常温下将较高压力下的空气进行绝热膨胀将获得低温低压的空气这一原理获得所需的低温，其工作原理图如1所示，

图如图2所示。

图 1 图 2

低温低压的空气在冷室的盘管中定压吸热升温后进入压缩机，被绝热压缩提高压力，同时温度也升高，然后 进入冷却器，被外界冷却水冷却到接近常温后再进入膨胀机。压缩空气在膨胀机内进行绝热膨胀，压力降低同时 温度也降低。将低温空气引入冷室的换热器，在换热器盘管内定压吸热，从而降低冷室的温度，空气吸热升温后又被吸入压缩机进行新的循环。

（2）实际空气压缩式制冷中，压缩机和膨胀机在压缩膨胀过程中由于机械运动或多或少总是存在摩擦，故存在摩擦损失；冷却器和蒸发器中放热和吸热过程也是在温差作用下进行的，故存在非平衡损失。

（3）要减少这些损失，只有通过尽量减小传热过程存在的温差和减小机械运动的摩擦来减少不可逆损失。 实际应用中，常采用回热等措施，减小压缩、膨胀中的不可逆损失。

5． 写出熵和焓的定义式，理想气体定容过程焓的变化

【答案】熵的定义式：

6． 某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在

时，制冷系数仍可以达到4, 请你判断一下是否可能实现。 【答案】过程可逆时，

7． 压力为

所以不可能实现。

室温下，

制冷温度为

焓的定义式：

理想气体定容过程焓的变化：

比体积为的某种气体被质量可忽略不计且无摩擦的活塞密封在垂直放置的气缸

内，如图所示，现移去活塞上的重物，气缸内气体膨胀，待气体达新的平衡状态，活塞上升高度L 。为求气缸内气体 作的功，有人计算如下：

对不对? 为什么？

图

【答案】本题中气体膨胀过程是在有限压差下进行的，虽然气体最终重又达到平衡状态，但在这两个平衡态之间 经历的状态无法描述，因此用

计算过程功是错误的。考虑到气

体膨胀的后果是体积增大，把活塞上推了 L ，过程中排斥大气，大气对活塞的作用力是

该力被移动了距离L ，所以功为这个功只可能是由气体作出。虽

然结果一样，但两个解题过程基于的概念不一样，前者是错误的。

三、计算题

8． 一个装有内能减少了

工质的闭口系统经历了如下过程：系统向外界传热并且在过程中整个系统被举高了

其中：

因此，系统动能的变化为：

9． 如图所示，有一直立放置的气缸，在活塞和重物的重量作用下，气缸中氮气的压力为温度为

容积为

现突然从活塞上拿去一块重物，使活塞对气体的作用力降为

气

体发生膨胀推动活塞上升。设比热容为定值，膨胀过程中气体和外界的热交换可以忽略不计，试求当活塞和气体重新达到力平衡时气体的温度及气体所作的膨胀功。氮气的气体常数为

热容比为

外界对系统做功

比

试确定过程中系统动能的变化。

【答案】闭口系统的能量方程为

图

【答案】以气缸中氮气为研宄对象，其状态方程为：对于绝热膨胀过程，其状态参数满足

由此可得：

因此，当活塞和气体重新达到力平衡时气体的温度为：

在膨胀过程中，容积变为：

因此，当活塞和气体重新达到力平衡时气体所作的膨胀功为：