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一、名词解释

1． 多变过程和多变指数。

【答案】多变过程是气体基本热力过程的一种概括，多变过程中气体和外界之间既有功的变换，又有热的变化，多变过程方程式为

式中n 为常数，称为多变指数。

二、简答题

2． 在T-s 图上表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功的大小。并说明为什么。

【答案】如图所示。

图

为等熵过程，有为等压过程，有：

所以：

等熵过程中的技术功与等

压过程中吸热量相等，如图中阴影部分。

3． 水蒸气的朗肯循环，其放热过程为定温过程，吸热过程也有部分是等温的，而人们又常说定温吸热和定 温放热最为有利，可是为什么在大多数情况下蒸汽循环反较柴油机循环的热效率低？

【答案】卡诺循环的吸热过程和放热过程都是等温进行的，卡诺循环热效率也是最高的，但是并不代表等温吸热 和等温放热就一定有利，真正决定热效率的要看吸热量和放热量的多少。吸热越多、放热越少，则循环的热效率 就越尚。蒸汽循环与柴油机循环相比，在放热过程中，蒸汽动力循环工质的放热温度与环境介质的吸热温度温差较小，且工质保持定温，所以放热量小。而柴油机循环的放热过程接近定容，放热的终了，排气温度仍然高于环境的温 度，所以放热量较高。但是在吸热过程中，蒸汽动力循环吸热过程温度较低，而柴油机循环中采用吸热前压缩气 体，使气体的平均吸热温度提高，在吸热量上比起蒸汽循环要多得多。所以在大多数情况下，蒸汽动力循环反较 柴油机循环的热效率低。

4． 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？

【答案】不可以。因空气的绝热节流系数几乎为0, 因而采用节流阀不可能有显著的膨胀降温效果，即不能制冷。

5． 多变过程是否概括了所有热力过程？

【答案】

多变过程是指状态变化规律符合

的过程，每个特定的多变过程具有一个

不变的指数n ，即多变指数。显然，还存在不一定满足上述规律的热力过程。 6． 采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa 的空气压缩至2.5MPa , 中间压力为多少时耗功最小？

【答案】当两级的增压比相等时，耗功量达到最小值。最小值为：

7． 如图所示，

分别为

图上的圆周上的四个点，是比较

与

的大小。

图

【答案】由热力学第一定律可知，因为热力学能又根据

图，有

是状态参数，只和状态有关，所以：

所以有：

三、计算题

8． 如图1为一水蒸气动力循环简图。为了提高循环热效率采用了抽汽回热，回热加热器为一表 进入汽轮机的蒸汽压力为3.0MPa , 温度为面式加热器。

汽轮机出口处的压力为0.005MPa ,

抽汽压力为0.5MPa 。抽汽在回热器中放热后全部变为饱和水，通过节流阀后，在冷凝器中与汽轮机排汽混合。设进入锅炉中水（点5）的 温度与回热器中抽汽出口状态（点B ）的温度相同。

在忽略泵功的情况下，试求： （1）画出循环的（2）抽汽量

图。

（3）每千克蒸汽在汽轮机中所作的功。

（4）蒸汽吸热量、放热量和循环热效率。

图1

饱和水与饱和蒸汽相关性质参数如表1所示。

表

1

过热蒸汽性质参数如表2所示。

表

2

【答案】（1）循环的图如图2所示。

图2

（2）根据热力学第一定律，回热器的能量平衡式为

（3）状态2的湿蒸汽的干度蒸汽的焓

值为：

所以得到抽汽量为：

从而可以求得状态2的湿