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1、2017年上海海事大学商船学院803工程热力学考研题库一、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 朗肯循环采用回热的基本原理是什么？【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。 3 如图所示，刚性绝热容器中间用
2、隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空。若将隔板抽去，试分析容器中空气的热力学能如何变化？若容器中所装的为固定隔板，隔板上有一小B 两侧压力相同时A 、B 两部分气体的热力学能如何变化？孔，气体从A 泄露入B ，试分析当A 、 图【答案】将气体视作一个控制质量，由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，所以过程功又因为容器绝热，所以过程的热量也即热力学能不变。根据热力学第一定律所以有气体的热力学能变化如果有固定隔板，隔板上有小孔，则气体从A 中泄露入B 中，若隔板绝热，则过程为A 对5的充气过程，因为A 部分气体对部分作推进功，充气的结果是A 部分的热力学能比原来减少，而B 部分
3、气体的比热力学能升高，最后当两部分气体的压力达到平衡，但是A 部分气体的温度比B 低。A 、B 部分的气体应时刻具有相同的温度，B 两部分气体相同时，若隔板是良好导热体，当A 、A 、5两部分气体处于热力学平衡状态，情况与自由膨胀时相同，两个部分气体的比热力学能相等。两部分的总热力学能与两部分的容积成正比。 4 写出下列计算式的适用条件：【答案】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；式的适用条件是任意工质的可逆过程。5 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？【答案】由题意可知，此时的马赫数故要使超音速气流加速，必须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管
4、增加流速。6 若热力学第一定律表达式写作 和的两物体之间（图）。经验告诉我们，只要那么该式的使用条件是什么？为什么？【答案】使用条件为准静态或可逆过程。因为只有在准静态或可逆过程时，系统膨胀功才等于 7 均质等截面的直杆夹持在分别维持恒温和不改变，杆子任意截面的温度也不随时间改变而保持恒定。试问杆子是否处于平衡状态？ 图【答案】杆子仅是处于稳定状态而非平衡状态。因为杆子各截面温度维持恒定是在外界（温度为和的两个物体）的作用下才成立的，如果撤除和的两个物体，杆子各截面将逐渐趋于均匀一致，所以杆子是处于稳 定状态而非平衡状态。由此可得，平衡必稳定；稳定未必平衡。8 明采用两级压缩，中间冷却压缩气体
5、时，如要使总耗功最小，中间压力其中为第二级压气体出口压力，而为第一级压气机的进口压力。【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 叶轮压气机质量流量 【答案】图如图所示，1-2过程为可逆绝热过程，1-2 过程为实际的不可逆过程。 空气不可逆扩压到0.5MPa ，绝热效率为0.92,空气比热按定值比容求进出口的熵差、熵流、熵产和做功能力损失。环境 图依据绝热过程方程可求得经历可逆绝热过程时出口的温度为： 由绝热效率可得： 进出口熵差： 由压气机的压气过程可认为是绝热的，故:由稳态稳流的绝热过程熵方程式知熵产为： 做功能力损失为： 一、简答题考研试题
