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1、2017年上海海事大学商船学院803工程热力学考研强化模拟题一、简答题1 物质在定压下发生汽化，其吉布斯函数是增大、不变还是减小？【答案】吉布斯函数不变. 物质在定压p 下汽化，其温度由 或者:物质在定压p 下汽化, 其温度也不变，此时，物质处于液、气的相平衡, 化学势不变，故为定压、定温过程。相等，而2 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。3 试确定图上一组等温线簇温度的大小和图上一组等容线簇比体积的大小。所以即【答案】如图所示，取等压过程
2、1-2, 与等温线簇相交于1、2。因 由于所以，即等温线簇中右上方的等温线的温度高。 图也可以从能量关系分析：过点2作等熵线，因等熵线比等温线陡，故与过点1的等温线相交于点3。考察过 程2-3, 过程中，q=0, 同时，因得即由于因q=0, 故第 2 页，共 46 页所以过程功为正。据热力学第一定律解析式 因此但所以过程1-2体如图所示，取等熵线与等比体积线簇相交于1、2、3, 考察过程1-2-3, 显然据热力学第一定律解析式积功为正，由此可得参照上述方法，可导出4 试在义。【答案】如图所示。 图和 图上熵增大方向以及图上等压线簇增大方向。图上绘出理想混合加热循环图并说明压缩比、定容升压比及定
3、压预胀比的定 图压缩比：定容升压比：定压预胀比： 经等温 5 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。 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 6三块相同的金属块被加热到温度环境中缓慢冷却到再被冷却到环境温度其熵变为其熵变为第一块迅速被冷却到环境温度试说明这三个过程 其熵变为的大小关系。第二块在第三块先与温度为的热源接触，达到平衡后【答案】熵是状态量，熵变与过程无关，第 3 页，共 46 页7 绝热活塞把一个刚性绝热容器分成A 和B 两部分（图），分别有某种气体，B 侧设有电加热丝。活塞 在容器内可自由移动
4、，但两部分气体不能相互渗透。合上电闸，B 侧气体缓缓膨胀。问：，（1）取A 侧气体为系 统，是什么系统；（2）取A 侧和B 侧全部气体为系统（不包括电热丝）是什么系统；（3）取A 侧和B 侧全部 气体和电热丝为系统，是什么系统；（4）取图中虚线内为系统，是什么系统？ 图【答案】（1）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换功； （2）闭口系，系统与电热丝交换热量；（3）闭口绝热系，因为系统仅与外界交换电能，没有热量越过边界； （4）孤立系。 8 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和的两物体之间（图）。经验告诉我们，只要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
5、【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。二、计算题9 某汽缸中盛有气体，首先经历一不可逆过程，从温度为能增加交换，已知热源经历上述两个过程后熵变化求：（1）第一不可逆过程中气体对外所做的功。（2）第二可逆过程中气体与热源交换的热量，气体所完成的功量。 【答案】（1）依据闭口系热力学第一定律气体对外所做的功为： 第 4 页，共 46 页的热源中吸取的热量，其内热源发生热然后再经过一可逆过程，使气体恢复到初态，该过程中只有气体与其中，所以一、简答题考研试题
