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1、2017年合肥工业大学机械与汽车工程学院828工程热力学(一)考研强化模拟题一、简答题1 如图所示的气缸活塞系统，气缸内气体压力为p ，曲柄连杆对活塞的作用力F , 活塞与气缸摩擦力为活塞的面积为A 。讨论气缸内气体进行准静态过程和可逆过程的条件。 【答案】 图 2 如何确定多级压缩、级间冷却压气机的各级増压比？【答案】设为m 级压气缩，级间冷却，初压，p 为终压，则最佳增压比为： 3 试画出蒸气压缩式热泵下的【答案】蒸气压缩式热泵下的图，并用各状态点的焓表示出其制热系数。 图如图图所示： 图制热系数为： 4 闭口系统从温度为300K 的热源中取热500kJ ，系统熵增加20kJ/K，问这一过
2、程能否实现，为什么【答案】能实现。对于可逆过程的熵有：增为：第 2 页，共 74 页则系统从热源取热时的可能达到的最小熵因此该过程可以实现。 5 若热力学第一定律表达式写作 温度为的冰自周围环境吸热融化为水，再继续吸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 6 在温度为的环境中，质量热升温至环境温度损失大小。【答案】过程的图如图所示。试在图上示出此过程造成的环境熵变、冰及水的熵变、熵产量和可用能 图图中，1-2水平线段为冰吸热融解的过程；2-3曲线为水吸热升温的过程；4-5水平线段为环境大气的放热过程。图中表示环境的熵
3、减量；表示冰、水的熵增量；表示过程造成的熵产量；带有阴影线的部分表示过程造成的可用能损失的大小。7 某系统处于某一状态，该系统的Exergy 指的是什么？【答案】 Exergy 指的是系统从当前任意状态可逆地变化到与指定环境相平衡的状态时，理论上所能做出的最大有用功或消耗的最小有用功。做出的最大有用功，如消耗的最小有用功，如冷量 8 给出“热”和“功”的定义，并分析其异同。【答案】热量是热力系和外界之间仅由于温度不同而通过边界传递的能量，功是热力系流通过边界而传递的能量，而全部效果可表现为举起重物。相同点：二者均为过程量，都通过边界传递。不同点：功是有规则的宏观运动能量的传递，在作功过程中往往
4、伴随着能量形式的转化；热则是大量的微观粒子杂乱热运动的能量传递，传热过程中不出现能量形式变化，功转变成热是无条件的，而热转变成功是有条件的。第 3 页，共 74 页 9 蒸汽动力循环中，蒸汽轮机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，是否越低越好？降低有哪些限制？【答案】蒸汽动力循环中蒸汽轮机的排气压力并不是越低越好。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
5、度以上。左右，这是降总要比冷却水温却管径增大，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，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。10对于理想气体，试说明它的热力学能和焓都是温度的单值函数。太低了，则会造成y 2升高，导致汽轮机低压缸末级蒸汽，故热力学能是温度【答案】根据理想气体模型，热力学能是气体分子热运能量（无内位能）的单值函数。因为所以焓也是温度的单值函数。二、计算题111mol 碳和0.5为多少？【答案】化学平衡方程为则有因而可求得定容热效应为： 得： 氧气反应在298K 时的定压热效应为问同温度下的定容热效应第 4 页，共 74 页一、简答题考研试题
