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1、2018年上海交通大学机械与动力工程学院813工程热力学考研强化五套模拟题一、简答题1 试述下列各项中两个概念之间的区别：（1）闭口系统和孤立系统。 （2）绝热过程和定熵过程。 （3）可逆循环和逆向循环。【答案】（1）闭口系是指系统与外界没有物质交换；而孤立系统是指系统与外界之间既无物质交换也无能量交换的系统。（2）绝热过程指过程中，系统与外届没有热量交换；而定熵过程是指过程中系统的熵不变。可逆的绝热过程一定是定熵过程，但不可逆的绝热过程不是定熵过程。（3）可逆过程是指系统经过一个过程后，可以使得系统和外界同时恢复到初始状态，而不引起变化的过程，而逆向过程是指过程的方向在图或图上是逆时针。 2
2、 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： 3 测定绝热节流系数的焦耳汤姆逊实验是如何进行的？如何球的绝热截留系数？【答案】任意选定一种实际气体，使其通过装有多空塞的管道，令高压端的压力和温度稳定在和相应的而在低压端，调节阀门开度，通过改变流量得到不同的压力然后将这些点画在图上，得到并且得到因为所有这些点画成一条曲线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验，即可得到一系列的等焓线，图中等焓线上任一点的斜率4三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
3、熵变为即为 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， 5 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。 第 2 页，共 49 页【答案】 专注考研专业课13年，提供海量考研优质文档！ 图 6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【答案】杆子仅是处于稳定状态而非
4、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。 7 蒸汽动力循环中，蒸汽轮机排气压力是否越低越好？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，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，这个必须在零度以
5、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，排汽压力越低，蒸汽在汽轮机中膨胀做功越多，当然有利。但是从高，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湿度过大，不利于汽机安全运行。8 画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的综合这些因素之后，排汽温度大约为30摄氏度左右。所以大约为太低了，则会造成y 2升高，导致汽轮机低压缸末级蒸汽图，用各点的状态参数写出：（1）朗肯循环的吸热量、放热量、汽轮机所做的功及循环热效率。 （2）制冷循环的制冷量、压缩机耗功及制冷系数。第 3 页，共
6、 49 页 专注考研专业课13年，提供海量考研优质文档！【答案】画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的图如图所示。 （1）参考郎肯循环 蒸汽压缩制冷循环 图，可以得到：的定压加热过程，吸热量：的过程，在冷凝器中进行，放热量：做工量： 朗肯循环的吸热过程为郎肯循环的放热过程为汽轮机中，做功过程为绝热膨胀过程在水栗中被绝热压缩，接受功量为相对于汽轮机做功来说很小，故有热效率： （2）参考上面的压缩机耗功为：制冷系数为：图，可以得到： 蒸汽压缩制冷循环的吸热量为： 9 反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个？写出其定义式。【答案】 10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：第 4 页，共 49 页 一、简答题考研试题
