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1、江苏大学江苏大学 2004 年硕士生入学考试工程热力学试题年硕士生入学考试工程热力学试题考试科目：工程热力学考试科目：工程热力学考生注意：答案必须写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效！可以使用计算器。考生注意：答案必须写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效！可以使用计算器。一、判断下列叙述是否正确，并说明理由。 （每小题 3 分，共 30 分） 1、 可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 2、 闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。 3、 闭口绝热系统的熵不可能减少。 4、 一切不可逆热机的热效率 t总比可逆热机的小。 5、 逆向卡诺循环的
2、高温热源（T1r）与低温热源（T2r）之间的温差越大越好。6、 燃气轮机装置定压加热理想循环，如选取最佳增压比，可获得最高的)1(213)(kkTT循环热效率。 7、 在简单朗肯循环的基础上采用再热的方法一定能提高循环热效率。 8、 在空气压缩制冷循环中可以用节流阀代替膨胀机，以简化制冷装置。 9、 通常，干球温度 t、湿球温度 tw与露点温度 td三者排列次序如下：t td tw 。 10、一刚性绝热容器内充有水和水蒸气混合物，它们的温度与压力分别相等，不随时 间变化，这时汽水混合物处于平衡状态，汽水混合物的各种参数到处均匀一致。 二、分析、作图简答题。 （40 分） 1、门窗紧闭的房间内有
3、一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面，感到 凉爽。于是有人就想通过敞开冰箱大门的方法达到降低室内温度的目的，你认为这种想 法可行吗？请分别以 (1) 门窗紧闭的房间为分析对象； (2 ) 电冰箱为系统进行分析。 （12 分） 2、 某气体依次经历绝热、定容、定压三个可逆过程完成一个循环。试在 T-s 图上判断该循 环是热机循环还是制冷循环？（6 分） 3、 压气机高增压比时为什么采用多级压缩、中间冷却的方式？ （6 分） 4、 从热力学第二定律出发，分析采用回热为什么能够提 高蒸汽朗肯循环的热效率？ （6 分） 5、 p-v 图如右所示，试比较 w234与 w214孰大孰小？q
4、234和 q214孰大孰小？（10 分）三、计算题。 （80 分） 1、有一储气罐，初始时其内部为真空，如 (a) 图所示，现连接于输气管道进行充气。已 知输气管内空气状态始终保持稳 定，其焓值为 h 。经时间的充 气后，储气罐内气体的质量为 m，内能为 u，如忽略充气过程 中气体的流动动能及重力位能的 影响，而且管路、储气罐、阀门 都是绝热的，求 u与 h 的关系式。 若储气罐原不为真空，其中装有p 2 3 1 4 a b v (a) h 真 空 (b) h m0、u0 质量为 m0、内能为 u0的空气，如 (b) 图所示，经时间的充气后，储气罐内气体的质 量为 m，内能为 u，则 u与 h
5、 又有什么关系？(10 分)2、某循环在 700K 的高温热源及 400K 的低温热源之间 工作，各参数如右图所示。试判断是热机循环？还是 制冷循环？是可逆循环？还是不可逆循环？ ( 要求用二种方法判断 )（12 分）3、一容积为 0.02m3的绝热刚性容器，内存有空气，被一导热的无摩擦的隔板分成容积相 同的 A、B 两部分。二侧的温度相同，都为 300K，A 侧空 气的压力为 0.2MPa，B 侧空气的压力为 0.1MPa，现将销钉 拔去，任其活塞自由移动，最后两侧达到平衡，设空气的 比热容为定值。试计算： （1）平衡后的压力、温度各为多少？ （2）整个容器内气体的熵变值为多少？ （3）若将
6、活塞改为隔板，其它参数不变，求抽去隔板平衡后容器内的的压力、温度各 为多少？整个容器内气体的熵变值又为多少？（18 分） 4、压力 p1 = 2.5 MPa，温度 t1 = 500的空气，以 cf1 =100 m/s 的初速流经一渐缩喷管作定 熵流动，进入压力 pb =1.0 MPa 的空间，若喷管的出口截面积 A2 = 20cm2，试确定喷管出 口截面的参数（压力 p2、比容 v2、温度 T2、流速 cf2）以及气流的流量 qm。 (20 分) 附：空气的参数k=1.4 ，cp=1.004 kJ/(kg.K) ，Rg=0.287 kJ/(kg.K) 5、有一台可逆热机，经历了定压吸热 1-2、定熵膨胀 2-3 和定温放热 3-1 之后完成了一个 循环。假设工质是理想气体，比热为定值，循环各点的温度 T1、T2、T3已知。 （1）试将此循环定性地表示在 p-v 图和 T-s 图上。 （2）试写出循环热效率计算式。 （3）试讨论改变哪一点参数可以提高循环热效率？用平均温度法在 T-s 图上加以说明。 （20 分）第第 2 2 页页销钉 A B Q1= ? W0=10000 kJ Q2= 4000 kJ 700K 400K
