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1、南昌大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题（答案及评分标准）报考专业： 考试科目工程热力学（）一、判断题（每题2分，共20分。正确的打错误的打 “X”）1. 水蒸气在定温过程中温度不变，则其热力学能也不变。（X）2. 熵增加的过程即为不可逆过程。（X）3. 不存在400C的液态水。（V）4. 湿空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的含量就越大。（X）5. 经不可逆循环，系统与外界均无法恢复原状态。（X）6. 理想气体只有取定比热容，才能满足迈耶公式 宀7。（X）7. 闭口绝热系的熵不可能减少。（V）8. 一切不可逆循环的热效率孕川叫丿Vi（x）9. 若收缩喷管进口截面参数不变，背压提高，则喷
2、管流量下降。 （X）10. 从热力学角度看，用电加热取暖比用煤燃烧取暖合理，因煤的 不完全燃烧会带来损失，而电能可100%地转变为热量。（X）二、选择题（每题3分，共30分。每个题目只有一个选项最符合 题意，请将其序号填在括号内）1闭口系统经历一可逆变化过程，系统与外界交换功量10KJ，热量-10KJ，则系统熵变。（B)A.大于0B.小于0C.等于0D.无法确定2.可逆过程一定是（D ）A.非平衡过程B.存在着损耗的准静态过C.等温传热过程D.准静态过程3. 质量不可能改变的系统是（A ）A. 闭口系统B.开口系统 C.绝热系统D.以上全部是4. 在保温良好，门窗密闭的房间内，启动一台打开门的
3、冰箱，经过一段时间运行，则室温将（B）A.降低B.升高C.不变D.不确定5.在不可逆过程中，系统的熵(D)A.增大B.1减少C.不变D.不确定A. 理想气体、闭口系统、可逆过程B. 理想气体、定比热容、闭口系统、可逆过程C. 任意气体、闭口系统、任意过程D. 任意气体、定比热容、闭口系统、可逆过程7. 湿空气加热，从状态1变化到状态2，其相对湿度（C）8. 某理想气体自状态1经历可逆多变过程到达状态2,其温度下 降、熵增大，则气体（B）A. 压力升高、比体积增大、对外做正功、多变指数n为正；B. 压力降低、比体积增大、对外做正功、多变指数n为正；C. 压力降低、比体积减小、对外做负功、多变指数
4、n为正I 4 99D. 压力升高、比体积减小、对外做负功、多变指数n为负；9. 未饱和湿空气是指（A）A. 湿空气中水蒸气的分压力小于与干球温度相对应的水蒸气 饱和压力的空气；B. 湿空气中水蒸气的分压力小于与湿球温度相对应的水蒸气 饱和压力的空气；C. 湿空气的压力达到与干球温度相对应的水蒸气饱和压力的 空气；D. 湿空气的压力小于与湿球温度相对应的水蒸气饱和压力的 空气。10. 有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环 时，可以从单一热源吸收1000KJ的热，并输出1200KJ的功，这台 热机（C）A. 违反了热力学第一定律B. 违反了热力学第二定律C. 违反了热力学第一定律
5、和热力学第二定律D. 即不违反热力学第一定律也不违反热力学第二定律三、简答及作图题（每题6分，共30分）1. 某理想气体经历如图所示过程1 2，请在图上用面积表示所耗 过程功w。并简要说明理由。答：过点2做等容线，过点1做等温线。则有：附二g厂色八 -匚口- G=一%（可-坊）= -1 2 1，_ 23 /j C 1 面印只（3分）Tcba121等容线S答：过点1做等容线，过点2做等温线。则有： w=qn-u= qfi - cST. - 讥-叮可TA気-g，=I - 2r- c-b-a-2- 1 面积（3分）（3分）T21S等容线2cba（3分）T2. 如图所示为一压缩过程1 2,若过程为可逆
6、时，问该过程是吸 热还是放热？若过程为不可逆绝热过程，两者区别何在？哪个过程 耗功大？为什么？P22P11ST答：若为可逆过程，因逐I，由叫=丁虫可知，该过程为吸热过程。（2 分）若为不可逆绝热过程，则两过程的初终态相同，但过程不同，耗功及与外界 交换的热量也不同。具体分析如下：可逆时：不可逆绝热时：-站二mo二显然，I-吓即不可逆耗功大。（4分）3. 状态量（参数）与过程量有什么不同？常用的状态参数哪些是 可以直接测定的？哪些又是不可直接测定的？答：状态参数是状态量，过程中状态参数的变化仅仅取决于初终态，而 与过程经过的路径无关。过程量是过程中表现出来的量，其变化量不仅 与初终态有关，而且与
7、过程经过的路径有关。（3分）常见的状态参数 中，压力、温度和比体积可以直接测定，而热力学能、焓和熵不可直接 测定。（3分）4. 利用下表的氧气的平均比定压热容表，求1kg氧气定压下从135C加热到300C所吸收的热量。t /CcpIoKJ/(kgk)1000.9232000.9353000.95034KJ335、tj = c *： 300 - c x 13 5（45/） p aQ ts= 1 刘畑（2分）5. 试将满足以下要求的多变过程在p v图和T-s图上表示出来（先标出四个基本热力过程，画出满足要求的一个过程即可）。工质压缩、放热，且升温。答：Pn = 0 n=ln = kVn = 0 n
8、=l7? =n = kST(3分)(3分)四、计算题(70分)1、如图所示，两端封闭而且具有绝热壁的气缸，被可移动、无摩擦 的、绝热的活塞分为体积相同的A,B两部分，其中各装有同种理想气 体1kg。开始时活塞两边的压力、温度都相同，分别为0. 2MPa,20C，现通过A腔气体内的一个加热线圈，对A腔气体缓慢加热，则 活塞向右缓慢移动，直至匸二时，试求：(1) A、B腔内气体的终态容积各是多少？(2) A、B腔内气体的终态温度各是多少？(3) 过程中供给A腔气体的热量是多少？(4) A、B腔内气体的熵变各是多少？(5) 整个气体组成的系统熵变是多少？设气体的比热容为定值， V-S (25分)AB
9、解：(1) 因为B腔气体进行的是缓慢的无摩擦的绝热过程，所以它经历 的是可逆绝热，即等熵过程。而A腔中的气体经历的是一般的吸热膨 胀多变过程。先计算工质的物性常数。（5分）曰疋：耳严巴込二期山2畑呼山沐=叮24W-i 14 = Kri =0.2592nf = 0.1657mD.斗 2 49? + -0.1657 js? = 0.5906W巧厂化.“ |A吟I（5分）（2）2 曲-=匸皿竹町 J = 357.5X= 84.JT0.2ATP.T2 込g哄耐.g 班弭HT见1厢訊羽UJF（惟底（5分）（3）取气缸内的整个气体为闭口系，因为过程中不产生功，所以:Q =也 U =也 U4- A U r=
10、ni SC -巧I）十 niKCV Gl -鬲1）M 1転乂仏了2乂 IO1 /ACkS1 4,6 - 2）3）K +1x0.7210 J（357.5-= 422.0 IO3 J = 422.0JtJ（5分）（4） A腔气体的熵变为：=I血区1.01 IO1 Ji（HgK m la - 250 J N.Jg*K、= In 乂25 K）.2 Af/Rj=JlB腔气体为可逆绝热过程，故A S 0（4分）（5）整个气体的熵变为：A5= A54+ ASb = Sa = 831,77/ /f（1分）2、用电炉加热2kg空气，使其温度从20C定压升高到90C，试求 电炉提供的能量和加热过程引起的做功能力损
11、失，并将做功能力损失 表示在T-S图上。（空气的比定压热容 小：z、，环境温度c），设电炉保持1100K的温度。（20分）解：Q -叫G 2 疋 1.0。斗：sTTOTrI5分3、两个质量均为m，比热容均为c且为定值的物体，A物体初温为TA，B物体初温为TB，（TATB），用他们做可逆热机的有限热源和 有限冷源，热机工作到两物体温度相等时为止。（1）证明平衡时的温度；（2）求热机做出的最大功；（3）如果两物体直接接触进行热交换至温度相等时，求平衡温度及两物体总熵的变化量。（25分）解：（1）取A、B物体及热机、功源为孤立系，则:A St iH A 51 A + A -+ A 5. 0mcln rncn = 0（10 分）（2）设A物体放出的热量为Q1，B物体放出的热量为Q2,则有:Q = mc（TA-TQ2 = mc（Tiu-T热机为可逆热机，其做功量为最大，故=僧巩匚十爲一 27J=mcTA- Tn- 2TJ（5分）（3）平衡温度由能量方程式求得，即皿匚一工）=曲九-丁（5分）两物体组成系统熵的变化量为:（5分）
