com同濟(jì)大學(xué)碩士研究生入學(xué)統(tǒng)一考試9806年工程熱力學(xué)真題

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)1998年同濟(jì)大學(xué)招收攻讀碩士研究生入學(xué)考試試題概念題何為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程？開(kāi)口系統(tǒng)同熱力過(guò)程中的熵變化量S2-S1可由哪幾部分組成？試分析提高蒸汽熱力循環(huán)的途徑或主意？在焓濕圖上表示出濕空氣的絕熱加濕過(guò)程并作容易分析？試證實(shí)理想氣體的定壓摩爾比熱與定壓摩爾比熱之差等于通用氣體常數(shù)，即MCp—MCv=R。比較開(kāi)口系統(tǒng)和閉口系統(tǒng)焓的異同點(diǎn)倘若舉行高壓比大流量的壓縮制氣過(guò)程，采用什么主意較為合理空氣冷卻塔中，用環(huán)境溫度下的風(fēng)可以將熱水冷卻到比環(huán)境溫度更低溫度的狀態(tài)，試問(wèn)是否違抗熱力學(xué)第二定律，為什么計(jì)算題某絕熱不可逆循環(huán)空氣壓縮制氣過(guò)程中，氣體的壓力由P1=0.1MPa升高到P2=1.2MPa,耗功率為35KW，設(shè)空氣的定壓質(zhì)量比熱Cp為常數(shù)，初溫為20℃，氣體流量為500Kg/h,求：排放氣體的溫度和過(guò)程的當(dāng)量絕熱指數(shù)（多變絕熱指數(shù)）設(shè)有一熱機(jī)至于大氣壓力下的有限熱容量的熱源和冷源之間，熱源為1000Kg和90℃的水，冷源為50Kg和-5℃的冰，求：（1）熱機(jī)的最大做功量和總算溫度分離為多少？（2）倘若熱源和冷源直接接觸，總算溫度為多少？（C水=4.19KJ/kg.k,C冰=2.00KJ/kg.k,冰的溶解潛熱r=333.27KJ/kg）空氣壓力p1=0.1Mpa、溫度t1=20℃和流速為C1=250m/s,流經(jīng)擴(kuò)壓管后的出口流速為C2=15m/s,求理想流動(dòng)狀態(tài)下的出口壓力、出口溫度和擴(kuò)壓管的類型。證實(shí)任何兩條準(zhǔn)靜態(tài)絕熱線不相交計(jì)算題一個(gè)儲(chǔ)氣罐從壓縮空氣總管充氣，總管內(nèi)壓縮空氣參數(shù)恒定，P0=500Pa,25℃,充氣開(kāi)始時(shí)，罐內(nèi)空氣參數(shù)為50KPa,10℃。求充氣終了時(shí)罐內(nèi)空氣的溫度，設(shè)充氣過(guò)程是在絕熱條件下舉行的在高溫?zé)嵩碩1=2000K及低溫?zé)嵩碩2=600K之間舉行一個(gè)不可逆循環(huán)，若工質(zhì)在定溫吸熱過(guò)程中與熱源T1存在60K溫差，在定溫放熱過(guò)程中與冷源T2也存在60K溫差，而其余兩個(gè)為定熵膨脹和定熵壓縮過(guò)程。試求：（1）循環(huán)熱效率（2）若熱源供養(yǎng)1000KJ的熱量，則做功能力損失多少？已知空氣的初態(tài)為P1=0.6MPa,V1=0.236m3/kg,經(jīng)過(guò)一個(gè)多變過(guò)程后狀態(tài)變化為P2=0.12MPa,V2=0.185m3/kg,試求該過(guò)程的多變指數(shù)，以及每千克氣體做的功，所吸收的熱量及內(nèi)能、焓和熵的變化。漸縮噴管進(jìn)口空氣壓力為P1=2.5MPa,溫度t1=80℃,流速c1=50m/s,噴管壓力Pb=0.1MPa,求噴管出口的氣流速度c2,狀態(tài)參數(shù)v2及T2，如噴管出口截面積s=1cm2,求質(zhì)量流速絕熱剛性容器中有隔板將容器一分為二，左側(cè)為0.05mol的300K、2.8MPa的高壓空氣，右側(cè)為真空，若抽出隔板，求容器中空氣熵變1999年同濟(jì)大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試工程熱力學(xué)專業(yè)試題一、概念題（每題5分，共40分）1、何謂熱力學(xué)狀態(tài)公理？2、試比較開(kāi)口系統(tǒng)和閉口系統(tǒng)的異同點(diǎn)。3、何謂多變比熱？4、如何從干濕球溫度求得相對(duì)濕度？5、分析提高朗肯循環(huán)熱效率的途徑。6、實(shí)際氣體的音速為狀態(tài)參數(shù)嗎？試作容易分析。7、余隙對(duì)氣體壓縮過(guò)程有何影響？如何控制？8、簡(jiǎn)述縮放噴管用作縮放擴(kuò)壓管的可能性。二、計(jì)算題（每題15分，共60分）1、若二氧化碳?xì)怏w的狀態(tài)用范德瓦爾斯方程描述，即p=RT/(v-b)-a/v2，其中R為氣體常數(shù)，a和b為分子作使勁和分子體積有關(guān)的系數(shù)，求該氣體在處于300K和0.2MPa時(shí)的質(zhì)量定壓比熱和定容比熱之差，即Cp-Cv=？（設(shè)a=0.3657m6Pa/mol，b=4.28×10-5m3/mol）2、在較冷的時(shí)節(jié)，有一個(gè)采用電加熱的房間的平均溫度為10°C，倘若用該機(jī)所消耗的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)熱泵工作，它在室外溫度為5°C和水散熱器之間工作。倘若水散熱氣的溫度比房間的溫度高20°C，求該房間最大可能的溫度是多少？3、在一個(gè)封閉絕熱剛體的圓筒內(nèi)，有一個(gè)絕熱無(wú)摩擦可自由活動(dòng)的滑板。該滑板將圓筒分為A和B兩個(gè)空間。設(shè)初始時(shí)A和B內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)分離為：PA0=0.8MPa，PB0=0.2MPa，TA0=TB0=10°C，VB0=2VA0，在B室中有一個(gè)彈簧機(jī)構(gòu)，彈性力F=1.5Δx，Δx為滑板位移變量，初始時(shí)位移變量Δx=0，求該系統(tǒng)內(nèi)狀態(tài)參數(shù)的終態(tài)值。（圓筒內(nèi)的氣體為空氣，絕熱指數(shù)k=1.4）4、某直徑為D=85mm的水平管道內(nèi)，空氣作絕熱穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。倘若在截面1-1處的壓力為p1=0.2MPa和t1=220°C，在截面2-2處的壓力為p2=0.1MPa和t2=200°C。求氣體的流量、兩個(gè)截面處的流速和該過(guò)程中熵的變化。倘若環(huán)境溫度為20°C，求流動(dòng)過(guò)程中的可用能損失。同濟(jì)大學(xué)2000年研究生入學(xué)考試試題一、概念題1、試論述靜態(tài)過(guò)程與可逆過(guò)程的區(qū)別。對(duì)容易可壓系統(tǒng)，容積功§w=pdv的適用范圍是什么？2、如何表示T-S圖上等壓線、等容線、可逆絕熱過(guò)程線的斜率？3、20℃的空氣通過(guò)膨脹能夠達(dá)到的最大速度是多少?4、試證實(shí)工作與溫度分離為Th=Tl的兩個(gè)熱源之間的一切不可逆的制冷機(jī)、其制冷系數(shù)e必然小于兩個(gè)相同熱源的可逆制冷機(jī)的制冷系數(shù)。5、能否不讓乏汽凝結(jié)放出熱量，而用壓縮機(jī)直接將乏汽壓入鍋爐，從而減少冷源損失。提高熱效率？6、汽缸內(nèi)儲(chǔ)有徹低不壓縮的流體，汽缸的一端被封，一端是活塞，汽缸是靜止的，且與外界無(wú)熱交換。問(wèn)：1）活塞能否對(duì)流體做功？2）流體的壓力會(huì)改變嗎？3）若用某種主意把流體的壓力從2bar提高到20bar，流體的內(nèi)能是非改變？焓是否改變？7、卡諾定理是否意味著：“熱效率越高的循環(huán)，其不可逆性就越小”為什么？8、熱泵供熱循環(huán)與制冷循環(huán)有何異同？二、計(jì)算題1、在M=2的空氣流中，當(dāng)設(shè)置的溫度計(jì)讀數(shù)為267℃時(shí)，空氣流的實(shí)際溫度是多少？（空氣絕熱指數(shù)K=1.4）2、一燃?xì)廨啓C(jī)用一節(jié)流閥控制其輸出功率。設(shè)燃?xì)夥€(wěn)定流過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)期間所經(jīng)歷的是準(zhǔn)靜態(tài)的絕熱過(guò)程。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，節(jié)流閥前的燃?xì)鈮毫?.2×105Pa,溫度為750℃，節(jié)流閥基本全開(kāi)，但壓力降低200Pa;燃?xì)廨啓C(jī)出口處壓力為105Pa。試求1）全負(fù)荷運(yùn)行下，每千克燃?xì)馑敵龅膬艄；2）燃?xì)廨啓C(jī)在75%負(fù)荷（每千克燃?xì)獾膬艄槿?fù)荷的75%）運(yùn)行下，求進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)鈮毫’.（設(shè)燃?xì)鉃槔硐霘怏w，Cpo=1.003KJ/(kg.K),k=1.4,外部機(jī)械摩擦不計(jì)）3、現(xiàn)在4Kg，溫度為30℃的水在溫度為-5℃的大氣中逐漸冷凍，試求當(dāng)剛變?yōu)?攝氏度冰時(shí)，水（冰）的熵值變化量以及由此引起的熵變？已知在0℃下冰的融化潛熱為333.77KJ/Kg，水的比熱容取4.1868KJ/(kg.K)4、引射器是一種用高壓氣流引入低壓氣流并使之壓力提高的壓縮設(shè)備，現(xiàn)在有一臺(tái)引射器，高壓氣流自進(jìn)口1流入，被引射的低壓氣流自進(jìn)口2引入，兩股氣流混合后從出口3流出引射器。流動(dòng)時(shí)穩(wěn)定絕熱的。各開(kāi)口截面上的參數(shù)，見(jiàn)圖：進(jìn)口截面上的流體動(dòng)能不計(jì)，設(shè)氣體可按理想氣體計(jì)。R=287J/(KgK),Cp=1.003KJ/(kg.K).試求可達(dá)到的最大比值m2/m1?2001年碩士研究生入學(xué)考試試題挑選題（2分）均值等截面桿兩端的溫度由分離維持t1、t2的兩熱源保持t1和t2不變，取此桿為系統(tǒng)，則系統(tǒng)處于（）A平衡狀態(tài)，因其個(gè)截面溫度不隨時(shí)光改變B非平衡狀態(tài)，因其各截面溫度不等C平衡狀態(tài)，因其個(gè)截面溫度不隨時(shí)光改變，且流入系統(tǒng)的熱量等于流出的熱量D非平衡狀態(tài)，因其處于重力場(chǎng)中某理想氣體自狀態(tài)1經(jīng)歷一可逆多變過(guò)程到達(dá)狀態(tài)2，其溫度下降，熵增大，則氣體（）A壓力升高、比容增大；對(duì)外作正功B壓力降低、比容增大，對(duì)外作正功C壓力升高、比容減小。對(duì)外作負(fù)功D壓力降低、比容減小，對(duì)外作負(fù)功實(shí)際氣體的壓縮因子Z定義為Pv/（RT），其值（）A>1B<1C=1D不同氣體在不同條件下可大于、等于、小于1工質(zhì)不可逆穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流經(jīng)某控制容積，則此控制容積內(nèi)（）A儲(chǔ)能不變，熵增大；B儲(chǔ)能不變，熵不變C儲(chǔ)能增大，熵增大D儲(chǔ)能增大，熵不變理想氣體的比熱是（）A常數(shù)B隨氣體種類不同而異，但對(duì)某種理想氣體而言，比熱為常數(shù)C隨氣體種類不同而異，但對(duì)某種理想氣體某種過(guò)程而言，比熱為常數(shù)D隨氣體種類不同而異，但對(duì)某種氣體某種過(guò)程而言，比熱是溫度的函數(shù)邁耶公式Cp-Cv=R（）A常數(shù)B適用于任何氣體，但要求定比熱C適應(yīng)于理想氣體，是一定比熱不限D(zhuǎn)適應(yīng)于隨意氣體容積為1m3的容積中彌漫氮?dú)猓≧=0.297KJ/（Kgk）），其溫度為20℃，表壓力為1000mm，為決定其質(zhì)量，下列四種計(jì)算中哪個(gè)準(zhǔn)確？（）有位發(fā)現(xiàn)家聲稱他發(fā)現(xiàn)了一種機(jī)器，當(dāng)這臺(tái)機(jī)器完成一個(gè)循環(huán)時(shí)，吸收了100KJ的功，同時(shí)向單一熱源排出了100KJ的熱，這臺(tái)機(jī)器（）A違抗了第一定律；B違抗了第二定律C違抗了第一定律或違抗了第二定律D既不違抗了第一定律也不違抗了第二定律對(duì)于任何一個(gè)過(guò)程，第二定律要求體系的熵變?yōu)椋ǎ〢正數(shù)或零；B零C負(fù)數(shù)或零D正數(shù)或負(fù)數(shù)或零，但不決定卡諾定理指出（）A相同溫度限內(nèi)一切可逆循環(huán)的熱效率相等；B相同溫度限內(nèi)可逆循環(huán)的熱效率必大于不可逆循環(huán)的熱效率C相同溫度的兩個(gè)恒溫?zé)嵩撮g工作的一切可逆循環(huán)的熱效率相等D相同溫度的兩個(gè)恒溫?zé)嵩撮g工作的一切循環(huán)的熱效率相等經(jīng)不等溫傳熱后（）A熱量的可用能和廢熱均減少B熱量的可用能減少，廢熱增大C熱量的可用能不變，廢熱增大D熱量的可用能不變，廢熱減少閉口系工質(zhì)經(jīng)歷可逆過(guò)程，系統(tǒng)對(duì)外做功20KJ，與外界換熱-20KJ，則系統(tǒng)熵變（）A增大；B減少C不變D不能決定已知?dú)錃獾淖畲筠D(zhuǎn)回溫度為-80℃，則壓力為10Mpa，溫度為60℃的氫氣絕熱節(jié)流后溫度（）A升高；B降低C不變D前三種均有可能壓力P1=1Mpa，溫度T1=473K的空氣流可逆絕熱流經(jīng)縮放噴管，已知噴管喉管截面上溫度Tc=394K，出口截面上溫度T2=245K，則噴管各截面上最大流速Cmax為（）A313m/sB399m/sC974m/sD677m/s某絕熱蒸汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率n=0.91，蒸汽在該汽輪機(jī)膨脹過(guò)程中（）A熵不變；B熵增大C熵減少D不定簡(jiǎn)答題（4分）剛性容器內(nèi)濕空氣沖入干空氣，若平衡后溫度不變，問(wèn)容器內(nèi)濕空氣的相對(duì)濕度￠，含濕量d和水蒸氣的分壓力Pv如何變化，為什么？鍋爐汽包里的高壓熱水進(jìn)入低壓容器后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？試問(wèn)：狀態(tài)方程為P（v-b）=RT的氣體，當(dāng)b為正當(dāng)時(shí)，經(jīng)絕熱節(jié)流后溫度是否降低？為什么？有人提出一循環(huán)1-3-2-1：1-3是可逆定溫吸熱過(guò)程、3-2時(shí)可逆絕熱過(guò)程、2-1為不可逆絕熱過(guò)程。如圖所示，其中1，2，3分離為三個(gè)平衡狀態(tài)。試問(wèn)此循環(huán)能否實(shí)現(xiàn)，為什么？舉例說(shuō)明孤立系統(tǒng)熵增與系統(tǒng)內(nèi)過(guò)程舉行方向的聯(lián)系計(jì)算、證實(shí)題（50分）余隙容比為0.04的壓氣機(jī)空氣進(jìn)口溫度為17℃，壓力位0.1Mpa，每分鐘吸入空氣5m3，經(jīng)不可逆絕熱壓縮后其溫度為207℃，壓力為0.4Mpa，若室內(nèi)溫度為17℃，大氣壓力為0.1Mpa。求：（1）此壓氣機(jī)容積效率（2）壓氣機(jī)壓縮過(guò)程的絕熱效率（3）壓氣機(jī)實(shí)際耗功率（4）壓縮過(guò)程的作功能力損失。（設(shè)空氣比熱容為定值，Cp=1.004KJ/Kg.k；R=0.287KJ/Kg.k）某蒸汽循環(huán)按基本朗肯循環(huán)運(yùn)行，自過(guò)熱器來(lái)的新蒸汽P1=17Mpa，t1=550℃，節(jié)流到P2=6Mpa，送入汽輪機(jī)膨脹作功，然后排入維持在5Mpa的冷凝器，忽略水汞功，求（1）若蒸汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率n=0.9，每千克蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)作功（2）循環(huán)效率（3）節(jié)流及蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)不可逆膨脹而造成的作功能力損失。（To=290K）已知：P1=17Mpa；t=550℃；h1=3426.8KJ/(kgk)；v=0.m3/kg；s1=6.4416KJ/(kg.k)；P2=6Mpa；h2=3426.8KJ/(kgk)；s2=6.8853KJ/(kg.k)；P=5Mpa；ts=32.9℃；h’=137.72KJ/kg；h’’=2560.55KJ/kg；S’=0.4761KJ/kg.k；s’’=8.3930KJ/kg.k；某種氣體順從P(v-b)=RT式中b為常數(shù)，若其比熱Cv為定值，試證實(shí)內(nèi)能U只是溫度的函數(shù)。某應(yīng)急輔助發(fā)電裝置主要由高壓容器、調(diào)壓器及氣輪機(jī)和發(fā)電機(jī)構(gòu)成，壓力容器中儲(chǔ)有P1=13.8Mpa，t1=21℃的氮?dú)?，工作時(shí)因?yàn)檎{(diào)壓閥的作用，進(jìn)入氣輪機(jī)的氮?dú)鈮毫S持在P2=0.7Mpa，氮?dú)庠跉廨啓C(jī)內(nèi)作絕熱膨脹，從氣輪機(jī)排出的氮?dú)膺M(jìn)入大氣。若要求發(fā)電機(jī)在1小時(shí)內(nèi)保持輸出功率為75W。求容器的最小容積。假設(shè)氮?dú)釸=297J/Kgk，Cp=1038J/Kgk；Po=0.1Mpa，to=21℃（10分）用mg=360KJ/h,tq1=500℃，Pq1=0.1Mpa的廢氣資源定壓加熱t(yī)s1=27℃，Ps1=0.1Mpa,流量ms=360Kg/h的未飽和水，若廢氣的終溫為37℃，過(guò)程中廢氣壓降可忽略不計(jì)。求（1）水的終態(tài)溫度ts2；（2）廢氣放出熱量的可用能；（3）以廢氣為系統(tǒng)求過(guò)程的熵流和熵產(chǎn)；（4）傳熱過(guò)程的不可逆作功能力損失（環(huán)境溫度為27℃）。已知：水P=0.1Mpa，t=27℃，h1=84KJ/kg；s1=0.3944KJ/(kgk)。P=0.1Mpa時(shí)，h’=417.51KJ/kg；h’’=2675KJ/kg。廢氣可看作理想氣體，比熱取定值，R=287J/(Kgk).Cp=1.01KJ/(kgk).（12分）2002年碩士研究生入學(xué)考試試題基本題濕空氣的濕球溫度參數(shù)如何求得？強(qiáng)度性參數(shù)和廣度性參數(shù)有何區(qū)別？簡(jiǎn)述孤立系統(tǒng)熵增原理的熱力學(xué)含義？阿紫p-v圖上比較技術(shù)功、膨脹功和流動(dòng)功德互相關(guān)系？濕蒸汽和濕空氣有何區(qū)別？試述使系統(tǒng)的過(guò)程變化可逆的熱力條件。在空氣壓縮制冷循環(huán)過(guò)程中能否采用節(jié)流閥代替膨脹機(jī)完成制冷循環(huán)，為什么？當(dāng)空氣狀態(tài)參數(shù)關(guān)系式順從范德瓦爾斯氣體的狀態(tài)方程時(shí)，求出膨脹功的表達(dá)式計(jì)算題（任選二題）剛性絕熱容器運(yùn)行絕熱放氣，其為非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)問(wèn)題。設(shè)容器中儲(chǔ)存的理想氣體，且定壓比熱和定容比熱均為常熟，試建立該放氣過(guò)程的能量方程和狀態(tài)參數(shù)過(guò)程方程式。某系統(tǒng)氣體中蒸汽按多變過(guò)程膨脹到原體積的3倍，溫度從300℃降到67℃。已知每公斤氣體在該過(guò)程中膨脹功為1000KJ,從周圍環(huán)境吸熱20KJ。求該過(guò)程中的多變過(guò)程參數(shù)及氣體的定壓比熱和定容。理想氣體氮和氬的混合氣體以50kg/min的流量經(jīng)以加熱器熱后流出。設(shè)混合氣體流入加熱器時(shí)的溫度為40℃，壓力為1.013×105pa。流出時(shí)的溫度為260℃，壓力保持不變，倘若混合氣體中氮?dú)獾捏w積比例為40%。求混合氣體的比熱和加熱量為多少？空氣流入一個(gè)漸縮噴管時(shí)，進(jìn)口參數(shù)為p1=0.6MPa，t1=600K，管壓為Pb=0.2MPa,出口處的噴管的面積為f1=25cm2。求：（1）出口流速和噴管流量；（2）倘若有摩擦，噴管的效率為0.96時(shí)，出口流速和流量變化多少？一、基本概念試論述準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程和可逆過(guò)程的異同點(diǎn)。干球溫度、濕球溫度和露點(diǎn)溫度三者之間有何關(guān)系。熱力學(xué)平衡有哪些熱力學(xué)特征。簡(jiǎn)述理想氣體的假設(shè)條件。寫出穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流開(kāi)口系統(tǒng)的能量方程，并容易分析。如何提高蒸汽動(dòng)力朗肯循環(huán)的熱效率孤立系統(tǒng)熵原理有何用途。容易空氣壓縮制冷循環(huán)的過(guò)程是如何舉行。計(jì)算題三段不同熱力參數(shù)的氣流在剛性絕熱容器內(nèi)混合后流出。試求混合前后的內(nèi)能、熵以及焓的變化，并求出的口氣流的比熱。設(shè)三段氣流均可當(dāng)作理想氣體處理，其初始狀態(tài)參數(shù)分離是：氣體1：m1(KJ/h),c1(m/s),p1(KPa)，t1(℃):氣體2：m2(KJ/h),c2(m/s),p1(KPa)，t2(℃)氣體3：m3(KJ/h),c3(m/s),p3(KPa)，t3(℃)有一高速空氣氣流的初始熱力參數(shù)為p1=100kpa，t1=27℃，欲使其擴(kuò)壓后將壓力升高到p2=180kpa，試問(wèn);設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用何種擴(kuò)壓管?進(jìn)入擴(kuò)壓管的空氣流速最小為多少？同樣材料的三塊固體，設(shè)其物性參數(shù)比熱為常數(shù)，問(wèn)題分離為T1、T2、T3，質(zhì)量分離是m1，m2，m3。試求：三塊固體直接接觸達(dá)到的溫度，采用卡諾熱機(jī)舉行作功時(shí)最大可以數(shù)去的功以及到達(dá)的總算溫度。剛性絕熱容器運(yùn)行絕熱放氣，其為非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)問(wèn)題。設(shè)容器中儲(chǔ)存的理想氣體，且定壓比熱和定容比熱均為常數(shù)，試建立該放氣過(guò)程的能量方程和狀態(tài)參數(shù)過(guò)程方程式。二個(gè)剛性容器A和B通過(guò)如圖所示的閥門銜接，其中B為絕熱容器，初始為真空，A為透熱容器，初試時(shí)，其中空氣的壓力為3Mpa，溫度為25℃，有質(zhì)量1kg，打開(kāi)銜接閥門后，空氣緩慢地從A流向B，直到兩側(cè)壓力相等時(shí)關(guān)閉閥門。設(shè)空氣的比熱為常數(shù)，絕熱指數(shù)k=1.4，環(huán)境溫度為25℃。求：（1）二個(gè)容器中終態(tài)時(shí)的溫度、壓力和質(zhì)量；（2）A容器放氣過(guò)程中與外界的換熱量2003年碩士研究生入學(xué)考試試題是非判斷題（3）理想氣體定壓膨脹系數(shù)B=1/T,其單位時(shí)1/℃或1/K。流體在噴管內(nèi)的流動(dòng)問(wèn)題時(shí)開(kāi)口系統(tǒng)問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，必須經(jīng)過(guò)工質(zhì)膨脹作功。工質(zhì)完成一個(gè)同外界沒(méi)有熱量交換的循環(huán)，一定是可逆過(guò)程。理想氣體工質(zhì)歷經(jīng)一個(gè)不可逆循環(huán)，△S>0。氣體收縮因子Z取決于氣體常數(shù)和狀態(tài)參數(shù)P、T。由水蒸氣T-S圖可見(jiàn)，在二相區(qū)內(nèi)舉行的熱力過(guò)程一定是定溫定壓過(guò)程。公式Tds=du+pdv只適用于可逆過(guò)程。壓力機(jī)倘若以提高溫度為其工作目的，就沒(méi)有須要采用多級(jí)壓縮。只要測(cè)到濕空氣的干、濕球溫度，就可以決定濕空氣熱力學(xué)狀態(tài)。分析簡(jiǎn)答題（5）理想氣體多變過(guò)程，多變指數(shù)范圍是什么？已知初、終狀態(tài)如何求得多變指數(shù)、過(guò)程熱量、作功量？由以上結(jié)果可知“理想氣體已知初、終狀態(tài)，可以求出功量和熱量”，對(duì)不對(duì)？為什么？蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，采用膨脹閥（節(jié)流閥）所引起的不可逆損失是什么？（在T-S圖上標(biāo)示之）。如何減少這種不可逆損失？舉行熱力學(xué)分析計(jì)算，必須已知工質(zhì)的有關(guān)哪些資料？熱力學(xué)對(duì)這些資料有何限制要求？一個(gè)入口、一個(gè)出口、穩(wěn)定流動(dòng)的開(kāi)口系統(tǒng)，試推導(dǎo)下列關(guān)系：膨脹功=技術(shù)功+流動(dòng)功。絕熱節(jié)流、絕熱可逆膨脹、絕熱自由膨脹各有什么不同？為什么溫差傳熱現(xiàn)象可以歸納為實(shí)用能的損失？什么叫熱力學(xué)同類工質(zhì)？實(shí)際應(yīng)用中如何來(lái)判斷兩種工質(zhì)是熱力學(xué)同類工質(zhì)？對(duì)濕空氣熱力學(xué)狀態(tài)舉行測(cè)定，要測(cè)哪些參數(shù)？如何按照所測(cè)得的參數(shù)在焓-濕圖上決定熱力學(xué)狀態(tài)？噴管截面變化邏輯公式dA/A=(M2-1)dC/C對(duì)普通工質(zhì)是否適用？試證實(shí)之。什么是么是熱力學(xué)第二定律？有何實(shí)際應(yīng)用意義？計(jì)算題（70）兩個(gè)絕熱容器A和B，裝有某種相同的理想氣體，由絕熱的管道和閥門相銜接，已知各自熱力學(xué)參數(shù)分離為TA、VA、PA和TB、VB、PB，PA>PB，比熱Cv可看作為常數(shù)，打開(kāi)閥門，直接到工質(zhì)不再流動(dòng)，關(guān)閉閥門。試問(wèn)：這時(shí)，A、B兩個(gè)容器中，溫度壓力分離是多少？（15分）10kg空氣在汽輪機(jī)中膨脹機(jī)作功，P1=600KPa，t1=800℃，P2=100KPa，若氣輪機(jī)中作功Wt=3980KJ，大氣溫度To=300K。試問(wèn)：實(shí)用能的損失是多少？（15分）壓力為P1=1.2MPa，溫度為T1=1200K的空氣，以3Kg/s的流量流過(guò)節(jié)流閥，壓力下降到P2=1.0MPa，然后進(jìn)入噴管作可逆絕熱膨脹，已知噴管出口外界背壓力為Pb=0.6MPa，環(huán)境溫度為To=300K，問(wèn)：應(yīng)選何種噴管？噴管出口截面面積、流速為多少？因節(jié)流引起的作功能力損失為多少？并表示在T-S圖上。倘若背壓力為Pb=0.4MPa，應(yīng)選何種噴管？喉口面積為多少？（20分）壓縮制冷循環(huán)裝置，制冷系數(shù)為2.5，制冷量為86400KJ/h，壓縮機(jī)吸入空氣的壓力為0.1KPa，溫度為-10℃，空氣進(jìn)入膨脹機(jī)溫度為20℃。試求：（1）壓縮機(jī)的功率和出口壓力為多少？（2）制冷機(jī)的質(zhì)量流量為多少？（3）循環(huán)的凈功率是多少？2004年研究生入學(xué)考試試題是非判斷題1、實(shí)際氣體絕熱自由膨脹后，其內(nèi)能不變2、公式dh=CmdT僅適用于理想氣體的任何可逆過(guò)程3、穩(wěn)定流動(dòng)能量方程不適用與有摩擦的情況4、當(dāng)多變過(guò)程的指數(shù)n滿意1<n<k時(shí)，多變比熱為負(fù)值5、熱源與冷源溫差愈大，熱效率愈高6、絕熱過(guò)程一定是定熵過(guò)程7、水在大氣中噴淋冷卻塔時(shí)溫度能降低到低于空氣的溫度8、對(duì)于一漸放型管道，當(dāng)進(jìn)口流速為亞音速時(shí)，可使氣流壓力升高9、提高初溫暖降低終態(tài)壓力均可提高郎肯循環(huán)的熱效率10、理想氣體的絕熱等溫膨脹是可行的過(guò)程二、分析簡(jiǎn)答題1、對(duì)于未飽和的空氣，它的干球溫度、濕球溫度及露點(diǎn)溫度三者之間那個(gè)最大？哪個(gè)最??？對(duì)于飽和空氣，二者的大小又如何？試在焓——濕圖上表示之。2、使用T-S圖分析說(shuō)明采用再熱蒸汽動(dòng)力循環(huán)的優(yōu)越性3、試按照熱力學(xué)第二定律證實(shí)p-v圖上絕熱過(guò)程線不相交。4、試推導(dǎo)理想氣體熵變化量的計(jì)算公式。5、試問(wèn)：狀態(tài)方程為p(v-b)+RT的氣體，當(dāng)b為正當(dāng)時(shí)，經(jīng)絕熱節(jié)流后溫度是否會(huì)降低。為什么？6、氣缸內(nèi)儲(chǔ)存有徹低不可壓縮的氣體，氣缸的一端被封，另一端是活塞，氣缸是靜止的，且與外界無(wú)熱交換。問(wèn)：（1）活塞能否對(duì)流體做功？（2）流體的壓力會(huì)改變嗎？（3）若用某種主意對(duì)流體的壓力從2bar提高到20bar,流體的內(nèi)能是否會(huì)變化？焓是否會(huì)變化？三、計(jì)算題1、有報(bào)告說(shuō)一臺(tái)熱機(jī)工作與t1=427℃，和t2=277℃兩恒溫?zé)嵩粗g，當(dāng)工質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰釣?×10000KJ時(shí)，對(duì)外做功10KWh，而排給低溫?zé)嵩吹臒崃壳閮烧咧?。試分析其可能性?、已知空氣的初狀態(tài)為V1=0.236m3/kg,P1=6bar,經(jīng)歷一個(gè)n=1.3的多變過(guò)程后狀態(tài)變化到P2=1.2bar,求過(guò)程中每千克氣體的做功量，吸收的熱量以及內(nèi)能的變化量。設(shè)Cp=1.01KJ/(Kg.K)。3、漸縮噴管入口空氣壓力為3bar,溫度為87℃，流速為100m/s,空氣流經(jīng)噴管做絕熱膨脹后射入壓力位1bar的環(huán)境，問(wèn)漸縮噴管出口的理論流速可達(dá)多少？空氣可視為理想氣體，Cp=1.004KJ/(Kg.K).4、蒸汽鍋爐每小時(shí)產(chǎn)生P1=20bar,t1=350℃的蒸汽10噸，設(shè)鍋爐給水溫度為t2=40℃，鍋爐熱效率為0.76，煤的發(fā)熱值為29700KJ/Kg，求鍋爐的耗煤量。已知P1=20bar，t1=350℃,h1=3137.2KJ/Kg,P2=20bar,t2=40℃,h2=3137.2KJ/Kg.5、有1千克空氣初始狀態(tài)為：P1=5bar，t1=150℃，舉行下列過(guò)程：（1）可逆絕熱膨脹到P2=1bar；（2）不可逆絕熱自由膨脹到P2=1bar；（3）可逆等溫膨脹到P2=1bar;(4)可逆多變膨脹到P2=1bar（多變指數(shù)n=1.2）,試求上述過(guò)程中的膨脹功及熵變化量，并將上述過(guò)程線在一張p-v圖及同一張T-S圖上。6、某空氣制冷壓縮循環(huán)，冷源溫度為-10℃，大氣溫度為20℃，空氣最高壓力為6bar，最低壓力位1bar,若膨脹和壓縮過(guò)程是可逆的。求：（1）制冷系數(shù)；（2）循環(huán)凈功；（3）將循環(huán)表示在T-S圖上；2023年年年碩士研究生入學(xué)考試試題一、是非題不可逆過(guò)程可以在P—V圖，T—S圖表示出來(lái)。把相同溫度的飽和水和水蒸氣向濕空氣加濕，加濕后的濕空氣的溫度不變。df/f=(M2—1)dc/c可適用于隨意工質(zhì)在一個(gè)出口和一個(gè)入口穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流不做軸功絕熱的開(kāi)口系統(tǒng)的流動(dòng)過(guò)程。任何不可逆因素都使工質(zhì)的熵增大。5、閉口絕熱過(guò)程系統(tǒng)工質(zhì)的熵不可能減少。6、工質(zhì)經(jīng)過(guò)一定壓加熱過(guò)程，其焓一定增強(qiáng)。7、臨界壓力和臨界溫度相近的工質(zhì)，可是作熱力學(xué)同類工質(zhì)。8、在T-S圖中，理想氣體兩定容線間水平距離相等。9、蒸汽壓縮制冷循環(huán)采用比熱小的工質(zhì)制冷劑可以降低節(jié)流損失。10、只需測(cè)出空氣的干球溫度，露點(diǎn)溫度和大氣壓力就能決定濕空氣的狀態(tài)。二、分析簡(jiǎn)答題。1、絕熱節(jié)流過(guò)程中，不向高溫?zé)嵩次鼰幔膊幌虻蜏責(zé)嵩捶艧嵬瑯赢a(chǎn)生功，是否違抗第一定律？2、水蒸氣定溫過(guò)程中參加熱量是否等于膨脹功，定容過(guò)程參加熱量是否等于內(nèi)能增量？3、實(shí)際空氣制冷循環(huán)不可逆損失主要來(lái)自哪里？如何減少？4、一剛性密閉容器用隔板分成溫度和壓力相等的A和B兩部分，倘若A和B兩部分是同工質(zhì)，熵怎樣變化？倘若A和B是不同工質(zhì)，熵如何變化？為什么？5、相同溫度界限內(nèi)定容加熱循環(huán)，定壓加熱循環(huán)，混合加熱循環(huán)，卡諾循環(huán)的熱效率，凈功率的大小比較？并表示在T—S圖中。6、一個(gè)門窗打開(kāi)的房間溫度升高，壓力不變，則房間內(nèi)的空氣內(nèi)能如何變化？（空氣比熱容按定值計(jì)算）三、計(jì)算題1、配有活塞氣缸，由質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3的CO2和0.7的N2組成的1Kg氣體，溫度為30。C，壓力為150KPa,定壓膨脹到兩倍體積，求內(nèi)能變化和焓變化，熱量和功量交換。（比熱按定值計(jì)算）2、一熱機(jī)工作在t1=540℃和t2=30℃之間，從高溫?zé)嵩次鼰?×107KJ，對(duì)外做功5MW.h,問(wèn)這可能嗎？（用兩種主意定值計(jì)算）3、一葉輪壓氣機(jī)質(zhì)量流量q=1Kg/s,0.1MPa,27℃的空氣不可逆擴(kuò)壓到0.5MPa,絕熱效率為0.92，求進(jìn)出口的熵差，熵流熵產(chǎn)和做功能力損失。環(huán)境Pb=0.1MPa,to=27℃,空氣比熱按定值比熱容Cv=0.718J/(Kgk)，Cp=1.005KJ/(Kgk).4、一加熱器入口濕空氣狀態(tài)：t1=5℃，P1=0.1MPa,C/=60%.加熱器出口狀態(tài)：t2=20℃.t1，t2對(duì)應(yīng)的飽和藹壓為Ps1=871.8Pa，Ps2=2337Pa.濕空氣的質(zhì)量流量為150Kg/h。求：加熱器的加熱量？出口的相對(duì)濕度？5、一臺(tái)奧托循環(huán)的四沖程的發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮比為8.6，四缸合計(jì)的活塞排量為1000cm3,初始?jí)毫1=100Kpa,t1=18℃，每缸向工質(zhì)提供熱量135J，求熱效率，加熱過(guò)程終了溫度和壓力，并畫(huà)在P—V圖上。（Cv=717/(Kgk),Rg=287J/(Kgk),比熱比k=1.4）2023年年研究生入學(xué)考試題一、是非判斷題，對(duì)各題做出判斷，然后簡(jiǎn)要說(shuō)明理由（每題7分，共70分）1．理想氣體惟獨(dú)取定熱比時(shí)，才干滿意梅耶公式Cp-Cv=R。2．系統(tǒng)等溫膨脹，其熵變△S=q/T，其中q為過(guò)程中系統(tǒng)于外界交換的熱量，T為系統(tǒng)溫度。3．余隙容積是必須的但又是有害的，設(shè)計(jì)壓氣機(jī)的時(shí)候應(yīng)盡可能地降低余隙容積百分比。4．若收縮管進(jìn)口截面參數(shù)不變，背壓提高，則噴管流量下降。5．在T-S圖中，理想氣體的定壓線比定容線陡。6．工質(zhì)在開(kāi)口絕熱系統(tǒng)中作不可逆穩(wěn)定流動(dòng)，系統(tǒng)的熵增大。7．絕熱節(jié)流后流體熵不變，所以節(jié)流過(guò)程并不造成能量品質(zhì)的下降。8．dh=CpdT使用于隨意工質(zhì)的可逆過(guò)程。9．抽氣回?zé)嵫h(huán)因?yàn)樘岣吡诵剩詥挝毁|(zhì)量的水蒸氣做功能量增強(qiáng)。10．蒸汽動(dòng)力裝置熱效率很少超過(guò)40%，這表明由冷凝器中冷卻水帶走的熱量太多，應(yīng)該努力提高冷凝器的性能，使O2趨向于零。二、計(jì)算題（每題10分，共80分）1．5kg水起初與295K的大氣處于熱平衡狀態(tài)，用以熱泵在水與大氣之間工作，使水定壓冷卻到280K，求所需之最小功是多少？（水的定壓比熱取4.187KJ/(KG·K)）2．活塞式內(nèi)燃機(jī)的定容加熱循環(huán)其初始狀態(tài)為P=0.1MPa，t=25℃，壓縮比為8，對(duì)工質(zhì)參加熱量為780KJ/kg，工質(zhì)視為空氣，R=287J/(kg·K)，Cp=1.004KJ/(kg·K)。（1）