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2021工程热力学试题答案

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2021工程热力学试题lowbar;答案

一、简答题(每小题5分后，共40分后)

1.什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？

请问：热力系统从一个平衡态至另一个平衡态，称作热力过程。可逆过程的主要特征

就是驱动过程展开的势差无限小，即为准静过程，且并无热传导。2.温度为500°c的热

源向热机工质释出500kj的热量，设立环境温度为30°c，何况这部分热量的火用（yong）

值（最小需用能够）为多少？请问：ex,q5001

30273.15

303.95kj

500273.15

3.两个相同温度（t1,t2）的恒温热源间工作的对称热机，从高温热源t1稀释热量q1

向低温热源t2释出热量q2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统形成

的边缘化系统熵减。假设功源的熵变小△sw=0。证明：四个子系统形成的边缘化系统熵增

至（1分后）sisoststsrsw

对热机循环子系统：01分sr

siso12001分后

根据卡诺定理及推论：

14.a中存高压空气，b中维持真空，例如右图右图。若将隔板扣回去，先行分析容器

中空气的状态

参数（t、p、u、s、v）如何变化，并简述为什么。答：u、t不变，p减小，v增大，

s增大。

5.先行由开口系则能量方程通常表达式启程，证明边界层节流过程中，节流前后工质

的焓值维持不变。（边界层节流过程可以看做稳态稳流过程，宏观动能和重力势能的变化

可以忽略不计）

答：开口系一般能量方程表达式为

边界层节流过程就是稳态稳流过程，因此存有如下精简条件

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则上式可以简化为：

根据质量守恒，存有代入能量方程，存有

6.什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i组元的状态方程。

请问：在混合气体的温度之下，当i组元单独占据整个混合气体的容积（中容积）时

对容器壁面所构成的压力，称作该组元的分压力；若表列出pi，则该组元的状态方程可以

译成：piv=mirit。

7.高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你

的结论。

请问：否，温差愈小，卡诺制冷机的空调系数愈小，耗功越大。（2分后）

22，当q2不变，t时，w、r。即在同样q2下

t1t2wt

(说明得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。

（3分）

8.一个掌控质量由初始状态a分别经对称与不可逆等温放热过程抵达状态b，若两过

程中热源温度均为tr。先行证明系统在可逆过程中稀释的热量多，对外作出的收缩功也小。

请问：经历对称或不可逆定温过程后，按题给两种情况下过程的初、终状态相同，因而系

统的熵变小相同。由系统的熵方程ssfsg，对于可逆过程其熵刘德妃零，故冷熵上

涌将大于不可逆过程。可知，可逆过程的热量将大于不可逆过程；（3分后）

由热力学第一定律，quw，因过程的初、终状态相同，热力学能变化u相同，

故可逆与不可逆两种情况相比，可逆过程的过程功亦较大。（2分）