北京工業(yè)大學(xué)2002 2005年碩士研究生入學(xué)考試試題與答案解讀

1、 北京工業(yè)大學(xué) 2002 年碩士研究生入學(xué)考試試題 科目代碼：551 科目名稱：工程熱力學(xué) 適用專業(yè)：熱能工程 一、名詞解釋（每題 3 分，共 30 分） 1 開口系統(tǒng)開口系統(tǒng)：熱力系與外界之間有物質(zhì)交換 2 熱力循環(huán)熱力循環(huán)：封閉的熱力過程 3 可逆過程可逆過程：當(dāng)系統(tǒng)完成某一過程后，如能使過程逆行而使系統(tǒng)及外界回復(fù)到原始狀態(tài)不遺留下任何變化，則稱此過程為可逆過程。 4 孤立系統(tǒng)的熵增原理孤立系統(tǒng)的熵增原理：在孤立系內(nèi)，一切實(shí)際過程都朝著使系統(tǒng)熵增加的方向進(jìn)行，或在極限情況下維持系統(tǒng)的熵不變，而任何使系統(tǒng)熵減少的過程是不可能發(fā)生的。 5 臨界流速臨界流速：在縮放噴管的喉部，流速恰好達(dá)到當(dāng)?shù)芈?/p>

2、速 6 壓氣機(jī)的容積效率壓氣機(jī)的容積效率：氣缸吸氣的有效進(jìn)氣容量與活塞的排量容積之比。 7 水的三相點(diǎn)水的三相點(diǎn)：水呈現(xiàn)氣、液、固三相平衡共存狀態(tài) 8 水的氣化潛熱水的氣化潛熱：在一定壓力下，1kg 飽和水轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼魵馕盏臒崃?9 制冷系數(shù)制冷系數(shù)：制冷機(jī)循環(huán)中從冷源移出的熱量與所耗功量之比。 10 含濕量含濕量：濕空氣中包含的水蒸氣質(zhì)量與干空氣質(zhì)量之比值。 二、填空題（每題 2 分，共 20 分） 1 工程熱力學(xué)是熱力學(xué)的一個(gè)分支，它著重研究與熱能工程有關(guān)的 熱能熱能 和 機(jī)械能機(jī)械能 相互轉(zhuǎn) 換的規(guī)律。 2 閉口系統(tǒng)中包含的物質(zhì)是固定的，故也稱閉口系統(tǒng)為 控制質(zhì)量系統(tǒng)控制質(zhì)量系統(tǒng) 。

3、3 系統(tǒng)吸熱時(shí)它的熵 增大增大 ；系統(tǒng)放熱時(shí)它的熵 增大、減少或不變增大、減少或不變 ；系統(tǒng)與外界不發(fā)生 熱的交換時(shí)它的熵 增大或不變增大或不變 。 4 理想氣體的熱力學(xué)能的性質(zhì)是 1845 年焦耳通過著名的 焦耳實(shí)驗(yàn)焦耳實(shí)驗(yàn) 確定的。 5 在任何過程中，單位質(zhì)量的理想氣體的溫度升高 1K 時(shí)比熱力學(xué)能增加的數(shù)值即等于 其 比定容熱容比定容熱容 的值；而比焓增加的數(shù)值即等于其 比定壓熱容比定壓熱容 的值。 將汽輪機(jī)出口的低壓濕蒸汽完全凝結(jié)為指出提高燃?xì)廨啓C(jī)裝置熱效率的兩條措施：6 水采用過熱蒸汽作為汽輪機(jī)的進(jìn)口蒸汽。 ； 7 固體固體 和液體的比定壓熱容和比定容熱容的數(shù)值近似相等。 8 完全不

4、含水蒸氣的空氣稱為 干空氣干空氣 。 9 卡諾定理一卡諾定理一不可能具有比可逆熱機(jī)更在兩個(gè)給定的熱源間工作的所有熱機(jī)，的內(nèi)容為： 高的熱效率。 10 通常把濕飽和蒸汽中 飽和蒸氣 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱為干度，并用 x 表示。 三、作圖題（每題 5 分，共 10 分） 1 試在 T-s 直角坐標(biāo)圖上表示定壓過程線和定容過程線之間的關(guān)系。 直角坐標(biāo)圖上表示定溫過程線和絕熱過程線之間的關(guān)系。T-s2 試在 四、證明題（5 分） n 為多變指數(shù)。為壓力而 v 為比容，d 為微分符號，p 在多變過程中滿足vdp+npdv=0，其中 證明：n定值pvnnn0pdv)0vdpd(pv 1nn0pdvdpnpdv0n

5、vvdpv 分，第三題 14 分）11 五、計(jì)算題（第一題 10 分，第二題6bar、127 中盛有 B 另一個(gè)容器的空氣，3bar 壓力為、72 溫度為 1kg 中盛有 A 容器 1. 3，兩個(gè)容器是絕熱的，試求兩容器連通后空氣的最終溫度及壓力（空 0.2m 的空氣，容積為 。=0.2871kJ/kg*K）氣的 RgTmRpV 解：gmRT6287.1*3000.2*0.6*10g3V0.281mm1.04kg AB60.3*10p400*287.1QUW Q0，W0U0 UmC(TT)mC(TT)0 BBAVVAmTmT1.04*4001*300ABAB351KT mm2.04BAmRT2

6、.04*287.1*351gp0.427bar 0.481VVBA2. 假定一套燃?xì)廨啓C(jī)裝置，先后由壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪機(jī)組成，其空氣消耗量 q=100kg/s。壓氣機(jī)入口空氣的焓 h=290kJ/kg，出口壓縮空氣的焓 h=580kJ/kg；在燃燒室中壓縮空氣和21燃料混合燃燒，生成的高溫燃?xì)獾撵?h=1250kJ/kg；高溫燃?xì)馑腿霚u輪機(jī)中膨脹做功。做功3后排出廢氣的焓 h=780kJ/kg。試求：（1）壓氣機(jī)消耗的功率；（2）當(dāng)燃料的發(fā)熱量4Q=43960kJ/kg 時(shí)的燃料消耗量；（3）渦輪機(jī)輸出的功率；（4）燃?xì)鈾C(jī)裝置的總功率。 解：壓氣機(jī)消耗功率（580-290）*100 消耗量

7、43960/（1250-580）*100 渦輪機(jī)功率（1280-780）*100 總功率 100*（1280-780）-（580-290） 3 某氣體循環(huán)由下列可逆過程組成： v/v8；2 1為絕熱壓縮過程，初溫為 T，壓縮比 12123 為定壓加熱過程，v=2v； 2334 為定溫膨脹過程，v=v； 1441 為定容放熱過程。 =1.4，試： 若設(shè)氣體 圖；sT 圖及 vp）繪出該循環(huán)的 1（ ）計(jì)算相同溫限的卡諾循環(huán)熱效率。 vp1p1p2T1T3C答：濕蒸氣從節(jié)流閥出來后壓力降低、溫度降低、干度降低，被引入到冷藏室的蒸發(fā)器，定高溫?zé)嵩?Q1 v （1.1.8p1.0.050.20.054

8、*0.20.78 T s 北京工業(yè)大學(xué) 2003 年碩士研究生入學(xué)考試試題 科目代碼：452 科目名稱：工程熱力學(xué) 適用專業(yè)：熱能工程 一、名詞解釋（每題 3 分，共 30 分） 1 閉口系統(tǒng)閉口系統(tǒng)：熱力系與外界之間無物質(zhì)交換 2 理想氣體理想氣體：分子自身不占有體積和分子之間無相互作用力的氣體 3 可逆過程可逆過程：當(dāng)系統(tǒng)完成某一過程后，如能使過程逆行而使系統(tǒng)及外界回復(fù)到原始狀態(tài)不遺留下任何變化，則稱此過程為可逆過程。 4 飽和濕空氣飽和濕空氣：在孤立系內(nèi)，一切實(shí)際過程都朝著使系統(tǒng)熵增加的方向進(jìn)行，或在極限情況下維持系統(tǒng)的熵不變，而任何使系統(tǒng)熵減少的過程是不可能發(fā)生的。 5 臨界流速臨界流

9、速：在縮放噴管的喉部，流速恰好達(dá)到當(dāng)?shù)芈曀?6 壓氣機(jī)的容積效率壓氣機(jī)的容積效率：氣缸吸氣的有效進(jìn)氣容量與活塞的排量容積之比。 7 水的三相點(diǎn)水的三相點(diǎn)：p-T 圖上，三條飽和曲線的交點(diǎn)，此點(diǎn)上，水呈現(xiàn)氣、液、固三相平衡共存狀態(tài) 8 熱力循環(huán)熱力循環(huán)：封閉的熱力過程 9 制冷系數(shù)制冷系數(shù)：制冷機(jī)循環(huán)中從冷源移出的熱量與所耗功量之比。 10 露點(diǎn)溫度露點(diǎn)溫度：濕空氣中水蒸氣的分壓力所對應(yīng)的飽和溫度。 二、填空題（每題 3 分，共 45 分） 1 工程熱力學(xué)是熱力學(xué)的一個(gè)分支，它著重研究與熱能工程有關(guān)的 熱能熱能 和 機(jī)械能機(jī)械能 相互轉(zhuǎn) 換的規(guī)律。 2 開口系統(tǒng)所占空間是固定的，故也稱開口系統(tǒng)為

10、 控制體積系統(tǒng)控制體積系統(tǒng) 。 3 系統(tǒng)吸熱時(shí)它的熵 增大增大 ；系統(tǒng)放熱時(shí)它的熵 增大、減少或不變增大、減少或不變 ；系統(tǒng)與外界不發(fā) 生熱的交換時(shí)它的熵 增大或不變增大或不變 。 4 理想氣體的熱力學(xué)能的性質(zhì)是 1845 年焦耳通過著名的 焦耳實(shí)驗(yàn)焦耳實(shí)驗(yàn) 確定的。 5 在任何過程中，單位質(zhì)量的理想氣體的溫度升高 1K 時(shí)比熱力學(xué)能增加的數(shù)值即等于 其 比定容熱容比定容熱容 的值；而比焓增加的數(shù)值即等于其 比定壓熱容比定壓熱容 的值。 6 指出提高郎肯循環(huán)熱效率的三條措施：提高蒸汽初壓；提高蒸汽初溫提高蒸汽初溫；降低蒸汽終壓降低蒸汽終壓。 7 固體和 液體液體 的比定壓熱容和比定容熱容的數(shù)值

11、近似相等。 8 濕空氣是 干空氣干空氣 和水蒸氣的混合物。 9 卡諾定理一卡諾定理一的內(nèi)容為：在兩個(gè)給定的熱源間工作的所有熱機(jī)，不可能具有比可逆熱機(jī) 更高的熱效率。 10 通常把濕飽和蒸汽中 飽和蒸氣飽和蒸氣 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱為干度，并用 x 表示。 11 實(shí)際氣體狀態(tài)變化的特點(diǎn)，可以通過實(shí)際氣體進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 時(shí)狀態(tài)變化的情況來說明。 12 比定壓熱容和比定容熱容之比為 比熱比比熱比 或 絕熱指數(shù)絕熱指數(shù) 。 13 理想氣體的四個(gè)基本熱力過程分別是：定容過程； 定壓過程 ； 定溫過程 ； 絕熱過 程程 。 14 不可逆過程中系統(tǒng)熵的變化等于熵流量和 熵產(chǎn)熵產(chǎn) 的代數(shù)和。 15 噴管是利用氣體壓降

12、使 氣流增速氣流增速 的管道。 三、作圖題（每題 8 分，共 16 分） 1 試在 T-s 直角坐標(biāo)圖上表示，以一定的壓縮比為條件時(shí)，活塞式內(nèi)燃機(jī)的哪種理想循環(huán)的熱效率最高，哪種理想循環(huán)的熱效率最低，哪種理想循環(huán)的熱效率居中。 tVt， ，pt 定容加熱循環(huán)混合加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán) 2 試在 T-s 直角坐標(biāo)圖上表示，以一定的最高溫度和最高壓力為條件時(shí)，活塞式內(nèi)燃機(jī)的哪種理想循環(huán)的熱效率最高，哪種理想循環(huán)的熱效率最低，哪種理想循環(huán)的熱效率居中。 t，tpt，V 10 分）四、證明題（ k 為絕熱指數(shù)。為微分符號，p 為壓力而在絕熱過程中滿足vdp+kpdv=0，其中 v 為比容，dk定值pvk

13、kn0dvvdppd(pv)0 1kk0pkvppkpdv0dvvdvd 分）12 分，第四題 15 五、計(jì)算題（第一題 11 分，第二題 11 分，第三題，容器有一個(gè)未被發(fā)現(xiàn)的漏洞，直至壓力 25kg27的二氧化碳?xì)怏w 1. 容器中盛有0.5Mpa、6.57 。試計(jì)算漏掉的二氧化碳質(zhì)量。0.36Mpa 時(shí)才發(fā)現(xiàn)，這時(shí)的溫度為 20 降為6v0.5*10vpv0.01525m R*300TRRggg66v0.36*100.5*106.57)m( R293300g，Q=-25kJ，Q=30kJ，=10kJ3 及 31 三個(gè)過程組成。已知 Q2. 一個(gè)熱機(jī)循環(huán)由 12、23-11-22-3W 及循

14、環(huán)凈功，試求 WU=20kJ，U=-20kJ2-33-11-2UUU(UU)(UU)UU0 解：22313122113311QUWWQU30kJ 333323222232WQU(103025)(20200)15kJ net3 實(shí)驗(yàn)室需要 20Mpa 的壓縮空氣，若采用二級壓縮，最佳的中間壓力是多少？設(shè)大氣壓力為0.1Mpa，大氣溫度為 20，壓縮過程的多變指數(shù)=1.35，采用中間冷卻器能將壓縮氣體冷卻到初始溫度，試計(jì)算壓縮終了空氣的溫度（假定所有過程都是可逆的） 。 ppp1.414Mpa 解：最佳中間壓力為21n10.35 p20n 4293(TT)582.3K1.35 11.414p24

15、氣缸中工質(zhì)的溫度為 850K，定溫地從熱源吸熱 1000kJ，且過程中沒有功的耗散。若熱源溫度分別為（1）1000K、 （2）1200K，試求工質(zhì)和熱源兩者熵的變化，并用熱力學(xué)第二定律說明之。 解：（1） Q100010001000Q1000SSS0.176kJ/K 系統(tǒng)熱源工質(zhì)10008501000T850T (2) Q1000100010001000Q 0.343kJ/KSSS 系統(tǒng)熱源工質(zhì)12008501200T850T 北京工業(yè)大學(xué) 2004 年碩士研究生入學(xué)考試試題 一、是非判斷（共 20 分，每題 2 分） 1. 經(jīng)不可逆循環(huán)后，系統(tǒng)與外界均無法完全恢復(fù)原態(tài)。 2. 在任何壓力下，

16、液態(tài)水都不可能被加熱到 400。 3. 在封閉系統(tǒng)中發(fā)生放熱過程，系統(tǒng)熵必減少。 4. 人感覺到空氣潮濕是因?yàn)榭諝獾慕^對濕度比較大。 5. 各種流體經(jīng)歷節(jié)流過程后溫度都要降低。 6. 理想氣體膨脹時(shí)一定對外做功。 7. 絕熱節(jié)流后流體焓不變，所以節(jié)流過程并不造成能量品質(zhì)下降。 8. 所有不可逆過程都是自發(fā)過程。 9. 對于逆向卡諾循環(huán)，冷、熱源溫差越大，致冷系數(shù)也就越大。 10.如果通過各種冷卻方法而使活塞式壓氣機(jī)的壓縮過程實(shí)現(xiàn)定溫過程，則沒有必要采用多級壓縮。 二、名詞解釋（共 20 分，每題 4 分） 1. 平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)：在沒有外界影響的條件下系統(tǒng)的各部分在長時(shí)間內(nèi)不發(fā)生任何變化的狀態(tài)

17、。 2. 絕熱滯止絕熱滯止：氣體在絕熱流動過程中，因受到某種物體的阻礙而流速降低為零的過程。 3. 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律：不可能把熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其它變化。 4. 飽和蒸氣飽和蒸氣：與同物質(zhì)的液態(tài)處于動態(tài)平衡的蒸氣，此時(shí)逸出液面的分子數(shù)和回入液體的分子數(shù)相等。 5. 相對濕度相對濕度：濕空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的絕對濕度的比值。 三、簡要回答下述問題（共 24 分，每題 6 分） 1. 0的冰在溫度為 20的大氣中逐漸融化成水，試分析該過程是否可逆？過程中冰的熵變和大氣的熵變哪個(gè)大？為什么？ QQSS 答： 空氣水2932732. 試判斷在狀態(tài)圖上，兩條可逆絕熱

18、過程線可不可以相交，并試用熱力學(xué)第二定律證明你 的結(jié)論。 3. 空氣壓縮致冷為何不能象蒸氣壓縮致冷那樣采用節(jié)流閥降壓，試說明原因。 壓吸熱（也就是定溫吸熱）而汽化，干度增加。 4. 試解釋在不可逆過程中，系統(tǒng)做功能力的損失為什么和環(huán)境的溫度有關(guān)。 四、證明題（10 分） 某種氣體服從平 p(v-b)=RT(其中 b 為常數(shù))，若其比熱容 c 為定值，試證明該氣體的熱gv力學(xué)能 U 只是溫度的函數(shù)。 證明： 五、計(jì)算題（共 76 分） 1.（15 分）如圖所示，一剛性容器初始時(shí)裝有 500kPa、290K 的空氣 3kg，容器通過一閥門與一垂直放置的活塞氣缸相連 、接，氣缸在初始時(shí)裝有 200k

19、Pa3閥門雖關(guān)閉.290K 的空氣 0.05m 著但有緩慢的泄漏，使得容器中的氣體可緩慢地流入氣缸，直到時(shí)為 200kPa 容器中的壓力降為止。活塞的重量和大氣壓力產(chǎn)生過程中氣體的恒定壓力，200kPa 空氣 290K 不變，試求過程中氣體與外間的換熱總量。與外界可以換熱，氣體的溫度維持 的氣體常數(shù) Rg=287J/(kg*K)。TmRgA1633m0.5*10p0.5mv290T ， ， ，解： 1A1AAp1A pv6B1B1m0.12kg0.05v0.2*10p290T ， ， ， 1B1B1BRTg60.2*10pm3*0.41.2 ，2A2Av0.5*1.50.050.8m1.80.

20、051.85 ，2BB26*1.8360kJv0.2*10p)mcT)cmTmcTpv(mcTQ( =P2BBPA2PPA112.（14 分）某熱泵按逆向卡諾循環(huán)工作，由室外 0的環(huán)境吸熱向室內(nèi)供熱，使室內(nèi)氣溫由 10升高到 20。設(shè)房間的散熱損失可以忽略不計(jì)，試求對應(yīng)于 1kg 空氣熱泵所消耗的功，并與利用電熱器直接供熱時(shí)所消耗的功進(jìn)行分析比較。 解：Q=（20-10）C=7.17 kJ V1QQQ7.17212Q6.68kJ 2273TT29321WQQ=0.49kJ 21直接用電熱器消耗 7.17 kJ 3.（12 分）空氣在保溫良好保溫良好的變截面管道內(nèi)流動，截面 1 處壓力 p=16

21、3246.62Pa，溫度1t=182，截面 2 處壓力 p=146828.21Pa，溫度 t=150，當(dāng)忽略空氣的位能變化時(shí)，221試從熵的變化角度確定空氣的流動方向。 1 pT22 解：定熵流動 pT11以截面 2 為基準(zhǔn)截面 10.4 p163246 1.4o1C163T436K(150273)T 21146828p2而實(shí)際上截面 1 處溫度為 182，說明熵增加了，所以流動方向是從 2 到 1 的 =15，壓縮沖程的初始溫分）狄賽爾循環(huán)（活塞式內(nèi)燃機(jī)定壓定壓加熱循環(huán)）的壓縮比（4.15 度 17，初始壓力 100kPa，燃料燃燒過程中對工質(zhì)的加熱量 1500kJ/kg，假設(shè)工質(zhì)性質(zhì)同空氣

22、，k=1.4，c=1.02kJ/kg*K。在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上表示該過程，并求循環(huán)的最高p 壓力，最高溫度，循環(huán)的凈功和循環(huán)的熱效率。 1-2 定熵壓縮 2-3 定壓加熱 3-4 定熵膨脹 4-1 定容放熱 1.41.44431Kpapp*15100*15 12111 vTpv1221T856KT 12vpTv2112qc(TT)1500kJT2327K ，23P13TTv3220.18vvv 定壓過程有 123TvT2331.41.4p)401Kpapvp(0.18v 4314111vvT13340.18T1171KT 34vTv434wc(TT)568kJ/kg1Pc2wc(TT)1160k

23、J/kg 4T3Pwww592kJ/kgCTw5920.394 q15005.（10 分）漸縮噴管入口空氣壓力為0.3Mpa，溫度為 77，流速為 100m/s，空氣流進(jìn)噴管作絕熱絕熱膨脹后進(jìn)入壓力為 0.1mPa 的環(huán)境，問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，c=1.004kJ/kg*K p1p 2)(TT256K 解： 12p1122)hhc(c(cTT) 21Pf22f112 32100256)2*1.004*10c*(350446m/s 2f 6.（10 分）某空氣壓縮制冷循環(huán)，冷庫溫度為-10，大氣溫度為 20，空氣最高壓力為0.6Mpa，最低壓力為 0.1MPa，若

24、膨脹和壓縮過程均為可逆過程，在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上表示該過程并求循環(huán)的制冷系數(shù)與循環(huán)消耗的凈功。 111.46p100.1 2TT(273)20)()175.6K1.4 12610p0.61oC97.4t 21111.46pp100.6 14TT()(27310)T()438.31K1.4 3436100.1pp23oC165.82t 4壓縮機(jī)功耗量 whhc(TT)175.7kJ/kg 334CP4膨脹機(jī)功耗量 whhc(TT)118.47kJ/kg 21P2E1循環(huán)消耗的凈功量 www57.23kJ/kg EC每千克空氣的吸熱量 qc(TT)88.35kJ/kg 23P211.5 1p 1()

25、1 p2 T17521.48 或 TT29317521同溫度范圍內(nèi)逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù) 2638.77 C263293 北京工業(yè)大學(xué) 2005 年碩士研究生入學(xué)考試試題 一、是非判斷（共 20 分，每題 2 分） 1. 經(jīng)不可逆循環(huán)后，系統(tǒng)與外界均可以恢復(fù)原態(tài)。 2. 在任何壓力下，液態(tài)水都不可能被加熱到 400。 3. 在閉口系統(tǒng)中發(fā)生放熱過程，系統(tǒng)熵必減少。 4. 人感覺到空氣潮濕是因?yàn)榭諝獾南鄬穸缺容^大。 5. 流體經(jīng)歷節(jié)流過程后其溫度必然要降低。 6. 理想氣體膨脹時(shí)不一定對外做功。 7. 絕熱節(jié)流后流體焓不變，所以節(jié)流過程并不造成能量品質(zhì)下降。 8. 所有不可逆過程都是自發(fā)過程。 9

26、. 對于逆向卡諾循環(huán)，冷、熱源溫差越小，致冷系數(shù)也就越大。 10.如果通過各種冷卻方法而使活塞式壓氣機(jī)的壓縮過程實(shí)現(xiàn)定溫過程，則沒有必要采用多級壓縮。 二、名詞解釋（共 20 分，每題 4 分） 1. 可逆過程可逆過程：當(dāng)系統(tǒng)完成某一過程后，如能使過程逆行而使系統(tǒng)及外界回復(fù)到原始狀態(tài)不 遺留下任何變化，則稱此過程為可逆過程。 2. 絕熱滯止絕熱滯止：氣體在絕熱流動過程中，因受到某種物體的阻礙而流速降低為零的過程。 3. 卡諾定理卡諾定理：一、不可能制造出兩個(gè)溫度不同的熱源間工作的熱機(jī)，而使其效率超過在同 樣熱源間工作的可逆熱機(jī)。 二、兩個(gè)熱源間工作的一切可逆熱機(jī)具有相同效率。 4. 噴管的臨界

27、狀態(tài)噴管的臨界狀態(tài)：在縮放管最小截面處，流速恰好達(dá)到當(dāng)?shù)芈曀?，此處氣流處于從亞?速變?yōu)槌羲俚霓D(zhuǎn)折點(diǎn)，成為臨界狀態(tài)。 5. 絕對濕度絕對濕度：水蒸氣的密度 三、簡要回答下述問題（共 20 分，每題 5 分） 1. 0的冰在溫度為 20的大氣中逐漸融化成水，試分析該過程是否可逆？過程中冰的熵變和大氣的熵變哪個(gè)大？為什么？ 2. 試證明熱力學(xué)第二定律兩種說法的一致性。 證證：熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述是：熱不可能自發(fā)地、不付代價(jià)地從高溫物體傳至低溫物體。開爾文表述則為：不可能從單一熱源取熱使之全部變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其它影響。 按照開爾文說法，遵循熱力學(xué)第二定律的熱力發(fā)動機(jī)其原則性工作系統(tǒng)應(yīng)有如圖

28、4A 所示的Q可以自發(fā)地不付代價(jià)地從地溫物體傳至高溫物情況。假設(shè)克勞修斯說法可以違背，熱量2 高溫?zé)嵩此镜那闆r。在這種 4B 體，則應(yīng)有如1 情況下，對于所示的熱機(jī)系統(tǒng)當(dāng)熱機(jī)完成 WW 熱機(jī) 熱機(jī)0 0 一個(gè)循環(huán)時(shí)，實(shí)際上低溫?zé)嵩醇炔坏玫绞?QQ2 2 Q2 么，也不失去什么，就如同不存在一樣， 低溫?zé)嵩?低溫?zé)嵩戳苛藷崾欠懦鰺嵩磳?shí)際上只而高溫 不可能的熱機(jī)圖 4B 4A 圖熱機(jī)循環(huán) 循環(huán)QQ，同時(shí)，熱力發(fā)動機(jī)則將該熱量全)(21 部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其它影響，即熱力學(xué)第二定律的開爾文說法不成立。 3. 空氣壓縮致冷為何不能象蒸氣壓縮致冷那樣采用節(jié)流閥降壓，試說明原因。 在寒冷的陰天，雖然氣溫

29、尚未到達(dá) 0，但室外還會結(jié)霜或結(jié)冰，這是什么原因？4. 寒冷的陰天無光照，氣壓高。 四、證明題（10 分）為定值，試證明該氣體的熱，若其比熱容cT(其中 b 為常數(shù))某種氣體服從平 p(v-b)=Rgv U 只是溫度的函數(shù)。力學(xué)能 證明：熱力學(xué)能全微分方程uuuvdcdTudTdvd VvvTTTvsdudduTdspTpdv vddv ps且由麥克斯韋關(guān)系式 而 TvvTpu）1（Tp TvvT pvdTpdducT 所以 VTv ）得把氣體狀態(tài)方程代入（1RpugTpp0T bTvvvTTcddu 所以該氣體熱力學(xué)能是溫度的單值函數(shù)。V 80 分）五、計(jì)算題（共的環(huán)境吸熱向室內(nèi)供熱，使室內(nèi)氣溫分）某熱泵按逆向卡諾循環(huán)工作，由室外-101.（15 空氣熱泵所 kg 試求熱泵對應(yīng)于每 17。設(shè)房間的散熱損失可以忽略不計(jì)，由 7升高到 消耗的功，并與利用電熱器直接供熱時(shí)所消耗的功進(jìn)行分析比較。 ，初始壓 25=8，壓縮沖程的初始溫度 2.（15 分）活塞式內(nèi)燃機(jī)定容定容加熱循環(huán)的壓縮比 ，k=1.478