北京航空航天大学2006年硕士研究生考试工程热力学442试题

北京航空航天大学2006年

硕士研究生入学考试试题科目代码：442

工程热力学(共4页)

考生注意：所有答题务必书写在考场提供的答题纸上，写在本试题单上的答题一律无效(本题单不参与阅卷)

一、填空题(本题36分，每空1分)

1 湿空气是干空气和水蒸气的混合物，不能作为完全气体看待，该表述是的。

(a)正确(b) 错误

2定压比热和定容比热都是温度的函数，则二者之差也是温度的函数，该表述是

(a)正确(b) 错误

3 水、冰和汽三相共存点的热力学温度为K。

4 不同种气体，其千摩尔容积相同的条件是和。

5 多变过程不是可逆过程(填对或错)，它的比热表达式为，过

程中技术功和膨胀功之比为。

6 机械能形式的热力学第一定律为。

(a)(b)(c)

7 对任意一个过程，如体系的熵变等于零，则。

(a)该过程可逆(b)该过程不可逆(c)无法判定过程的可逆与否

8 熵增大的过程，必为不可逆过程，该说法。

(a)正确(b) 错误

9 水的临界点的汽化潜热为。

10热机循环效率= 适用于______ 热机，而=1－适用于热机。

11 一完全气体在一容器内作绝热自由膨胀，该气体做功为，其温度变将。

12在压缩比相同、吸热量相同时，定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环的热效率大小依次为____________；最高压力和最高温度相同时，三种循环的热效率大小依次是。

13 循环功越大，则热效率越高，该说法。

(a)正确(b) 错误

14 实际气体的范德瓦尔方程中的两个系数a和b是考虑到和而

引入的。

15根据热力学第二定律，与大气温度相同的压缩空气不能膨胀做功，该表述是。

(a)正确(b) 错误

16 不可逆过程不可能在T-S图上表示，所以过程的熵变量无法计算，该表述是。

(a)正确(b) 错误

17 空气在有摩擦的绝热管道中流动时，其进口截面的熵必然出口截面的熵。

18 电冰箱可以制冷，在夏天，将门窗关闭，同时打开电冰箱的门，就会是室温降低，

该说法。

(a)正确(b) 错误

19相对湿度时空气当中没有水蒸气，因此时，湿空气中完全是水蒸汽，该说法。

(a)正确(b) 错误

20 水蒸气焓熵图上，饱和区的等压线即是，为斜率等于的直线。

21 适用于介质的过程。

22 从某一初始状态到另一终态有两条途径：一为可逆，一为不可逆，则不可逆途径

的熵的变化必大于可逆途径熵的变化。该说法。

(a)正确(b) 错误

23 试定性地判断下图所示的三种理想循环热效率，循环热效率最大，循环热

效率最小。

23 某热机工作于的高温热源和的低温热源之间，试判断在下

列情况下是可逆的、不可逆的、还是不可能实现的。(1)，；

。(2)，；。(3)，；

。

二、作图题(28分，每题7分)

1 涡喷发动机由扩压器、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管组成，定性画出涡喷发动机

装置示意图，并在p-v图上定性地画出各个不同的热力过程，并说明这些过程各在哪些部件内完成的，其特点是什么。

2 在T-S图上分别表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功和膨胀功的大小。

并说明为什么。

3 环境温度为，系统温度由变为时()，请在T-S图上表示该过程的

能量贬值情况。

4 在p-v图上，初始状态为、、，沿着等熵线和等环境温度线相交，再沿等

环境温度线到环境压力，再沿等线和等初始状态比容线相交，最后沿初始比容线回到初始状态。在p-v图上画出四个过程，并证明，由四个过程围成的面积就是初始状态的内能㶲。内能㶲的表达式为：。

三、简述题(30分)

1(本题7分) 给出“热”和“功”的定义，并分析其异同。

2(本题8分) 简述克劳修斯是如何在卡诺定理的基础上推导参数“熵”的？克劳修斯不等式如何表达？

3(本题8分) 试从热力学角度分析，空调器的制冷和制热的机理。

4(本题7分) 假设环境温度为0℃，冬天的室内温度要求为20℃，试分别从热力学第一定律和第二定律的角度分析可逆热泵取暖和电炉取暖的优劣。

四、计算题(本题16分)1kg理想气体，由环境状态、，分别

经等温压缩和等熵压缩，达到不同的终了状态。(1) 增压比相同，均为；(2) 压缩比相同，均为。试分别计算不同的终了状态时，等温和等熵两种过程下所消耗的技术功的大小，并在p-v图上表示其耗功大小。

，，)。

五、计算题(本题20分)某燃气轮机装置循环为Brayton循环，即定压加热循环。压气

机进口参数为、，压气机增压比为，燃气轮机的涡轮进口燃气温度为。取空气的，，试求：

(1)循环各点的温度和压力；

(2)循环的加热量、放热量和净功；

(3)循环的热效率；

(4)循环的最佳增压比；

(5)最佳增压比下的循环净功和热效率。

六、计算题(本题20分)一个9kg的铜块，温度为500K，比热为，环

境温度为27℃，问铜块的可用能为多少？若上述铜块与5kg的27℃的水进行热接触，试确定可用能的损失和整个体系的熵变。水的比热为。