同济大学硕士研究生入学统一考试98-06年工程热力学真题

1998年同济大学招收攻读硕士研究生入学考试试题

概念题

何为准静态过程？

开口系统同热力过程中的熵变化量S2-S1可由哪几部分组成？

试分析提高蒸汽热力循环的途径或方法？

在焓湿图上表示出湿空气的绝热加湿过程并作简单分析？

试证明理想气体的定压摩尔比热与定压摩尔比热之差等于通用气体常数，即MCp—MCv=R。比较开口系统和闭口系统焓的异同点

如果进行高压比大流量的压缩制气过程，采用什么办法较为合理

空气冷却塔中，用环境温度下的风可以将热水冷却到比环境温度更低温度的状态，试问是否违背热力学第二定律，为什么

计算题

某绝热不可逆循环空气压缩制气过程中，气体的压力由P1=0.1MPa升高到P2=1.2MPa,耗功率为35KW，设空气的定压质量比热Cp为常数，初温为20℃，气体流量为500Kg/h,求：排放气体的温度和过程的当量绝热指数（多变绝热指数）

设有一热机至于大气压力下的有限热容量的热源和冷源之间，热源为1000Kg和90℃的水，冷源为50Kg和-5℃的冰，求：（1）热机的最大做功量和最终温度分别为多少？（2）如果热源和冷源直接接触，最终温度为多少？（C水=4.19KJ/kg.k,C冰=2.00KJ/kg.k,冰的溶解潜热r=333.27KJ/kg）

空气压力p1=0.1Mpa、温度t1=20℃和流速为C1=250m/s,流经扩压管后的出口流速为C2=15m/s,求理想流动状态下的出口压力、出口温度和扩压管的类型。

证明任何两条准静态绝热线不相交

计算题

一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，P0=500Pa,25℃,充气开始时，罐内空气参数为50KPa,10℃。求充气终了时罐内空气的温度，设充气过程是在绝热条件下进行的

在高温热源T1=2000K及低温热源T2=600K之间进行一个不可逆循环，若工质在定温吸热过程中与热源T1存在60K温差，在定温放热过程中与冷源T2也存在60K温差，而其余两个为定熵膨胀和定熵压缩过程。试求：（1）循环热效率（2）若热源供给1000KJ的热量，则做功能力损失多少？

已知空气的初态为P1=0.6MPa,V1=0.236m3/kg,经过一个多变过程后状态变化为P2=0.12MPa,V2=0.185 m3/kg,试求该过程的多变指数，以及每千克气体做的功，所吸收的热量及内能、焓和熵的变化。

渐缩喷管进口空气压力为P1=2.5MPa,温度t1=80 ℃,流速c1=50m/s,喷管压力Pb=0.1MPa,求喷管出口的气流速度c2,状态参数v2及T2，如喷管出口截面积s=1cm2,求质量流速

绝热刚性容器中有隔板将容器一分为二，左侧为0.05mol的300K、2.8MPa的高压空气，右侧为真空，若抽出隔板，求容器中空气熵变

1999年同济大学硕士研究生入学考试工程热力学专业试题

一、概念题（每题5分，共40分）

1、何谓热力学状态公理？

2、试比较开口系统和闭口系统的异同点。

3、何谓多变比热？

4、如何从干湿球温度求得相对湿度？

5、分析提高朗肯循环热效率的途径。

6、实际气体的音速为状态参数吗？试作简单分析。

7、余隙对气体压缩过程有何影响？如何控制？

8、简述缩放喷管用作缩放扩压管的可能性。

二、计算题（每题15分，共60分）

1、若二氧化碳气体的状态用范德瓦尔斯方程描述，即p=RT/(v-b)-a/v2，其中R为气体常数，a和b为分子作用力和分子体积有关的系数，求该气体在处于300K和0.2MPa时的质量定压比热和定容比热之差，即Cp-Cv=？

（设a=0.3657m6Pa/mol，b=4.28×10-5m3/mol）

2、在较冷的季节，有一个采用电加热的房间的平均温度为10°C，假如用该机所消耗的功率来驱动热泵工作，它在室外温度为5°C和水散热器之间工作。如果水散热气的温度比房间的温度高20°C，求该房间最大可能的温度是多少？

3、在一个封闭绝热刚体的圆筒内，有一个绝热无摩擦可自由活动的滑板。该滑板将圆筒分为A和B两个空间。设初始时A和B内的状态参数分别为：PA0=0.8MPa，PB0=0.2MPa，TA0=TB0=10°C，VB0=2VA0，在B室中有一个弹簧机构，弹性力F=1.5Δx，Δx为滑板位移变量，初始时位移变量Δx=0，求该系统内状态参数的终态值。

（圆筒内的气体为空气，绝热指数k=1.4）

4、某直径为D=85mm的水平管道内，空气作绝热稳态流动。如果在截面1-1处的压力为p1=0.2MPa和t1=220°C，在截面2-2处的压力为p2=0.1MPa和t2=200°C。求气体的流量、两个截面处的流速和该过程中熵的变化。如果环境温度为20°C，求流动过程中的可用能损失。

同济大学2000年研究生入学考试试题

一、概念题

1、试论述静态过程与可逆过程的区别。对简单可压系统，容积功§w=pdv的适用范围是什么？

2、如何表示T-S图上等压线、等容线、可逆绝热过程线的斜率？

3、20℃的空气通过膨胀能够达到的最大速度是多少?

4、试证明工作与温度分别为Th=Tl的两个热源之间的一切不可逆的制冷机、其制冷系数e 必定小于两个相同热源的可逆制冷机的制冷系数。

5、能否不让乏汽凝结放出热量，而用压缩机直接将乏汽压入锅炉，从而减少冷源损失。提高热效率？

6、汽缸内储有完全不压缩的流体，汽缸的一端被封，一端是活塞，汽缸是静止的，且与外界无热交换。问：1）活塞能否对流体做功？2）流体的压力会改变吗？3）若用某种方法把流体的压力从2bar提高到20bar，流体的内能是非改变？焓是否改变？

7、卡诺定理是否意味着：“热效率越高的循环，其不可逆性就越小”为什么？

8、热泵供热循环与制冷循环有何异同？

二、计算题

1、在M=2的空气流中，当设置的温度计读数为267℃时，空气流的实际温度是多少？（空气绝热指数K=1.4）

2、一燃气轮机用一节流阀控制其输出功率。设燃气稳定流过燃气轮机期间所经历的是准静态的绝热过程。当燃气轮机全负荷运行时，节流阀前的燃气压力为4.2×105Pa,温度为750℃，节流阀基本全开，但压力降低200Pa;燃气轮机出口处压力为105Pa。试求

1）全负荷运行下，每千克燃气所输出的净功W；