2016年山东青岛科技大学工程热力学考研真题.doc

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一、简答题 (本大题共 7 小题，每题 8 分，共 56 分)

二、分析证明题 (本大题共 3 小题，共 29 分)

三、计算题 (本大题共 5 小题，共 65 分)

2016 年山东青岛科技大学工程热力学考研真题一、简答题 (本大题共 7 小题，每题 8 分，共 56 分) 1.写出表压力和真空度的定义式，并画图说明他们与大气压力及绝对压力的关系。 2.请写出促使理想气体流速改变的几何条件，并据此简要说明超音速气流连续降至亚音速时对扩压管形状的要求。 3.何为熵增原理？为什么说熵增原理全面透彻地揭示了热过程进行的方向，限度和条件？ 4.请在 T-s 图中画出水蒸汽的朗肯循环，并绘图说明在相同的初压和背压下，采用何种手段可提高乏汽干度？ 5.比吉布斯函数的定义为何？对于可逆定温过程，简要分析说明比吉布斯函数的减少量为何？

6.活塞式内燃机的混合加热理想循环由哪几个热力过程构成？请在 p v 图中表示出来。 7.写出压缩因子的定义，阐明其物理意义。并简要说明在温度、压力相同时，压缩因子大于 1 的实际气体与理想气体相比哪个更难压缩？二、分析证明题 (本大题共 3 小题，共 29 分) 8.试证明计算理想气体熵变的两个公式(6 分)： ds cp dT T dp Rg dv cp dp 9.单级活塞式压气机分别按以下三种特殊热力过程在给定的初压 p1 及终压 p2 之间进行压缩： ① 定温压缩过程；② 定熵压缩过程；③ 界于定温与定熵之间的多变压缩过程。已知三种压缩过程的理论耗功分别为 wc,T 、wc,s 和 wc,n ，请写出三者的表达式，分别以 p—v 图中的面积表示出来，并比较三者之间的绝对值大小关系。(10 分) 10.有一刚性密封容器体积为 V，其中装有状态为 p、T0 的空气，这时环境大气的状态为 p0 、 T0。若不计系统的动能与位能，试证明其热力学能㶲为：

三、计算题 (本大题共 5 小题，共 65 分) 11.一个很大的刚性容器放出 2kg 某种理想气体，过程中容器从外部吸热 180kJ。若放出的 2kg 气体的动能可以完全转变为功，就可发电 3600J。如果气体排出过程认为是等温过程，气体的平均比焓为 301.7kJ/kg，请计算此容器中原有气体的温度。假设气体的比热力学能 u=cvT，且定容比热 cv=0.72kJ/(kg ·K) (10 分) 12.气体在气缸中被压缩，其热力学能和熵的变化分别为 45kJ/kg 和 -0.38 kJ/(kg ·K)，外界对气体做功 165kJ/kg。过程中气体与环境交换热量，环境温度为 330 K。问该过程能否实现？(10 分) 13.如图所示，气缸内充以空气，空气温度 t1=27℃，pb=0. 1MPa, 活塞及负载重 195kg，气缸壁充分导热，取走 100 kg 负载，待系统完全平衡后，求： 1)活塞上升的高度 ΔL；2) 气体在过程中所做的功。 ( 其他条件见图，气体的比热力学能 u=cvT ，且 cv=0.72kJ/(kg ·K)(15 分) 14.压力容器内 100°C 时水的体积是蒸汽体积的 1/10，加热使容器内压力达到 2.0MPa。请求此时容器内温度。并确定终态时容器内蒸汽量比初态时增大还是减小？ (初态和终态条

件下的饱和水和干饱和蒸汽表节选如下， 15 分) P/MPa t/℃ v′/(m3/kg) v′′/[m3/kg)] 0.1013 2.0 100 212.4 0.001044 0.001177 1.6729 0.099627 15.一燃气轮机装置，按等压加热循环工作。压缩机进口参数为 t1=27℃，p1=0. 1MPa，压缩机增压比 π=6 ，燃气轮机进口燃气温度为 t3=800℃，压缩机绝热效率 ηCs=0.88 ，燃气轮机相对内效率 ηT=0.85，请：(1)在 T-s 图上表示出理想循环和实际循环；(2) 求该装置的热效率。燃气作为理想气体， Rg=0.287kJ/(kg ·K) ， cp=1.005 kJ/(kg·K)。(15 分)

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