工程热力学试题(2013)
工程热力学试题
2013 -- 2014 学年 时间120分钟
工程热力学 课程 32 学时 2 学分 考试形式： 开 卷
% 专业年级： 机械11-12级 总分100分，占总评成绩 70
注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上
一、 填空题（每空2分，总计20分）
1、实现热能和机械能相互转化的媒介物质叫( )
2、热力平衡的充要条件是（ ）。
3、实现可逆过程的条件是（ ）。
4、焓的物理意义是（ ）。
5、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。
6、理想气体的热力学能、焓都只是（ ）的函数。
7、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。
8、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）。
9、在p-v图上，定温过程线是一条（ ），而绝热过程线则是一条（ ）。
二、 简答题（20分）
1、（5分）如右图所示容器为刚性绝热容器，将容器分成
两部 分，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。
若突然抽去隔板，气体（系统）是否做功？为什么？从初
态变化到终态，其过程是否可在p-v图上表示？热力学能
的变化量是多少？
2、（5分）分析任意不可逆过程、可逆过程、不可逆绝热过程和可逆绝热过程的熵流、熵产和熵变的变化规律（大于零、等于零还是小于零？）
3、（10分）某理想气体经历4个热力过程，如右图所示。
（1）将各过程画在T-S图上，并说明作图过程；
（2）指出过程吸热或放热，膨胀或压缩，热力学能、
焓和熵是增加还是减小。
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三、计算题：（60分）
1、（10分）
2、（15分）0.5kmol氮气由25℃，2m3可逆绝热膨胀到1个大气压，然后在此状态的温度下定温可逆压缩回到2m3。1）画出各过程的p-v图及T-s图；2）计算整个过程的Q，W，ΔU， Δ H及ΔS（比热容可以按定值比热容计算）。
4、（15分）有一刚性容器被绝热隔板一分为二，
VA=VB=35×10−3m3，A中装有1MPa、80℃的氧气，B为真
空。打开安装在隔板上的阀门，氧气自A流向B，至两侧
压力相同时关闭阀门。试求：（1）终压p2和两侧终温TA2、T
B2；
（2）过程前后空气的熵变ΔS12
4、（10分）某循环在800K的热源及300K的冷源之间工作，
如右图所示。
（1）用克劳修斯积分不等式判别循环是热机循环还是制冷
循环，可逆还是不可逆?
（2）用卡诺定理判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆
还是不可逆?
5、（10分）如右图所示，取质量1kg 的某种理想气体分别作
两次循环（循环1−2−3−1 和循环4−5−6−4），设过程1−2 和
过程4−5 中温度不变都等于Ta ，过程2−3 和5−6 中压力不
变，过程3−1和4−6 中体积不变。又设状态3 和状态6 温
度相等，都等于Tb 。试证明两个循环中1kg 该理想气体对
外界所作的循环净功相同。
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