2007年华南理工大学工程热力学考研试题.doc

请判断每个说法的正误，并简单解释原因（每道题7分，共42分） 如果从同一初始状态到同一终态有可逆和不可逆两个过程，则可逆过程的熵变小于不可逆过程的熵变。 理想气体发生的任意可逆热力过程都可用“”来描述其过程特点。 水在定压汽化过程中温度保持不变，则此过程中的吸热量等于其对外所做的膨胀功。 对于任一现成喷管，无论其形式如何，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。 若气体可在活塞式压气机的气缸内实现定温压缩，则没必要采用分级压缩了。 湿空气处于饱和状态时的温度就是对应于某一水蒸气分压力下的露点。 综合题（共40分） 什么是压缩因子？请解释利用通用压缩因子图确定实际气体的压缩因子的原理。 （8分） 两物体A和B的质量和比热容都分别相同，且为m和cp，温度分别为T1和T2，且T1T2。设环境温度为T0。若一卡诺机以A为热源、以B为冷源连续循环工作，直至两物体温度达到相同为止。证明：此卡诺机总共输出的循环功为： （10分） 活塞式内燃机有三种理想加热循环（Otto循环、Diesel循环、混合加热循环），假设它们所用工质相同，且工质在循环中的初始状态、以及循环的放热量和压缩比都分别相同。请在同一p－v图上表示三种循环，进而比较它们热效率和做功能力大小。 （10分） 请在T—s图上表示先经过一次在再热后，再经过一次抽汽回热的蒸汽动力循环，其中蒸汽在汽轮机中经过的是不可逆绝热过程。若该循环中汽轮机的相对内部热效率为，请根据此图用循环可逆时相关各点的焓值和导出热效率的计算式。 （12分） 某闭口热力系统在状态变化过程中对外做了50kJ的功，并同时放出10kJ的热量。然后对热力系统加热45kJ，并使其恢复到了初始状态，试问在恢复过程中此闭口系统是否对外做了功？如果是，做了多少功（kJ）？ （8分） 要把初始状态为p1=0.6MPa、t1=727℃的废燃气经过喷管射入p2=300kPa的环境。设废燃气可视作空气，其在喷管内部的流动过程为等熵过程（k=1.4），请对喷管选型。若废燃气流经喷管的质量流量为的，试确定喷管出口速度和喉部的截面积（设入口速度为：，）。 （12分） 一体积为的储气罐内装有、的氮气。今对氮气加热，其温度和压力将升高。罐上装有压力控制阀，当压力超过临界值时阀门自动打开，放走部分氮气，使罐中维持该压力不变。问当罐中氮气达到时，对罐内氮气加入了多少热量？设氮气是比热为定值的理想气体。 （15分） 有两股压力相同的空气流，一股气流的温度为t1=327℃，流量qm1=200kg/h; 另一股气流的温度为t2=27℃，流量qm2=100kg/h。令它们先绝热等压混合，然后再用Tr=800K的恒温热源将此混合气流等压加热至t4=427℃以满足工艺要求。设空气比热为定值的理想气体，环境温度为，试计算整个混合加热过程的熵产以及做功能力损失。 （15分） 某采用理想回热的压缩气体制冷装置，工质为某种理想气体，其比热容和绝热指数分别为： ， 。已知循环的增压比 ， 冷库温度，环境温度为。若循环输入的净功率为3kW，请确定： 在T－s图上示意画出此采用理想回热的制冷循环。 此制冷循环的制冷量和制冷系数。 若循环的制冷量和制冷系数不变，但不再采用回热，则循环的增压比是多少？ （18分） 第 2 页 426 华南理工大学 2007年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 （试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称： 工程热力学 适用专业： 工程热物理 共 2 页 第 1 页