同济大学-816工程热力学-1998~2008历年考研真题

cv=717J/(kg·K)，Rg=287J/(kg·K)，比热比k=1.4。（12分）

同济大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试试题

一、是非判断题（每题3分，共30分）

1、理想气体定压膨胀系数β=1/T，其单位是1/℃或1/K。 2、流体在喷管内的流动问题是开口系统问题。

3、要实现热能到机械能的转换，必须经过工质膨胀作功。 4、工质完成同外界没有热量交换的循环，一定是可逆循环。 5、理想气体工质经历一个不可逆循环，Δs>0。 6、气体压缩因子z取决于气体常数和状态参数p,T。

7、由水蒸气T-s图可见，在二相区内进行的热力过程一定是定温定压过程。 8、公式Tds=du+pdv只适用于可逆过程。

9、压气机如果以提高温度为其工作目的，就没有必要采用多级压缩。 10、只要测得湿空气的干、湿球温度，就可以确定湿空气热力学状态。 二、分析简答题（每题5分，共50分）

1、理想气体多变过程，多变指数范围是什么？已知初、终状态如何求得多变指数、过程热量、作功量？由以上结果可知“理想气体已知初、终状态，可以求出功量和热量”，对不对？为什么？

2、蒸汽压缩制冷循环中，采用膨胀阀（节流阀）所引起的不可逆损失是什么？（在T-s图上表示之）。如何减少这种不可逆损失？

3、进行热力学分析计算，必须已知工质的有关哪些资料？热力学对这些资料有何限制要求？ 4、一个入口、一个出口、稳定流动的开口系统，试推导下列关系：膨胀功=技术功+流动功。 5、绝热节流、绝热可逆膨胀、绝热自由膨胀各有什么不同？ 6、为什么温差传热现象可以归结为有用能的损失？

7、什么叫热力学同类工质？实际应用中如何来判断两种工质是热力学同类工质？

8、对湿空气热力学状态进行测定，要测哪些参数？如何根据所测得的参数在焓-湿图上确定热力学状态？

9、喷管截面变化规律公式dA/A=(M2-1)dC/C对一般工质是否适用？试证明之。 10、什么是热力学第二定律？有何实际应用意义？ 三、计算题（共70分）

1、两个绝热容器A和B，装有某种相同的理想气体，通过绝热的管道和阀门相连接。已知各自热力学参数分别为TA、VA、pA和TB、VB、pB，pA>pB，比热cv可看作为常数。打开阀门，直至工质不再流动，关闭阀门。试问：这时A、B两个容器中，温度压力分别为多少？（本题15分）

2、10kg空气在气轮机中膨胀做功，p1=600kPa，t1=800℃，p2=100kPa，若气轮机中做功Wt=3980kJ，大气温度T0=300K，试求：有用能的损失是多少？（本题15分）

3、压力为p1=1.2MPa，温度为T1=1200K的空气，以3kg/s的流量流过节流阀，压力下降到p2=1.0MPa，

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然后进入喷管作可逆绝热膨胀，已知喷管出口外界背压力为pb=0.6MPa，环境温度T0=300K，问：

（1）应选何种喷管？

（2）喷管出口截面面积、流速为多少？

（3）因节流引起的作功能力损失为多少？并表示在T-s图上。

（4）如何背压力为pb=0.4MPa，应选何种喷管？喉口面积为多少？（本题20分）

4、压缩制冷循环装置，制冷系数为2.5，制冷量为86400kJ/h，压缩机吸入空气的压力为0.1MPa，温度为-10℃，空气进入膨胀机温度为20℃，试求：

（1）压缩机的功率和出口压力为多少？ （2）制冷剂的质量流量为多少？

（3）循环的净功率是多少？（本题20分）

同济大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题

一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）在每小题列出的四个选项中只有一项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1、 过程是可逆过程。（） A. 可以从终态回复到初态的 B. 没有摩擦的 C. 没有摩擦的准平衡 D. 没有温差的

2、绝对压力p，真空pv，环境压力pa间的关系为（） A. p+pv+pa=0 B. p+pa-pv=0 C. p-pa-pv=0 D. pa-pv-p=0 3、闭口系能量方程为（）

A. Q+ΔU+W=0 B. Q+ΔU-W=0 C. Q-ΔU+W=0 D. Q-ΔU-W=0 4、气体常量Rr（）

A. 与气体种类有关，与状态无关 B. 与状态有关，与气体种类无关 C. 与气体种类和状态均有关 D. 与气体种类和状态均无关

5、理想气体的 是两个相互独立的状态参数。（）

A. 温度与热力学能 B. 温度与焓 C. 温度与熵 D. 热力学能与焓 6、已知一理想气体可逆过程中，wt=w，此过程的特性为（） A. 定压 B. 定温 C. 定体 D. 绝热 7、卡诺循环如图所示，其吸热量Q1=（）

A. RrT1lnC. T1?S34

8、在压力为p时，饱和水的熵为s'；干饱和蒸汽的熵为s''。当湿蒸汽的干度0

p1 p2B. RrT1lnv1 v2D. T1?S21

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（）

A. s''>s>s' B. s>s''>s' C. s>s'>s'' D. s'>s>s''

9、电厂热力设备中， 内的热力过程可视为定温过程。 A. 锅炉 B. 汽轮机 C. 凝汽器 D. 水泵

10、可逆绝热稳定流动过程中，气流焓的变化与压力变化的关系为（） A. dh=-vdp B. dh=vdp C. dh=-pdv D. dh=pdv

11、水蒸汽动力循环的下列设备中，有效能损失最大的设备是（） A. 锅炉 B. 汽轮机 C. 凝汽器 D. 水泵 12、活塞式压气机的余隙容积增大使（） A. wc增大，ηv减小 B. wc不变，ηv减小 C. wc不变，ηv不变 D. wc减小，ηv减小

13、已知燃气轮机理想定压加热循环压气机、出口空气的温度为T1、T2，燃烧室出口燃气温度为T3，则其理想循环热效率为（） A. 1?TT2TT B. 1?1 C. 1?3 D. 1?2 T1T2T2T314、饱和湿空气的相对湿度为（）

A. φ>1 B. Φ=1 C. φ<1 D. 0<φ<1 15、湿空气的焓h为（）

A. 1kg湿空气的焓 B. 1m3湿空气的焓 C. 1kg干空气与1kg水蒸汽焓之和

D. 1kg干空气的焓与1kg干空气中所含水蒸汽的焓之和

二、多项选择题（本大题5小题，每小题2分，共10分）在每小题列出的五个选项中有二至五个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。多选、少选、错选均无分。

16、单位物量的理想气体的热容与 有关。（） A. 温度 B. 压力 C. 气体种类 D. 物量单位 E. 过程性质 17、卡诺循环是 的循环。（） A. 理想化 B. 两个定压、两个绝热过程组成 C. 效率最高 D. 热源和冷源熵变相等 E. 可逆

18、水蒸汽h-s图上的定压线（）

A. 在湿蒸汽区为直线 B. 在过热蒸汽区为直线 C. 在湿蒸汽区为曲线 D. 在过热蒸汽区为曲线 E. 在湿蒸汽区和过热蒸汽区是斜率不同的直线

19、理想气体经绝热节流后，前后稳定截面上的 相等。（） A. 压力 B. 温度 C. 比体积 D. 焓 E. 熵

20、从理论上分析，活塞式压气机压缩空气的过程可以有 过程。（） A. 定压 B. 定体 C. 定温 D. 绝热 E. 多变

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三、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

21、与外界既无能量交换也无物质交换的热力系统为 热力系。 22、热力系的储存能包括 。 23、已知某双原子气体的气体常数Rr=260J/(kg·K)，则其定值定体质量比热容 cv= J/(kg·K)。

24、已知1kg理想气体定压过程初、终态的基本状态参数和其比热容，其热力学能的变化量可求出为Δu= 。

25、定值比热容为cn的多变过程，初温为t1，终温为t2，其熵变量Δs= 。 26、水蒸汽的临界压力为 MPa。

27、流体流经管道某处的流速与 比值称为该处流体的马赫数。 28、汽轮机的排汽压力越低，循环热效率越高，但排汽压力的降低受到了 的限制。

29、压气机增压比较大时，为了减少滞胀容积，提高容积效率，除了尽可能减小余隙容积外，通常还采取 的措施。

30、未饱和湿空气的相对湿度值在 之间。 四、名词解析（本大题共5小题，每小题3分，共15分）

31、控制质量 32、热量的无效能 33、水蒸汽的饱和状态 34、喷管效率 35、湿空气的含湿量

五、简答题（本大题共5小题，每小题5分，共25分）

36、准平衡过程与可逆过程有何共同处？有何区别？有何联系？

37、理想气体状态方程有哪些常见形式？方程中的常数项与物性是否有关？ 38、干饱和蒸汽与湿饱和蒸汽的状态参数各有何特点？

39、何谓气流在喷管中的临界状态？何谓临界压力比？理想气体的临界压力比与哪些因素有关？ 40、何谓汽耗率？何谓热耗率？它们与热效率有什么关系？

六、计算题（本大题共4小题，41-43小题每小题5分，44小题10分，共25分）

41、m=2.26kg理想气体的气体常数Rr=430J/(kg·K)，比热比k=1.35。初温T1=477K，经可逆定体过程后终温T2=591K。求Q、ΔU、W、ΔS。

42、设炉膛中火焰的温度恒为t1=1500℃，汽锅内蒸汽的温度恒为t3=500℃，环境温度为t0=25℃，求火焰每传出1000kJ热量引起的熵产和作功能力损失。

43、空气可逆绝热流过一喷管，入口压力p1=0.7MPa，温度t1=800℃，出口压力p2=0.15MPa，此喷管是什么类型的喷管？入口空气流速忽略不计，比热容和比热比取定值，分别为cp=1.004kJ/(kg·K)，k=1.4，求喷管出口空气的温度、流速、马赫数。

44、一次再热两级（混合加热器）回热的蒸汽动力循环，初压p1=10MPa，初温t1=500℃，终压p2=0.005MPa；再热过程a-b中压力pa=pb=1.5MPa，再热后蒸汽温度tb=500℃；第一级抽汽压力p01=pa=1.5MPa，第二级抽汽压力p02=0.13MPa。已查出新蒸汽焓h1=3374kJ/kg，汽轮机排汽焓h2=2322kJ/kg；

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第一级抽汽焓h01=2872kJ/kg，压力p01下饱和水焓h01'=844.7kJ/kg； 第二级抽汽焓h02=2816kJ/kg，压力p02下饱和水焓h02'=448.9kJ/kg； 再热过程a-b蒸汽的焓ha=h01=2872kJ/kg，hb=3473kJ/kg。

试列出回热加热器的热平衡式，并算出抽汽率ɑ1和ɑ2及循环热效率。

同济大学2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题

一、概念题（每题7分，共70分）

1、简述热力学状态公理。

2、在不可逆绝热的喷管流动中温度和压力的变化，并在T-s图上表示出来。 3、在p-v图表示技术功、膨胀功和流动功的相互关系。 4、简述提高蒸汽动力循环的朗肯循环的热效率的方法。

5、从卡诺循环说明不可能从单一热源吸热使之全部转化为功而不引起其他变化这一热力学公理。 6、对于服从范德瓦尔方程的气体，写出其膨胀功的表达式。 7、对于理想气体而言，为什么绝热节流是零效应？

8、试述蒸汽压缩制冷循环在两相区内采用卡诺制冷循环的实际可能性。 二、计算题（每题16分，共80分）

1、在一个刚性密闭容器内水和蒸汽处于两相状态，试证明：当其处于热力平衡状态时，一定有p1=p2，T1=T2，μ1=μ2。

2、三股热力参数不同地气体流进一绝热容器混合后流出，求混合前后的内能、焓以及熵的变化，并求出口的比热。热力参数分别为：m1(kg/s),c1(m/s),p1(kPa),t1(℃)；m2(kg/s),c2(m/s),p2(kPa),t2(℃)；m3(kg/s),c3(m/s),p3(kPa),t3(℃)；已知出口的流速为c4(m/s)。

3、1kg温度25℃的水开始与大气处于热力平衡状态，用一热泵吸收水的热量使其温度降至5℃，吸收的热量放给大气，问最少要作多大的功，以及释放给大气的热量。

4、一容器内储有压力为8.46bar，温度为15℃的空气，通过一绝热的喷管流向背压为0.9806bar的环境中，喷管的最小截面为20mm，求流过喷管的最大流量计出口流速。

5、热机经1-2-3-4-1完成一热力循环，1-2为定熵压缩过程，2-3为定压吸热过程，3-4为定熵膨胀过程，4-1为定压放热过程，t1=17℃，p2=6.2p1，T3=870K，绝热系数k=1.4，p1=1bar，cp=1.004kJ/(kg·K)。画出循环的p-v图和T-s图，求循环净功W2，求热效率。

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