研究生物理化学试题精选50道

（7） 理想气体在多变过程中放热且温度升高，多变指数n为： （A）0K (D) n>? (8) 气体在渐缩喷管中按等熵流动，背压pb

音速a2之间有：

(A) c2>a2 (B) c2=a2 (C) c2

（9） 相对湿度?<1的湿空气，按定相对湿度过程吸热，湿空气的总压力p保持不

变时，其含湿量d变化为：

(A) d2>d1 (B) d2d1或d2

23． 一绝热活塞气缸装置，用一个绝热阀门与稳定流动的恒压6bar，恒温100℃的空气管道相接，开始气缸的容积为0.01m，缸内空气温度为40℃，压力为1bar，并与大气的压力

po=1bar相等，然后打开绝热阀门向气缸充气，如果缸内压力保持不变，问当气缸容积达到

30.02m时的平衡温度为多少？又有多少空气通过阀门流入了气缸？（空气视为理想气体，

cp=1.01kJ/kg·K）

3 （1998，中国科学技术大学，15分）

24．一装有阀门的刚性容器内盛有某理想气体，其压力p1（稍高于大气压力po），温度等于大气温度To，然后打开阀门绝热放气，当容器内气体压力降至大气压力po时，关上阀门，经一段时间后，容器内气体与大气恢复到热平衡，此时气体压力为p2，如测得po，p1，p2等参数，如何确定此理想气体的比热比K？写出每一个热力过程计算步骤，得出K的结果表达式。

（1998，中国科学技术大学，15分）

25． 有限质量三个材质完全相同的物体，它们的比热容为常数，它们的温度分别为300K，300K，100K如无外来的功和热，试由你在三个物体之间组成热机和制冷机运行。试问：直到热机停止运行时，其中一个物体所能达到的最高温度是多少？并画出热机和制冷机运行方向图。 （1998，中国科学技术大学，15分） 26． 设热源温度TH=1300K，冷源温度等于环境温度To=288K，热机的工质吸热平均温度

为T1=600K，放热平均温度T2=300K。已知热机的热效率?t是以工质吸放热的平均温度作为卡诺循环效率?c的80%，若热机从热源吸热100kJ 求：

（1） 吸放热量的可用能； （2） 实际热机所做出的功；

（3） 热机和热源、冷源整个装置的熵的变化量； （4） 整个装置的做功能力损失。

（1999，中国科学技术大学，15分）

27． 自蒸汽总管的湿饱和蒸汽取样，流入分离—节流量热计，以确定其干度。已知总管中湿蒸汽的绝对压力p1=5bar，节流后蒸汽的压力和温度为1bar，120℃，经分离器分离出大

?=0.5kg/h，部分液相水，测得分离出水的质量流率为m水冷凝器将水蒸汽全部冷凝为饱和水，

?=9kg/h，假设忽略不计分离器进出口压降，不计节流前流动能差，收集到水的质量流率为m4分离和节流是绝热的。试求：

（1） 将过程1234画在水蒸汽的图上

（2） 试确定蒸汽总管中湿蒸汽的干度 附：p(bar) ts(℃) h? h?? v? v?? 1 99.63 417.51 2675.4 0.0010434 1.694 5 151.84 640.12 2747.5 0.0010928 0.3747 过热水蒸汽的物理性质：

p=1bar,t=120℃时v=1.793m/kg; s=7.4670kJ/kg·K; h=2716.5kJ/kg

3 （1996，上海交大，15分）

28．个人命题

下图为风冷热泵机组空气侧换热器结霜与空气温湿度的关系图（阴影部分为必然结霜区）。可以看出随温度升高，可能结霜的相对湿度降低，请解释这是为什么？ 29．个人命题

空气源热泵机组制热工况运行时较制冷工况运行时制冷剂流量是大还是小？为什么？

30． 一活塞-气缸装置，中间有一完全透热的刚性隔板将它分为A、B两腔，隔板静止不动，气缸壁和上下两活塞面都是绝热的，A腔中有1kg初温为25℃，初压为1bar的空气；B腔中充有2kg空气，其初始温度也为25℃初压为2bar。现缓缓压缩B腔中空气，使A腔中的空气向大气做等压膨胀。试求：B腔中气体被压缩时的过程方程式及该多变过程的指数n（设空气的比热容为定值，比热比k=1.4）

（2000，同济，15分）

28. 概念题

（1） 试述准静态过程与可逆过程的区别。对简单的可压缩系统，容积功?w=pdv的

使用范围是什么？

（2） 20℃的空气通过膨胀能够达到的最大温度是多少？

（3） 试证明工作于温度为TH和TL两个热源之间的一切不可逆的制冷机，其制冷系数?必定小于工作于两个相同热源之间的可逆制冷机的制冷系数。

（4） 气缸内储有完全不可压缩的流体，气缸的一端被封，另一端是活塞。气缸是静

止的且与外界无热交换。问： 1. 活塞能否对流体作功？ 2. 流体的压力会改变吗？

3. 若用某种方法把流体的压力从1bar提高到20bar流体的内能是否变化？焓是否

变化？

（5） 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？ （6） 当内燃机循环最高压力和最高温度为限定条件时试用T-S图比较定容；定压；

混合加热循环的压缩比；加热量及热效率。

（7） 为什么有温差的不可逆传热，其最后效果可归结为机械能的损失？ （8） 多级压缩的中间冷却器有什么作用？为什么采用多级压缩中间冷却？ （2000，同济，每题5分）

29. 某活塞式压缩机，每分钟由大气吸入0.3m的空气，经定熵压缩后充入容积为5m的储气罐中。已知大气压力pb=1bar，大气温度tb=15℃；充气前储气罐压力表读数为

p1g=0.8bar，温度为20℃；充入后储气罐压力表读数为p2g=6bar，温度为60℃，试求：

33（1） 充入储气罐的空气质量和充气所花的时间。

（2） 在充气过程中储气罐中的气体与大气之间有无热交换？若有热交换，是吸热还

是散热？为什么？

（1995，北航，10分）

30. 1kg理想气体进行可逆循环1-2-3-1（如图所示），其中1-2是多变指数为n的过程，并知T1=300K，T2=600K。试求：

（1） 在p-v图及T-S图上定性的画出此循环；

（2） 指出过程1-2、2-3和3-1中热量q、功量w、内能变化?u和熵变?s的正负号； （3） 计算该循环的热效率。

（1995，北航，15分）

31. 湿空气中水蒸气的状态分别为图示中1、2、3（同在一条等压线上）所示。

（1） 在T-S图上表示该三点；

（2） 比较三个点所表示的状态下湿空气的下列各参数的大小（pb恒定） (a) 含湿量 (b) 相对湿度 (c) 焓

（1992，上海交大，5分）

32. 1kg空气经历可逆过程a-b-c，其中a-b为多变指数n=0的多变过程，b-c为n=K的过程（K：绝热指数）。已知Tb?600K，Ta?Tc?300K，若比热为定值，求过程a-b-c的热力学平均温度Tm.

（1992，上海交大，5分）

33. 两卡诺机A和B串联工作，A机在627℃下获得热量并对温度为T的热源放热，B机从T温度热源吸取A机释放的热量后向27℃的冷源放热。求在热机输出功和效率相等两种工况下的热源的温度数值。

（1999，同济，15分）

34. 设一储气筒内储有空气，如压力p=0.6MPa，温度t=30℃，经渐缩喷管流向压力为0.1MPa的空气间。如果喷管出口截面积为0.785cm，求气流在喷管出口处各个状态参数、流速和流量。

（1997，同济，15分）

35. 空气筒经历下列过程： (a) 由多变过程将体积V1压缩到V1/6；(b) 在V1/6下冷却到t1；(c)在t1下膨胀到V1.求此循环中的总功和(a)过程中的作功之比，并将过程在p-v，T-S图上表示出来。

（1997，同济，15分）

36. 若用电加热器在15分钟内将1000㎏温度为17℃，压力为0.1MPa的水加热变为0.1MPa，干度为0.95的湿绝热蒸汽。若液态水的比热近似取为cp=4.187kJ/kg·K，大气环境温度为

To=294K试求：

2（1） 该加热器的功率p(kw)； （2） 水蒸汽所获得的可用能(Qa)； （3） 加热过程引起的作功能力损失(I?)； 已

知

：

p=0.1MPa

时

ts?99.63℃;h??417.51kJ/kg;

3K;v?=0.0010434m/kg;v??=1.6946h??=2675.7kJ/kg;s??1.3027kJ/kg?K;s??=7.3608kJ/kg·

m/kg

3

37. 判断下列各题是否正确，说明为什么。

（1） 凡湿空气相对湿度越高其含湿量?也越大；