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（共 3 页）一、名词解释（每题3分，共30分）1、热力学第一定律 2、可逆过程 3、绝对压力 4、理想气体 5、湿空气的含湿量6、热能动力装置 7、热力系统 8、热力学第二定律 9、绝热节流 10、理想耗汽率二、问答题（每题6分，共54分）（6 分）1、如图所示的循环中，循环 1-2-3-1称为 A 循环，循环 1-2-3-1称为 B 循环，A、B循环的工质均为同种理想气体。试将两循环表示在 T -S 图上，并比较A、B 两循环热效率的高低。（6 分）2、若某种气体的状态方程式为 TRpv g ,先取质量为 1kg 的该种气体分别作两次循环，如图循环 1231 和循环4564 所示。设过程 12 和过程45 中温度T不变，都等于 Ta，过程23 和过程56 中压力不变，过程 31 和过程64 中体积不变。又设状态3 和 6 的温度均等于Tb，试证明两个循环中 1kg气体对外界做的循环净功相同。（6 分）3、试将满足下列要求的过程表示在 PV 和 TS图上（先标出四个基本热力过程）：（1）工质膨胀、吸热且降温；（2）工质压缩、放热且升温；（3）工质压缩、吸热且升温。（6 分）4、为什么以水蒸气为工质的蒸汽动力循环不采用卡诺循环而采用朗肯循环？（6 分）5、为何冬天人在室外呼出的气体是白色雾状？冬季室内有供暖装置时，为什么会感到空气干燥？用火炉取暖时经常在火炉上放一壶水，目的何在？（6 分）6、水蒸气的定压汽化过程在 PV 和 TS 图上所表示的特征，归纳起来称为“一点、两线、三区、五状态”，试分别写出它们各代表什么意义？（6 分）7、试证明卡诺循环的热效率为：12, 1 TTct ，其中 T1为高温热源的温度，T2为低温热源的温度。（6 分）8、孤立系统中进行了（1）可逆过程、（2）不可逆过程，问孤立系统的总能、总熵、总火用各自如何变化？（6 分）9、某种理想气体由同一初态经可逆绝热压缩和不可逆绝热压缩两种过程将气体压缩到相同的终压，试利用热力学第一定律推导并在 TS 图上表示出两过程的技术功。三、计算题（共66分）（6 分）1、某人宣布能够制造出一种热机，它从167的高温热源接受热量，向 7冷源排热，该热机从高温热源吸收1000kJ热量，对外做功 432kJ。请分析此热机循环能否实现？（9 分）2、将一根mm=2kg 的金属棒投入 mw=10kg 的水中，初始时金属棒的温度 Tm=1200K，水的温度 Tw=295K。金属棒的比热容为 Cm=0.42kJ/(kgK)，水的比热容为 Cw=4.187kJ/(kgK)，试求终温Tf和金属棒、水以及它们组成的孤立系统的熵变。假设容器绝热。（12 分）3、设有 1kg的理想气体空气进行如图所示的循环 1-2-3-1。已知 T1=1500K，T2=300K，P2=0.1MPa。其中 1-2为定熵过程；2-3 为定温过程；3-1为定压过程；设空气绝热指数k=1.4；空气气体常数 Rg=287 J/(kgK)，定压比热容Cp=1.005 kJ/(kgK)。求(1)求初态压力P1；(2)在 Ts 图上画出该循环；(3)求循环热效率 t；(4)该循环的 T1较高，T2较低，但热效率不很高，问原因何在？P3 1ds=0dT=0 2V（13 分）4、 燃气经过燃气轮机中的渐缩喷管绝热膨胀，经过喷管的流量m=0.6kg/s。燃气的初参数P1=0.7 MPa，t1=750，喷管出口截面上的背压 Pb=0.5MPa，喷管进口处的流速及喷管中摩擦损失忽略不计。设空气绝热指数 k=1.4，空气气体常数 Rg=287 J/(kgK)，空气定压比热容Cp=1.005 kJ/(kgK)，临界压力比为0.528。求：（1）燃气外射速度和喷管的出口截面积、出口温度及比体积。（2）燃气在渐缩喷管出口的流速是否为音速？为什么？（12 分）5、质量为 3kg 空气从 P1=1MPa、T1=900K 经绝热膨胀到 P2=0.1MPa。设空气绝热指数 k=1.4，空气气体常数 Rg=287 J/(kgK)，定压比热容 CP=1.005 kJ/(kgK)，求：（1）终态参数温度 T2和比体积 v2；（2）过程功和技术功；（3）U 和H。（14 分）6、医用氧气袋中空时呈扁平状态，内部容积为零。接在压力为 14MPa、温度为 17的钢质氧气瓶上充气。充气后氧气袋隆起，体积为 0.008m3，压力为 0.15MPa,由于充气过程很快，氧气袋与大气换热可以忽略不计。同时，因充入氧气袋内气体质量与钢瓶气体质量相比甚少，故认为钢瓶内氧气参数不变，设氧气气体常数 Rg=260 J/(kgK），其热力学能与热力学温度的关系为u=0.657TK kJ/kg，焓与热力学温度的关系为 h=0.917TK kJ/kg ，求充入氧气袋内氧气的质量有多少千克？
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