5
2．氮气稳定的流过无运动的绝热装置。在进口处流量为1kg/s，状态为p1=6×10Pa,
5
t1=21℃；出口处氮气均分成 两股，状态分别为p2’=1×10Pa, t2’=82℃，
5
p2”=1×10Pa, t2”=－40℃，如图所示。流动过程中工质的动能和位能变化均可忽略不计。试用热力学第一定律和第二定律证明该稳定流动过程能否实现？氮气为理想气体。Cp=1.043kJ/kg.k, R=0.297kJ/kg.k.
P2’,t2’
0.5kg/s P1,t1 1kg/s
P2”,t2”0.5kg/s
5
3.空气经喷管作定熵运动，已知进口截面上空气参数为p1=7×10Pa,t1=947℃，出口
5
处压力p2为5×10Pa。质量流量qm=0.5kg/s,试选择喷管外形，计算出口截面上的流速，及出口截面积。设Cp0=1.004kJ/(kg.k),R=0.287 kJ/(kg.k),k=1.4。Vcr=0.528
T
2
3 4. 压缩制冷设备用氨作为制冷剂,氨在蒸发器中的温度为-15℃,其冷凝温度为+30℃,进入压缩机时为干饱和蒸
汽, 从冷凝器出来进入节流阀时的状态为饱和氨液,要求制冷量为167200kJ/h,试计算单位制冷量q2，单位耗功量wo，循环制冷剂质量流量m，压缩机所需理论总功率Ni , , 循环制冷系数ε。并在lgp—h图上表示出该循环。
已知各点焓值 h1=1660kJ/kg, h2=1885kJ/kg, h3=562kJ/kg。
4 1 S
《工程热力学》 模拟试卷三答案
一、问答题（每题 4分，共40分）
1.Q=ΔH,适用于任何工质；因为从能量方程导出，与工质性质无关。 2. Q??H?1m?c2f?mg?z?Ws， 2 锅炉：则Ws=0,忽略动、位能的变化，Q=ΔH；
汽轮机：忽略动、位能的变化，且近似认为绝热，Ws=-ΔH; 压气机：忽略动、位能的变化，Wc=Q-ΔH。
3． 能。因为不可逆绝热引起熵增，可通过一熵减的放热过程回到原来状态。 4．（1）??u?0,?W?0;
（2）?q?0,w?0,??u?0,但压力上升到40bar,
则?h??u??(p?)??u???p???p
5．闭口系统理想气体等温膨胀，Q=W，热量可全部变为功；应该说，热不能连续不断地变为功而不留下其他任何变化，单热源热机是不可能制造出来的。
6. 随Pb↑，气流速度Cf↓，流量不变；因为Pb↑（仍小于临界压力）则压力差减小
使Cf↓;而流量则由Pcr处确定了最大流量，随后将维持不变。 7. 在压缩比ε及吸热量 q相同的情况下， ?????,p??p， 从图可看到，前者T1最高，T2最低，??最大
题7图 题8图 8. Q1?m(h1?h4)，Q2?m(h2?h3)， 错误！未找到引用源。 ?t?w(h?h)?????12Q1?w(h1?h2)(h4?h3)???忽略泵功：?t?h1?h4Q1h1?h3
，
9. 采用等温压缩最为经济；可采用多级压缩、中间冷却的措施。 10.由图所示露点td点和饱和点s点。
二、计算题（每题15分,共60分）
1.解：由错误！未找到引用源。,选用缩放管；
错误！未找到引用源。
实际速度错误！未找到引用源。,
代入流速公式解得错误！未找到引用源。 ，
错误！未找到引用源。, 错误！未找到引用源。。
2. (1) 可逆等温膨胀终压：错误！未找到引用源。, 错误！未找到引用源。,
气体的熵变，错误！未找到引用源。 环境的熵变， 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 ， 错误！未找到引用源。;
(2)错误！未找到引用源。 , 错误！未找到引用源。 , 错误！未找到引用源。 。 3.解：错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。
=0.0823-0.5353+0.4789=0.029kJ/k > 0,则方案可能；
设极限比率为x，令错误！未找到引用源。 ， 错误！未找到引用源。 ,
解得x=0.3。即极限可将65℃热水的30％变成100℃的高温水。
4. 解：(1)单位工质吸热量q0=h1-h3=1570-450=1120kJ/kg
错误！未找到引用源。，
(2)制冷系数错误！未找到引用源。 , (3)错误！未找到引用源。,
错误！未找到引用源。 (4)如右图所示。
《工程热力学》 模拟试卷四答案
一、问答题（每题 4分，共40分）
1. ∫PdV表示可逆膨胀功W，-∫VdP可逆技术功Wt。若错误！未找到引用源。，则-∫VdP=n∫PdV。
2. 气流速度有变化，将增大，提高初压，相应地提高了其作功能力。 3. 由：错误！未找到引用源。。水蒸气传递过程错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。 加入热量不等于膨胀功，错误！未找到引用源。。 而：定容过程错误！未找到引用源。，则错误！未找到引用源。，加入热量等于热力学能的增量。
4. 2-3过程温度变化，可逆换热需要无穷多热源。
T23-1为等温放热过程，需要一个恒温热源。
错误！未找到引用源。 。 错误！未找到引用源。。
3 错误！未找到引用源。或 错误！未找到引用源。。15. ① 不一定，熵增大也可以是可逆吸热过程。② s 不一定，熵增大也可以是不可逆绝热过程。
6．不一定，t大于相应压力p下的饱和温度ts为过热蒸汽。若P1较低则ts1较低，此时大于ts1的过热蒸汽温度可以小于相应压力P2较高的湿饱和蒸汽温度ts2。 7. 若含湿量d一定，温度越高相对湿度ψ就越小，从h-d图上可以看到。
题7图 题10图 8. 可通过设a→b，计算错误！未找到引用源。，若错误！未找到引用源。，则假设成立，若错误！未找到引用源。，
则应从b→a，因为错误！未找到引用源。是不可能过程，熵增原理也可以说是方向性规律。
9. 不可逆循环，克劳修斯不等式错误！未找到引用源。，所以错误！未找到引用源。，状态参数闭路积分等于零。
10.可降低功耗和排气温度，提高压气机容积效率，1-2,3-4为压气机二级压缩，2-3为中间冷却过程。
二、计算题（每题15分，共60分） 1.解：（1）错误！未找到引用源。
（2）错误！未找到引用源。 （3）错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 （4）错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 （5）错误！未找到引用源。
题1图 题3图
2.解：错误！未找到引用源。，看理想气体错误！未找到引用源。，
错误！未找到引用源。 ， 错误！未找到引用源。， 错误！未找到引用源。， 错误！未找到引用源。，