解：因过程绝热，所以
气轮机需输出功
所以需N2量为
终态（p=0.7MPa）时容器内残余N2量为
所以，原有N2量为 1.2+8Vkg，据
即得
1.38×106Pa×V=(1.2+8V)×297kJ/(kg·K)×294K 解得 V=8×10-3 m3
工程热力学试卷（06）
一 简答题（共5题，每小题6分，共30分）
1). 如图所示的电加热装置，容器中盛有空气，并设有电阻丝，试问取什么为系统，系统与外界交换的是热量；取什么为系统,系统与外界交换的是电功；取什么为系统，系统与外界没有任何能量交换。
2). 试证明理想气体混合气体中第i种组元气体的分压力pi与分容积 Vi之间满足piV=pVi其中p、V为混合气体总压力和总容积。
3). 一个门窗打开的房间，若房内空气温度上升而压力不变，则房内空气的总内能如
何变化（空气比热容按定值计）？
4). 在内燃机混合加热理想循环、定容加热理想循环及定压加热理想循环中，提高压缩比都可使循环热效率提高，试从第二定律分析其原因。
5). 若已知O2的临界参数 (pc,Tc)及状态参数 (p，T)，简述利用通用压缩因子图确定比容的过程。
二 计算题（共70分）
1. 空气压缩机的进气为环境大气，
=21℃，
=0.1MPa，储气筒上压力表读数为
0.8MPa，该压缩机分二级压缩，中间完全冷却，在耗功最小前提下，确定该压缩机第
一级排气压力和第二级进气温度。（10分）
2. 1kg某种理想气体经历可逆多变过程从初态=900℃，=8.5MPa膨胀到终态
=217℃，
=1.27m3
/kg。
(1)求出此过程的多变指数n；
(2)在p-v图和T-s 图上画出该过程,并标明过程功及过程热量可分别用p-v图及T-s图上哪块面积表示？
(3)计算过程的Δs。已知：气体Rg=0.287 kJ/(kg·K),比热可取定值cp=1.005 kJ/(kg·K)。（15分）
3. 有一台空气压缩制冷装置，冷库温度为-10℃,空气冷却器中冷却水的温度为15℃,空气的最高压力0.5MPa,最低压力为0.1MPa.试求循环制冷系数、1kg空气每循环的制冷能力以及消耗的功。（15分）
4. 一个良好隔热的容器，其容积为3m3
，内装有200℃和0.5MPa的过热蒸汽，打开阀门让蒸汽流出，直至容器内压力降到0.1MPa，过程进行足够快，以致容器壁与蒸汽之间没有换热发生。试计算容器内蒸汽终了温度和流出的蒸汽量。（15分）已知：t=200℃，p=0.5MPa时，
s= 7.0603 kJ/(kg·K)；v=424.9×10-3 m3
/kg；p=0.1MPa时，ts=100℃，s'=1.3027 kJ/(kg·K)；s\=7.3608 kJ/(kg·K)；v'=0.0010434 m3
/kg ；v\3
/kg。
5. 有一热机循环，其低温热源温度为27℃，热机从高温热源吸热120,000kJ/h，向低温热源放热66,000kJ/h，(1)求循环热效率和输出功率；(2)若已知热源熵变为ΔS=-123.33kJ/(K·h)，问此循环是否可逆？（15分）
工程热力学试卷（07）
一 下列说法是否正确，为什么？（每题4分，共40分） 1） 工质的绝对压力可表达为表压力和当场大气压之和。 2） 系统的平均吸热温度
，其中
、
分别是工质初温和终温。
3） 经不可逆循环，系统与外界均无法完全恢复原态。 4） 理想气体由初态经不可逆过程后达终态
，若按定值比热，其过程的熵变可按下式计算：
。
5） 在T-s图上，理想气体的定压线比定容线陡。 6） 热力系统绝热过程中系统熵变大于等于零。 7） 理想气体只有取定比热时，才能满足迈耶公式
。
8）实际过程中能量会被浪费而减少，所以要节能。
9） 内燃机理论循环中，压缩比愈大，其理论热效率愈高。 10）余隙容积的存在对压气机生产每kg压缩气体的理论耗功无影响，所以是无害的。
二 计算题（共60分）
1）柴油机定压加热理想循环进气参数为=27℃，=0.09MPa，
， 若循环压缩比=16, 定压预胀比
=1.46, 循环加热量为920kJ/kg。假设工质是空气，
比热容可取定值，cp=1.005 kJ/(kg·K)，Rg=287J/(kg·K)，(1)画出循环的p-v图T-s图；(2)求循环的最高温度和最高压力；(3)计算循环的放热量、循环净功及循环的热效率。（15分）
2）某蒸汽动力装置循环，蒸汽消耗量D=10t/h，
已知汽轮机进口蒸汽状态=16.5MPa，=550℃；出口乏汽的=0.007MPa。不计
水泵耗功， 试求：
（1）画出p-v图和T-s图；（2）汽轮机的理论功率kW；（3）循环热效 。已知 ：
=16.5MPa，=550℃时 =3435kJ/kg、s1=6.460 kJ/(kg·K)；乏汽焓
=2003kJ/kg；
=0.007MPa，时ts=39.0℃、 h'=163.31 kJ/kg 。（15分）
3） 5g空气从=0.2MPa，
=400K 绝热膨胀到
=0.1MPa，
=280K，已知环境
温度
=300K，试求：（1）过程中空气的ΔU和ΔS；（2）过程功W；（3）过程中空
气的熵变和熵流、熵产；（4）过程作功能力损失I。（15分）
4） 空气流经出口截面积为6.45cm2
的收缩喷管，其出口压力为
=101.3kPa，出口截
面上流速达Ma=1，已知空气流滞止温度为527℃，试求：喷管出口截面上的流速及质量流量。假定空气为理想气体，比热容取定值，Rg=287J/(kg·K)， 。（15分）
工程热力学试卷（08）
一 选择题（每题3分，共30分）
1） 容积为1m3
的容器中充满氮气（Rg=0.297 kJ/(kg·K)），其温度为20℃，表压力为1000 mmHg，为确定其质量，下列四种计算中哪个是正确的。 (pb=1 atm)？ (a)
(b)
(c)
(d)
2）设空气的体积成分为21％的氧和79％氮，已知1atm，25℃时氧和氮的摩尔熵分别为Sm,O2=205.17J/(mol·K)，Sm,Ｎ２=191.63J/(mol·K)，为了求1atm，25℃时空气的摩尔熵下列四式中哪一个是正确的？
(a) Sm =ΣSm,i=( Sm,O2+ Sm,Ｎ２)=205.17 J/(mol·K)+191.23 J/(mol·K)=396.80
J/(mol·K)
(b) Sm =ΣxiSi=0.21×205.17 J/(mol·K) +0.79×191.63 J/(mol·K) =194.47 J/(mol·K)
(c)Sm =ΔS混= –Rxilnxi= –8.3145 J/(mol·K)×(0.21×ln0.21+0.79×ln0.79)=4.2732 J/(mol·K)
(d)Sm =ΣxiSi+ΔS混=194.47 J/(mol·K) +4.2732 J/(mol·K) =198.74 J/(mol.K)
3）已知氮气可作为理想气体，压力较高的常温氮气绝热节流后，其温度 (a)升高；(b)降低；(c)不变；(d) (a)，(b)，(c)都有可能
4）活塞式压气机因余隙容积的存在
(a)使压缩每kg气体的理论耗功增大，压气机生产量下降； (b)使压缩每kg气体的理论耗功增大，压气机生产量不变；
(c)使压缩每kg气体的理论耗功不变，实际耗功增大，压气机生产量下降； (d)使压缩每kg气体的理论耗功不变，实际耗功增大，压气机生产量不变
5）绝热过程的状态方程式
=常数(其中
)适用于
(a)理想气体绝热过程；(b)理想气体可逆绝热过程；
(c)理想气体定比热可逆绝热过程；(d)任意气体定比热可逆绝热过程
6）工质绝热节流后，
(a)焓不变，压力下降，温度不变,熵增大；(b)焓不变，压力下降，温度不变,熵不变；
(c)焓不变,压力不变，温度不定，熵增大；(d)焓不变，压力下降，温度不定，熵增大 7) 压力
=1MPa，温度
=473K的空气流可逆绝热流经缩放喷管，已知喷管喉管截
面上温度Tcr=394K，出口截面上温度=245K，则喷管各截面上最大流速
为： (a) ； (b) ；
(c) ；
(d)
8) 缩放喷管进口参数
，
和背压pb(pb 较原来稍为减小，这时： (a) 出口流速 不变，流量 不变； (b) 不变， 减小； (c) 减小，不变； (d) 增大，减小 9) 某绝热蒸汽轮机相对内效率ηT=0.91，蒸汽在该汽轮机内膨胀过程中 (a)熵不变；(b)熵增大；(c)熵减小；(d)熵如何变化不定 10) 理想热泵循环的供暖系数ε' (a)大于等于1；(b)小于等于1；(c)小于1；(d)大于1 二 计算题（共70分） 1. 某锅炉燃煤需要空气折合6600m3 /h（标准状态）,实际送风温度为250℃，表压力1500Pa，当地大气压=101kPa，求鼓风机实际送风量 (m3 /h)。（10分） 2. 已知朗肯循环的蒸汽初压力 =5MPa，初温=450℃，乏汽压力 =0.005MPa。 试求1kg蒸汽(1)在循环中吸热量和放热量；(2)循环加热过程的平均加热温度；(3)循 环净功和循环热效率。（忽略水泵功）（15分） 已知： =5MPa， =450℃； =3312kJ/kg，s1=6.810 kJ/(kg·K)； =0.005MPa， ts=32.9℃；=137.72 kJ/kg，s'=0.4761 k J/(kg·K)； =2560.55 kJ/kg， s\K)；=0.005MPa，s2=6.810 kJ/(kg·K)； =2092 kJ/kg， =0.80 3. 有一台气体发动机，工质从初态，出发按下列过程工作：（1）绝热压缩过程 1-2，压缩比为ε；（2）定容加热过程2-3，压力升高比为λ；（3）绝热膨胀过程3-4，膨胀终了压力 ；（4）定压放热过程4-1，工质回复初态。设气体比热为定值， 绝热指数为κ。 (1)试把该循环表示在p-v图和T-s图上；(2)推导用ε、λ和κ等参数表示的该循环热效率表达式。(15分) 4. 一燃气轮机装置，按等压加热理想循环工作。压缩机进口参数为=27℃，= 0.1MPa，压缩机增压比π=6，燃气轮机进口燃气温度为 =800℃。（1）求该装置的热 效率；（2）指出提高装置热效率的热力学途径。 （燃气Rg=0.287kJ/(kg·K)，比热取定值，cp= 1.005 k J/(kg·K)。）（10分） 5. 某位发明家研制了一种可兼作制冷和热泵用的机器，声称若环境温度 =283K， 压力 pb=0.1013MPa，该装置耗电功率7.5kW，每小时可将100kg0℃的水制成0℃的冰，同时使散热率为5× kJ/h的房间保持恒温t=25℃，请评价其发明的可能性。（设 水0℃时凝固热335kJ/kg。）（20分）