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南京航空航天大学
2016
年硕士研究生招生考试初试试题
（
科目代码
:
科目名称
:
917
工程热力学
(
专业学位
)
A
卷
）
分
满分
:
150
注意
:
①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无
效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！
一、简答题（
60
分）
1.
（
5
分）有人认为一个物体的温度 越高，其含有的热量越高，因此能够对外做出更多的
功。请就此观点进行简要分析。
2.
（
5
分）试判定比体 积、比热力学能、比焓、比熵以及比热这
5
个参数，哪些是状态参
数？
3.
（
5
分）不可逆过程就是指工质不能恢复到初始状态的热力过程。请简要分析该说法是
否正
确。
4.
（
5
分）如 图
1
所示，有任意两个热力过程
a-b
和
a-c
。假设
b
和
c
点处于 同一个绝热等
熵线上，请分析和判定
?
U
ab
和
?
U
ac
的大小关系。
图
1
5.
（
5
分）现有
1kg
的某理想气体，其温度同环境温度相同。有人认 为由于其温度同环境
温度一致，因此该理想气体的热力学能
为零，并无法 对外输出功。请简要分析该观点是
否正确。
6.
（
5
分）气体在喷管内绝热流动， 无论是否可逆，出口速度都可以用
c
f
2
?
2
?
h
0
?
h
2
?
来
计算，这是否意味着可逆过程和不可逆过程所得到的效果是相同的？
请简要分析。假设忽
略进出口势能差。
7.
（
6
分）理想气体流经某绝热节流装置，节流前温度为
< p>300K
，压力为
1
MPa
， 节流后压
力降低为
0.7
MPa
。请分析 节流后该气体的温度是大于、小于还是等于
300
K
。假设忽略进
出口的动能和势能变化。
8.
（
6
分）某绝热储气罐内，存储有温度为
25
< br>℃
的空气。试预估当储气罐内压力处于什么
范围时，打开
放气阀排气，会在阀门附近出现结冰的现象？假设环境压力为
0.1
MPa
，相对
科目代码：
917
科目名称：工程热力学
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专业学位
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湿度不为零。
9.
（
8
分）某可逆正向循环如图
2
所示，过程
1-2
为温度随熵线性变化的过程，过程
2-3
为
等熵过程，过程
3-1
是等温过程。试求该循环的热效率。假设
T
2
=554
K
，
T
1
=277
K
。
图
2
10.
（
10
分）试判断
1
kg
理想气体是否可以实现压力降低、同时温度升高且对外做功的可
逆多变过程？如果可以，
请指出多变指数
n
所处的 范围；
在
T-s
图上表示出该过程并用面积
表示出该过程的焓变。
二、
（
10
分）一定质量的气体，经过一个不可逆过程
A
< p>，从温度为1000
K
的恒温热源吸热
100
kJ
，达到终态后其热力学能增加
30
k J
，然后再通过可逆过程
B
恢复到初始状态。在该可
逆过程中系统继续同
1000
K
的热源发生热量交换。 热力过程
A
和
B
共造成热源的熵增为
0.01
kJ/K
。
请求：
热力过程< /p>
A
和
B
中气体分别同外界交换的功？热力过程
B
中气体同
1000
K
热源之间
的换热量？
三、
（
10
分）一个绝热气瓶中装有温度为
T
A
的氮气，将其放置在一个刚性真空保温箱内。
由于气瓶的漏气，气瓶内氮气的温度变为
T
B
，
保温箱内氮气的温度变为
T
C
。试分析
T
A
、
T
B
和
T
C
中，哪一个最大，哪
一个最小？假设氮气为理想气体。
四、
（
10
分）一台空气压缩机，进口环境气体 温度为
21
℃
，压力为
0.1< /p>
MPa
，储气筒上的压
力表读数为
1.5< /p>
MPa
。假设空气为理想气体，
k
?
1.4,
R
g
?
287
J
?
kg
?
K< /p>
?
。请分析：
1)
采用单级绝热压缩方案时，压缩机出口气体温度；
2)
采用带完全中间冷却，理想的两级绝热压 缩方案（此时耗功最小）时，压缩机出口气体
温度；
3)
相比单级绝热压缩，两级压缩中耗功量减小的百分比。
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