1、 第 页（共 2 页） 1 青青 岛岛 科科 技技 大大 学学 二二一一六六年年硕硕士研究生士研究生入学考入学考试试试试题题 考试科目：考试科目：工程热力学工程热力学 注意事项：1本试卷共 3 道大题（共计 15 个小题） ，满分 150 分； 2本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划； 3必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。 一一、简答题、简答题（本大题共（本大题共 7 7 小题，每题小题，每题 8 8 分，共分，共 5656 分）分） 1. 写出表压力和真空度的定义式，并画图说明他们与大气压力及绝对压力的关系
2、。 2. 请写出促使理想气体流速改变的几何条件，并据此简要说明超音速气流连续降至亚音速时对扩压管形状的要求。 3. 何为熵增原理？为什么说熵增原理全面透彻地揭示了热过程进行的方向，限度和条件？ 4. 请在 T-s 图中画出水蒸汽的朗肯循环，并绘图说明在相同的初压和背压下，采用何种手段可提高乏汽干度？ 5. 比吉布斯函数的定义为何？对于可逆定温过程，简要分析说明比吉布斯函数的减少量为何？ 6. 活塞式内燃机的混合加热理想循环由哪几个热力过程构成？请在vp图中表示出来。 7. 写出压缩因子的定义，阐明其物理意义。并简要说明在温度、压力相同时，压缩因子大于 1的实际气体与理想气体相比哪个更难压缩？
3、二、分析证明题二、分析证明题（本大题共（本大题共 3 3 小题，共小题，共 2929 分）分） 8. 试证明计算理想气体熵变的两个公式（6 分） ： 9. 单级活塞式压气机分别按以下三种特殊热力过程在给定的初压 p1及终压 p2之间进行压缩： 定温压缩过程； 定熵压缩过程； 界于定温与定熵之间的多变压缩过程。已知三种压缩过程的理论耗功分别为 wc,T、wc,s和 wc,n，请写出三者的表达式，分别以 pv 图中的面积表示出来，并比较三者之间的绝对值大小关系。(10 分) pgpvdTdpdscRTpdvdpccvp 第 页（共 2 页） 2 10. 有一刚性密封容器体积为 V，其中装有状态为
4、p、T0的空气，这时环境大气的状态为 p0、T0。若不计系统的动能与位能，试证明其热力学能为： (13 分) 三、计算题三、计算题（本大题共（本大题共 5 5 小题，共小题，共 6565 分）分） 11. 一个很大的刚性容器放出 2kg 某种理想气体，过程中容器从外部吸热 180kJ。若放出的 2kg气体的动能可以完全转变为功，就可发电 3600J。如果气体排出过程认为是等温过程，气体的平均比焓为 301.7kJ/kg，请计算此容器中原有气体的温度。假设气体的比热力学能 u=cvT，且定容比热 cv=0.72kJ/(kg K) (10 分) 12. 气体在气缸中被压缩，其热力学能和熵的变化分别
5、为 45kJ/kg 和 -0.38 kJ/(kg K)，外界对气体做功 165kJ/kg。过程中气体与环境交换热量，环境温度为 330 K。问该过程能否实现？（10分） 13. 如图所示，气缸内充以空气，空气温度 t1=27，pb=0.1MPa, 活塞及负载重 195kg，气缸壁充分导热，取走 100 kg 负载，待系统完全平衡后，求：1）活塞上升的高度 L；2）气体在过程中所做的功。 （其他条件见图，气体的比热力学能 u=cvT，且 cv=0.72kJ/(kg K)） （15 分） 14. 压力容器内 100 C 时水的体积是蒸汽体积的 1/10，加热使容器内压力达到 2.0MPa。请求此时
6、容器内温度。并确定终态时容器内蒸汽量比初态时增大还是减小？ （初态和终态条件下的饱和水和干饱和蒸汽表节选如下，15 分） P/MPa t/ v/(m3/kg) v/m3/kg) 0.1013 100 0.001044 1.6729 2.0 212.4 0.001177 0.099627 15. 一燃气轮机装置，按等压加热循环工作。压缩机进口参数为 t1=27，p1=0.1MPa，压缩机增压比 =6，燃气轮机进口燃气温度为 t3=800，压缩机绝热效率 Cs=0.88， 燃气轮机相对内效率 T=0.85，请： （1）在 T-s 图上表示出理想循环和实际循环； （2）求该装置的热效率。燃气作为理想气体，Rg=0.287kJ/(kg K)， cp=1.005 kJ/(kg K)。 （15 分）
