发布时间 : 星期四 文章研究生试题汇编01-06年度更新完毕开始阅读858c1adc524de518964b7d91
5．什么叫物质的临界点？
答：所谓物质的临界点是在此点上饱和液和饱和汽重合，或者其汽化潜热为0。
6．压气机的余隙容积如何定义？
答：活塞式压气机的活塞到达上止点时的气缸容积。
2003年度：
1．工质在压力p1下被吸入气缸，可逆压缩至p2（p1 答：图中面积12561为膨胀功数量，面积12341为技术功数量。 技术功等于膨胀功减面积减去面积17561加上面积23472，或： wt?w?p1v1?p2v2 2．已知某理想气体的比热容为定值，当其由初态（p1，T1）经历任一过程而达到终态（p2，T2），试证明任何过程总是满足关系T2?T1e(s2?s1)/cv(v1/v2)(k?1) 答：理想气体熵计算式可以写为?s?cVlnT2v?Rgln2，它是状态参数，对任何理想气体过程均T1v1适用，故变形后为?s?ln(T2cVvRTvR)?ln(2)g?ln[(2)cV?(2)g] T1v1T1v1[(T2cVv2Rg)?()]?es2?s1 Rg/cV?k?1 T1v1(s2?s1)/cv所以 T2?T1e(v1/v2)(k?1) 3．将空气简单地处理成由容积百分比为21%的氧气和79%的氮气所组成的混合气体，试求出此组合下空气的cp、cV及R值。（假定氧气和氮气的比热容为常数，且氧气的定容比热容为0.657 kJ/(kg·K)、氮气的定容比热容为0.741 kJ/(kg·K)。） 答：摩尔分数等于容积分数 所以1 kmol空气质量即为折算摩尔质量 ?22.1?228.8 k4g/km o Meq?0.21?32?0.79?28?6.72 l Rg?8314/28.84?288.3 J/(kg?K) 质量分数 xO2?6.72/28.84?0.223 xN2?1?0.223?0.777 cV?0.223?0.657?0.777?0.742?0.723 kJ/(kg?K) 13 4．定容加热理想循环的热效率为?v?1?1?k?1，试将该循环在T—s、p—v图上画出并分析ε的 提高，效率随之增加的原因；其次说明提高ε值受到哪些因素的制约？ 答：图 提高压缩比，可以使加热平均温度提高，所以在图上可以看出热效率提高。但提高压缩比会受到燃料自燃的制约，所以当压缩燃料与空气混合物时压缩比不能太高。如果燃料在压缩过程结束后送入气缸则不受此限制。 5．若有1 kmol一氧化碳和0.5 kmol氧气发生完全燃烧。试分析其定压热效应和定容热效应何者大？为什么？ 答：反应物数量大于生成物，所以定容热效应比定压热效应大。 6．湿空气的相对湿度、含湿量是如何定义的？请导出含湿量的计算公式。 答：相对湿度定义：??pv/pv,t,s水蒸气分压力/湿空气在给定温度下饱和水蒸气的压力 含湿量定义：每kg干空气中水蒸气质量 按照理想气体状态方程：ma?paVpV mv?v Rg,aTRg,vT含湿量：d?mvRg,apvpvpv287?????0.622 kg/kg(Air) maRg,vpa461.5p?pvp?pv7．与理想气体方程pv?RT相对照，范德瓦尔方程(p?表什么意义？ 答： aa中，和b的引入各代)(v?b)?RT22vva代表分子之间的相互作用力，b代表分子体积占据了一部分空间。 2v???v??)pdp。8．若焓用T,p两个参数作为独立变量表达，试导出焓的微分方程为dh?cpdT??v?T( ?T?答：将第二熵方程 ds?cpTdT?(?v)pdp代入到能量守恒方程 dh?Tds?vdp中后 ?T dh?TcpTdT?T(?v?v??)pdp?vdp?cpdT??v?T()p?dp ?T?T??2004年度： 1．当湿空气的压力为p，其中水蒸气的分压力为pv，试写出含湿量与湿空气焓的计算式。（干空气的气体常数为0.2871kJ/(kg.K),定压比热容为1.004kJ/(kg.K)；水蒸气的气体常数为0.4615kJ/(kg.K)，0℃时饱和水蒸气焓为2501kJ/(kg.K)，水蒸气的定压比热容可近似取为1.86kJ/(kg.K)。） 14 答：含湿量：d?mvRg,apv287.1pvpv?????0.622 kg/kg(Air) maRg,vpa461.5p?pvp?pv h?1.004t?d(2501?1.86t) kJ/kg(A ir2. 卡诺循环由哪几个过程组成？试将此循环在T-s图上绘出并说明由高温热源所吸取的能量Q1中的 火用为多少？火无 为多少？（环境温度为T0） 答：两个可逆等温过程和两个等熵过程组成。 图： EQ?Q1(1?T0T) An,Q?Q10 T1T13. 什么是化学反应的热效应？若反应物和生成物均为理想气体，那么定 压热效应和定容热效应之间有什么关系？ 答：若化学反应在定温定压或定温定容条件下进行，且过程中没有对外输出功，这时反应系统与外界交换的热量叫热效应。 Qp?HP?HR?(U?pV)P?(U?pV)R?UP?UR?(nP?nR)RT QV?UP?UR 可见：QP?QV?(nP?nR)RT 4．某气体经历一绝热节流过程，试列出该过程的能量方程并说明在什么条件下节流后气体温度会随 )pdp?0） 压力的下降而下降？（已经焓的微分方程为dh?cpdT??v?T(?T?)p?dp?0 答：由能量方程绝热节流过程焓不变， dh?cpdT??v?T(?T???v?????v???v????v?T()p??T?T???v?)h?? 所以：( 节流过程中压力下降?p?0，因此如果?T()p?v?大于0?pcp??T?温度下降，小于0，温度升高。 5．一刚性绝热容器内盛有高压空气，若打开阀门向外放气，试导出放气过程中容器内气体参数的变化规律。（空气可视为理想气体） 答：能量守恒：dU?hdmout?0 质量守恒：dm??dmout 状态方程：pV?mRgT→ dmdpdT?? mpT15 所以：mcVdT?cVTdm?cpTdm?0 →(k?1)dpdT ?kpT得到：T?T1( p(k?1)/k 这是一个等熵过程。 )p1dT?p?()vdv，试导出以为（T，v）为变量的热力学能微分方程。 T?TdT?p?p答：热力学能 du?Tds?pdv?T[cV?()vdv?pdv?cVdT?[()v?p]dv T?T?T6．若已知ds?cV 7．一刚性绝热容积被分成大小相同的两部分。分别盛有A气体和B气体。他们初始的压力相同，温度相同。现让气体A和B混合，试求混合后热力学能及熵的变化量。 答：由能量守恒 热力学能不变，所以温度也不变。 ?SA?mA(cVlnVT2v?Rgln2)A?0?mARg,AlnA,2?mARg,Aln2 T1v1VA,1VT2v?Rgln2)B?0?mBRg,BlnB,2?mBRg,Bln2 T1v1VB,1?SB?mB(cVln?S?(mARg,A?mBRg,B)ln2 8．某理想气体经历可逆循环1-2-3-1和4-5-6-4，设过程1-2和过程4-5为等温过程，且T1=T2=T4=T5，T3=T6；过程2-3和过程5-6为等压过程，过程3-1和过程6-4为等容过程。那么，这两个循环的功是否相等？ 答：绘出温熵图，容易看出，循环功是相等的。 而且热效率也相同。 9．理想气体的初态为1，试在T—s图上绘出其定压过程和定容过程线。 答：图见右。(?TT?TT)p?)v? (，cV?cp在相同温度下定容线陡 ?scp?scV 10．试在p—v图和T—s图上绘出理想混合加热循环图并说明压缩比、定容升压比及定压预胀比的定义。 答：图见右 压缩比：v1/v2 定容升压比：p3/p2 16