工程热力学期末试卷
建筑环境与设备工程专业适用
（闭卷，150分钟）
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成绩
一、简答题每小题5分，共40分1什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？
答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。
2温度为500°C的热源向热机工质放出500kJ的热量，设环境温度为30°C，试问这部分热量的火用（yo
g）值（最大可用能）为多少？
答：
Exq

500
1
302731550027315
30395kJ
3两个不同温度（T1T2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T1吸收热量Q1向低温热源T2放出热
量Q2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增
。假设功源
的熵变△SW0S。iso0
证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为
（1分）
SisoST1ST2SRSW
对热机循环子系统：
SR01分
SISO

Q1T1

Q2T2
00
1分
根据卡诺定理及推论：
1分
t
tC
1Q2Q1
1T2T1
则：Siso。01分
4刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T、P、u、s、v）如何变化，并简述为什么。答：u、T不变，P减小，v增大，s增大。
隔板AB自由膨胀
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f5试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计）
答：开口系一般能量方程表达式为
绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件
，则上式可以简化为：
根据质量守恒，有代入能量方程，有
6什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i组元的状态方程。答：在混合气体的温度之下，当i组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为Pi，则该组元的状态方程可写成：PiVmiRiT。
7高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分）
证明：R
T2T1T2

q2w

T2T
，当q2不变，T
时，w、R
。即在同样q2下说明
得到的收益相同，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分）
8一个控制质量由初始状态A分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B，若两过程中热源温度均为
Tr。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出r