工程热力学试卷与答案样本

一、是非判断：是在()内画“+”号，非在()内画“一

”号，每题1分，共10分

1、热力系是指所有参加热力过程物体群OO

2、绝热闭口系焙增就是孤立系爆增()。

3、状态方程是描述状态参数之间关系方程()o

4、平衡状态是指在没有外界作用条件下，热力系宏观性质不

随时间变化状态()o

5、通用气体常数对实际气体和抱负气体都是一种不变常数

()O

6、工质通过不可逆过程端变必然等于经历可逆过程婚变

()O

7、抱负气体热力学能、焙和端都仅仅是温度单值函数()o

8、抱负气体绝热节流后温度不变()o

9、在＜1)=1时，干球温度t湿球温度风和露点温度td不相等

()O

10、任何动力循环，循环净功w°总等于循环净热量q。，即总

WWo=qo()o

二、选取填空：每题1分，共10分

1、绝热系与外界没有()互换。

A、热量B、物质C、功

2、在所列压力中哪个不是状态参数()o

A、绝对压力B、分压力C、表压力

3、功损来自于()o

A、不等温传热B、物质互换C、运动摩擦

4、不可逆损失来源于()o

A、运动摩擦B、不等温传热C、任何耗散效应

5、干度x取值可以是()。

。1G20

A、x=1B、X>1C^X<1

6、渐缩喷管出口气体流速是()o

A、M<1B、M>1C、

7、不可逆循环端产必然是()o

A、等于零B、不不大于零C、不大于零

8、卡诺热机效率比实际热机效率()o

A、小B、两者相等C、大

9、制冷系数£可以是()o

A、不不大于1B、等于1C、不大

于1

10、供热系数C可以是Oo

A、不不大于1B、等于1C、不大

于1

三、指出下列各对概念之间重要区别每题2分，共10分

1、抱负气体与实际气体

2、定容比热与容积比热

3、可逆过程与不可逆过程

4、焙流与端产

5、饱和湿蒸气与饱和湿空气

四、某容器被一刚性壁提成两某些，在容器不同部位安装有

压力表，如下图所示。压力表B上读数为75kPa,压力表C上读数

为O.llMPa。如果大气压力为97kPa,试拟定压力表A上读数及容

器两某些内空气绝对压力。（10分）

五、某热机在每个循环中从T.-600K高温热源吸取Qi=419kJ

热量和可逆地向T2=300K低温热源假设分别排出（l）Q2=209.5kJ；

（2）Q2=314.25kJ；（3）QZ=104.75kJ热量,请用两种办法计算证

明，在这三种状况中，哪个是不可逆、哪个是可逆和哪个是不也

许？并对不可逆循环计算出其不可逆损失，大气环境温度T°=300K

（20分）

六、温度为300K天然气（甲烷）绝热节流后压力由4MPa降

为2MPa,试求⑴节流导致天然气比端增长AS；（2）节流导致天

然气焙产Sg；（3）如果天然气由上述参数通过膨胀透平进行可逆绝

热膨胀，压力也降为2MPa,那么每kg天然气将能作出多少功？（4）

将节流过程和可逆绝热膨胀过程分别画在T-S图和P-V图上。天

然气（甲烷）视为定比热抱负气体，K0=L3,&=518.3J/

（kg•K）（10分）

七、如图所示，一次抽汽回热循环，蒸汽初压力日=5,初

温匕=«»七，抽汽压力皿用，与=1«*玲，并已知各点值如下：

用=3G57K//2,%=1917GW/加

%=D0D1（K»n"切

〃=如/相，锅炉总加热量4=2旧'I办W试求：⑴锅炉内水

质量流量；（2）两台水泵总耗功率；（3）汽轮机作功率；（4）冷凝器

放热；（5）循环热效率。（25分）

八、蒸汽动力循环中，蒸汽轮机排气压力6与否越低越好？减

少用有哪些限制？（5分

秋季学期工程热力学答案（A卷）

1.(1)；2.(+)；3.(—)；4.(+)；5.

(一)；6.(+)；7.(一)；8.(+)；

9.(一)；10.(+)o

1.A；2.B、C；3.C；4.A、B、C；5.A^C；6.A、C；

7.B；8.A、B、C；9.A>B、C；10.A。

1.可逆过程沿原路反向进行使系统恢复到原状态之后，给系

统和外界均没有留下任何影响；不可逆过程沿原路反向进行使系

统恢复到原状态之后将给外界留下某种不可消除影响。

2.两者差别在体积和作用力上，抱负气体分子自身无体积，

分子间无作用力，而实际气体恰恰相反。

3.两者计量基本单位相似，容积比热是以单位体积（容积

m3）来计算；而定容比热是以单位质量（kg）来计算，并且比容是

不变。

4.两者差别在于起因不同。端流来自热力系与外界间互相作

用（热量互换、质量互换）引起端变化量；端产来自热力系内部

不可逆因素（内摩擦、内热流等）所导致熠产生量。

5.两者差别有二，其一，湿蒸气是一种化学成分山0构成，

而饱和湿空气是空气和水蒸气各种化学成分构成；其二，饱和湿

蒸气是饱和液体（水）和干饱和蒸汽混合物，其中水和蒸汽都是

饱和；饱和湿空气虽是干空气和水蒸气混合物，其中水蒸气是饱

和，但空气远未达到饱和。

四、

解：Pi=PcPb=0.UMPa0.097MPa=0.207MPa

,

•.•PI=PBP2..P2=P「PB=0.207-0.075=0.132MPa

•.•P2=PAPb.\PA=P2-Pb=0.132-0.097=0.035MPa

五、

1.采用孤立系统增增原理证明

⑴

：+些

a+0=±?=0

或驾600300

,可逆

屈$4191314少

=03492fcJ/^>0

4笃600300

,不可逆

⑶

0।0⑷9J0475

(ASJM<0

4笃600300

,不也许

(4)

Z=7i(AS)j(=300x03492=\MJ6kJ

2.采用卡诺定理证明

i殳=l_"Q5

&MO

(1)

布=1-0=1-^^=05=%

Q419

可逆

(2)

%=1-^=1-^^=1-0175=025<7.

a419”

,不可逆

(3)

■=1-0=1=1-025=0.75>%

ft419*

,不也许

(4)L=1M-7(MJ

3.采用克劳修斯积分计算证明

(1)

0+盘=堡+军=0

4号600300

,可逆

(2)

0+9=空+巫一s/£<0

4笃600300

，不可逆

(3)

0+g=空+坐^>0

印“600300

,不也许

(4)Z=lM.76fc7

六、

(1)甲烷视为定比热抱负气体，绝热节流过程温度不变，因而

其比燃增长为

=-5183xln-=03593”/(也

4

⑵As=£『+%•一力=°二

se=&s=035935也.冷

TP

⑷图

七、

解：先求出抽气量a

4点焰值：

%+V(与-7»)=191.76+0.0010103x(025xlO*-10xl05)xl(T^=19226*//艇

由回热器能量方程

Q-a)S百一%)=afhn-%,

，可得

(1)锅炉内水质流量

包=%+%.(怎一%)=64035+0.0010925x(6xl06-O-SxlO^xlO^=64636*7/kg

也r■居制ftX767X105

々-4―3657_64636

(2)水泵耗功

%=qM~段)=Q-aM.(4-%)=a-0.165)x91J>x(l<)2J26-191.76)=38364y

/=q.也-%)=919x(64636-64035)=55232iJF

=38J26+55232=590.68UT

Pf=上+

(3)汽轮机功率

=(4_%1)+Q—QX%I-与)=(3657-2906)+Q-0.165)x(2906-2270=1277.1V/kg

私=0.=91sxi2771=1.174X105UK

(4)冷凝器放热量

a=%他%)=Q—咖■电居)=0-0.165)x912)x(2276-191J2Q=12595xlO5**

(5)循环热效率

…狞寨寨=42.4%

八、蒸汽动力循环中蒸汽轮机排气压力P2并不是越低越好。

从汽轮机自身膨胀作功这个局部来看，在初态不变前提下，P2越

低，蒸汽在汽轮机中膨胀做功越多，固然有利。但是从装置全局

分析，并非P2越低越好。由于，P2I,必然规定凝汽器真空度

3—凝汽器换热面积3一冷却水量t,一冷却管径t,一冷

却水泵耗功t=〉导致制导致本、初投资和运营费用增长。综合考

虑这些因素，P2I未必带来整体装置经济性t,这是一种经济性限

制。尚有蒸汽轮机排汽为饱和湿蒸气，排汽压力P2I,取决于排

气温度t2l,这个t2总要比冷却水温高，才干有效冷却放热，而冷

却水温度只能维持在0-35℃,必要在零度以上。综合这些因素之

后，排汽温度t2大概为30℃左右。因此P2大概为0.05MPa左右，

这是P2（传热学限制。尚有个限制就是如果P2太低了，则会导致

y21,导致汽轮机低压缸末级蒸汽湿度过大，不利于汽机安全运

营。

一、单选题（40分，每题2分）

1.比热是过程量，定压比热Bo

A.表达比体积一定期比内能随温度变化率B.是温度与

压力状态函数

C.与系统质量成正比D.

也是过程量

2.对闭口系任意微元过程，若系统端变等于零，则—C

A.该过程可逆B.该过程不可逆C.无法鉴

定过程可逆与否D.必为吸热过程

3.概括性卡诺循环热机效率可以表达为A°

A.Q\B.%C.心D.

7

(下标“1”表达高温，“2”表达低温，“net”表达循环)

4.抱负气体多变过程比热为」—。

ppn-k

cn=-n—cn=n—cn=-------cv-

A.vB.0c.«-lpD.

n-k

7Cy

5.在压缩比相似、吸热量相似时，定容加热循环(Otto).

定压加热循环(Diesel)和混合加热循环效率(/、得、如)大小

依次为B。

A.仆>n,m>n,vB.〉%>乐C.

n,P>>n,mD.V">%>mm

6.对于闭口系绝热过程，错误表述是Do

A.爆变等于嫡产B.过程功大小等于内能差C.炳变

必不不大于零D.必为等端过程

7.准平衡过程是指B过程。

A.弛豫时间很长B.不平衡势差无限小C.温

差无限小D.压差无限小

8.抱负气体比内能和比烙C

A.是温度与压力函

数B,是压力函数

C.在初终态压力不同，温度相似时变化值相似D.在初

终态压力相似,温度不相似时变化值相似

9.

8q=dupdv

3q=dupdv

合用于c。

A.定压过程B.准平衡过程C.无耗散准平衡

过程D.抱负气体任意过程

10.湿空气逮。

A.可当作纯物质来解

决B.中干空气与水蒸汽均

可视为抱负气体

C.中干空气与水蒸汽状态由分体积定律拟定D.中干空

气必要视为混合物

11.在抱负气体压容图上，等一线C。

A.斜率为"/B.比等温线平缓C.比等温线

P_

陡D.斜率为。

12.闭系经历一不可逆循环，作循环功5KJ,则Do

A.焙变不大于零B.循环热不大于

5KJC.婚变不不大于零D.循环热等于5KJ

13.空气平均分子量为28.97,定压比热c『1004J/(kg.K),

其定容比热为AJ/(kg.K)o

A.717B.0.717C.1006D.

14.、热量烬(EX.Q)AO

A.是过程量B.是状态

量C.恒为正D.恒为负

15.相似初终态参数条件下，不可逆过程

A.婚变一定不不大于可逆过程燃

变B.焰差一定等于可逆过程焙差

C.焙变一定不大于可逆过程蜡变D.焙差一定不大于可逆

过程焰差

16.1kg抱负气体在一容器内作绝热自由膨胀，体积扩大了两

倍，熠差为A。

A,R朋2B.c,与g+32。

cy£n^-Rg

17.湿空气相对湿度

(P

（p

=100%时，表白空气中Bo

A.只有水蒸气B.水蒸气处

在饱和状态

C.水蒸气绝对含量很高D.干空气处在饱和状态

18.湿空气状态可以由_工拟定。

A.3个强度参数B.总压与干球温度C.总

压与相对湿度D.比焰和湿球温度

19.摄氏温标B。

A.是经验温标B.是由热力学温标

导出温标

C.有两个基准点D.在水冰点与沸点无量测误差

20.与抱负气体比较，实际气体最大两个特点是j—o

A.分子占有体积和分子间有作用

力B.分子占有体积和压缩因子等1

C.压缩因子等于1和分子间有作用力D.以上选取都不对

二、作图题（10分，每题5分）

1.定性地画出具备回热燃气轮机装置示意图。并在一s图上

定性地画出各个不同热力过程，并阐明这些过程各在哪个部件内

完毕，其特点是什么？

2.在T-s图上表达每公斤抱负气体由状态1等端可逆膨胀到

状态2时膨胀功大小。并阐明为什么。

阴影面积

三、简述题（20分，每题10分）

1.简述热量定义。在热力系统中有绝热闭口系定义，在开

口系统中，由于有流体进出，就不也许有绝热开口系，该说法对

否？分析之。

答：热量是过程量，是体系与体系之间或体系与环境之间通

过温差传递无序能量。开口系也可以是绝热，由于流体进出带进

和带出是流体焰与动势能。

2.在循环最高温度与最低温度一定条件下，阐明Brayton

循环（布雷顿定压加热循环）循环功和增压比之间关系，热效率

和增压比之间关系，并给出最佳热效率和极限热效率定义。

答：Brayton循环热效率仅随增压比升高而升高，当增温比一

定期增压比存在一最大值，此时热效率称为极限热效率。当增压

比从最小（等于1）变到最大时，循环功并非单调增，而是在增压

比最小与最大值间存在一最佳增压比，此时循环功最大。最佳增

压比相应热效率称最佳热效率。

四、计算题（30分，每题15分）

1.欲设计一热机，使之能从973K高温热源吸热kJ,并向温度为

303K冷源放热800kJ。（1）此循环能否实现？（2）若把此热机

当制冷机用，从冷源吸热800kJ,能否向热源放热kJ?若使之从

冷源吸热800kJ,至少消耗多少功，并向热源放热多少？。

解：

（1）可实现

（2）

不可行

（3）可逆循环耗功至少

2=-2568.98V

2.某燃气轮机装置循环为Brayton循环，即定压加热循环。

燃烧室出口温度为t3=800℃,压气机进口为环境大气压口=

0.IMPa,环境温度弧=20℃,压气机出口压力p2=0.8MPa。循环功

率为800KW,取空气Cp=1004J/（kg•K）,k=1.4,试求空气最小

质量流量。

解:

工程热力学I（A卷）

（闭卷，150分钟）

班级姓名学号成绩

一、简答题（每小题5分，共40分）

1.什么是热力过程？可逆过程重要特性是什么？

答：热力系统从一种平衡态到另一种平衡态，称为热力过

程。可逆过程重要特性是驱动过程进行势差无限小，即准静过

程，且无耗散。

2.温度为500°C热源向热机工质放出500kJ热量，设环境

温度为30°C,试问这某些热量火用（yong）值（最大可用能）为

多少？

答：

_,30273.15、

Ex,q=50°X（1500273.15）=

E

x,q

=500x（

1-

500273.H

30273.15

）=

303.95kJ

型J°3.两个不同温度（TI,T2）恒温热源间工作可逆热机，

从高温热源「吸取热量孰向低温热源丁2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孤立系统熠增。

假设功源端变△Sw=0。

证明：四个子系统构成孤立系统爆增为

（1分）

二°对热机循环子系统：1分

1分

依照卡诺定理及推论：

1分

&兀=°则：。1分

I隔板

A

自由膨胀

4.刚性绝热容器中间用隔板分为两某些，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。

5.试由开口系能量方程普通表达式出发，证明绝热节流过程

中，节流先后工质焰值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过

程，宏观动能和重力位能变化可忽视不计）

答：开口系普通能量方程表达式为

绝热节流过程是稳态稳流过程，因而有如下简化条件

dE/dr=0厂0=0；,=0；

则上式可以简化为：

依照质量守恒，有

代入能量方程，有耳=尼

6.什么是抱负混合气体中某组元分压力？试按分压力给出第

i组元状态方程。

答：在混合气体温度之下，当i组元单独占有整个混合气体

容积（中容积）时对容器壁面所形成压力，称为该组元分压力；

若表为P,则该组元状态方程可写成：PiV=mRTo

7.高、低温热源温差愈大，卡诺制冷机制冷系数与否就愈

大，愈有利？试证明你结论。

答：否，温差愈大，卡诺制冷机制冷系数愈小，耗功越大。

（2分）

证明：

72%72

?R=7\7^~w=AT

8

R

7

1

2

7

2

H

q

2

A7

T

2

，当

q?

q

2

不变，

AT

AT

r

T

时，

wT

W'f

、

£R1

£

R

O即在同样

Q2

q

2

下（阐明得到收益相似），温差愈大,需耗费更多外界有用功

量，制冷系数下降。（3分）

8.一种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

o试证明系统在可逆过程中吸取热量多，对外做出膨胀功也

大。

答：经历可逆或不可逆定温过程后，按题给两种状况下过程

初、终状态相似，因而系统燧变相似。由系统端方程

AS=SfSg

g

,对于可逆过程其焙产为零，故热端流将不不大于不可逆过

程。可见，可逆过程热量将不不大于不可逆过程；（3分）

由热力学第一定律，

q=Auw

,因过程初、终状态相似，热力学能变化Au相似，故可逆与

不可逆两种状况相比，可逆过程过程功亦较大。（2分）

二、作图题：（每小题5分，共10分）

1.试在所给参数坐标图上定性地画出抱负气体过点1下述过

程，分别指出该过程过程指数n应当在什么数值范畴内（图中请

标明四个基本过程线）：

1）压缩、升温、吸热过程

2）膨胀、降温、吸热过程。

答：⑴

n>k

n>k

;（2）

1<n<k

\<n<k

评分：四条基本线（2分）两条曲线（2分）n取值（1分）

2.如图所示T—s图上抱负气体任意可逆过程1—2热量如何

表达？热力学能变化量、焰变化量如何表达？若过程1—2是不可

逆，上述各量与否相似？（请写出简要作图办法。）

答：对可逆过程，热量为面积「m-k-2-1,热力学能变化量为

面积l-m-n-2vT,焰变化量为1-111飞-2日-1。

对不可逆过程，热量无法表达，热力学能和焰变化量相似

三、计算题：（共50分）

1.压气机在95kPa、25℃状态下稳定地以340m：7min容积

流率吸入空气，进口处空气流速可以忽视不计；压气机排口处截

面积为0.025m2,排出压缩空气参数为200kPa、120℃<>压气机

散热量为60kj/mino已知空气气体常数Rg=0.287kJ/（kg.K）,

比定热容e=0.717kJ/（kg.K）,求压气机所消耗功率。（16分）

解：

以压气机中空气为研究对象，其稳定工况能量方程为

c2c2

Sh（无11/1）（九2—22）=o

Q

w

*

sh

(h

2

c

i

gz

1

)

m

*

—(/?

2

2

c

gz

2

)

m

*

=0

即

c2c2

sh=(九"gz。(九2：/2)

W

*

sh

Q

(h

2

c

i

gz

1

)

m

*

—{h

2

2

c

gz

2

)

m

(a)

其中:

60X103

60=1000(J/s)

Q

60

60xlG

3

=—lOOOQ/s)

Pi95X103340八，、

=^=287X(27325)X~60~=6.2944

m

R

T

P

i

287x(27325)

95x10

3

X

60

340

=6.2944伏g/s)

c1xOm/sAz=0m

c

1

^Qm/s

Az=Om

C2

6.2944X287X(273120),,、，，，,

=~TT—=------------3------------=141.99(m/s)4/i=112fli=cDAT=(273

717)x(12025)=95380.0(//s)

c

2

P

A

m

*

A

mF

g

200x10

3

xO.025

6.2944x287x(273120)

=141.99(m/s)

\h=h

2

~h

i

=c

p

△4(273717)x(120—25)=95380.0(%)

将以上数据代入式（a）,可得压气机所消耗功率为:

141.992c

Wsh=10006.2944x(95380.0^—)=6.648x10(//s)

=-10006.2944x(-95380.0-

2

141.99

)=-6.648xl0

(Jk)

2.在高温环境中有一容器，A侧装有2kg氮气，压力为

0.07MPa,温度为67℃；B侧装有8kg氮气，压力为0.IMPa,温度

为17℃,。A和B壁面均为透热壁面，它们之间用管道和阀门相

连，见附图。现打开阀门，氮气由B流向A。氮气可视为抱负气

体，已知气体常数Rg»=297J/(kg•K),过程中平均定容比热容

cv=0.742kJ/(kg-K),若压力平衡时容器中气体温度为t2=40℃,

试求：⑴平衡时终压力P2；⑵吸热量Q；⑶气体焙变。(18分)

解：⑴容器A和B容积分别为

p

A\

m

A

R

g

T

Al

0.07x10

6

2x297x340

=2.8851/72

3

mBRgTBl8X297X290

3

Vb==o.ixio66.8904m

v

B

m

R

g

T

Bl

0.1x10

6

8x297x290

=6.8904加

3

（4分）

取AB中气体为系统（CM）,

m=mAmB=28=10kg

V=V,M=2.88516.8904:9.7755m3（2分）

终态时气体压力

mRgT2iox297x313

P2=-jF=-5^55—=0.0951MPa

P

2

V

mR

g

T

2

9.7755

10x297x313

=0.095IMP。

(2分)

⑵按题给，系统不对外作功，有

Q

=AU=mcJT2cv(mATAimBTB1)=10x0.742x3130.742x(2x3408x290)

=2322.462226=96.46k/

Q=^U=mc

T

2

~C

Al

m

B

T

B\

)

=10x0.742x313-0.742x(2x3408x290)

=2322.46—2226=96.46/

(5分)

⑶原在A中氮气端变(2分)

,TP273400.0951_

4s4=m^Cpln^2Rgln^2)=2x(1.039)^^y0.297)-5^-)=0.3540A//K

△S

A

=m

A

(c

p

In

7

A

7

2

-R

g

In

A

2

)=2x(1.039伤

27367

27340

—0.297打

0.07

0.0951

)=-0.3540V/^

原在B中氮气燧变(2分)

AS^=m^Cpln^Rgln^)=2x(1.039Zn273170.297In=0.753SkJ/K

△S

B

=m

B

(c

p

In

7

7

2

—R

g

)=2x(1.039打

27317

27340

-0.297少

0.1

0.0951

)=0.7538H/K

所有氮气端变

AS=ASAASB=0.35400.7538=0.3998kJ/K

\s=\s

4

\s

B

=-0.35400.7538=0.3998kJ/K

(1分)

3.将100kg温度为30℃水与200kg温度为80℃水在绝

热容器中混合，假定容器内壁与水之间也是绝热，且水比热容为

定值，取

c=4.187kJ/（kg■K）

c=4.187kJ/（kg-K）

，环境温度为17℃0求混合过程导致可用能损失？（16

分）

解：以绝热熔器内水为研究对象，由其能量方程可得

mxcTxm2cT2=（叫m2）cT

m

1

cT

i

m

2

cT

2

二（m

1

m

2

)cT

可得

m/1m2T2100X303200X353

T=------------=------------------------

1336.33K

mim2100200

T=

m

i

m

m

i

T

T

100200

100x303200x353

=336.33K

水混合过程端变为

45=SfSg

\s=s

s

由于绝热

S/=0

S

f

=0

TT336.33336.33

Sg=AS=mlcln^m2cln=jr=100x4.187/n303200x4.187/n353=3.186(kJ/K)

S

g

=kS=m

i

cln

7

7

m

2

cln

7

7

=100x4.1871n

303

336.33

200x4.1871n

353

336.33

=3.186(。/3

混合过程做功能力损失为

1=TqSg=290X3.186=923.94(0)

I=T

o

S

=290x3.186=923.94（⑨

工程热力学（机械级）试题参照答案

-年上学期时间120分钟

工程热力学课程32学时2—学分考试形式：开卷

专业年级：机械05级总分100分,占总评成绩70%

一、填空（每空2分，总计20分）

1、基本热力学状态参数有：（压力）、（温度）、（体

积）。

2、抱负气体热力学能是温度（单值）函数。

3、热力平衡充要条件是：（系统内部及系统与外界之间各种

不平衡热力势差为零）。

4、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致燃增量，叫做

（燃产）。

5、卡诺循环由（两个可逆定温和两个可逆绝热）热力学过程

构成。

6、熠增原理指出了热力过程进行（方向）、（限度）、（条

件）。

二、简答题（20分）

1、（5分）如图1,某种抱负气体有两任意过程a-b和a-c,已知

b,c在同一可逆绝热线上，试问：AUab和哪个大？

解：（办法一）

过b、C分别作等温线，由于

Tb>Tc

>T

,故

ub>uc

u

b

>U

图1

^Uab=ubua>Auac=ucua

即

ab

二U

b

一〃

a

>A«

ac

=U

c

-U

a

（办法二）考虑过程b-c

q=Auw=ucubw

q=\uw=u

~u

b

W

v

q=0c>vbw>0

q=0

>v

b

w>0

u

h

>u

4"ab>

Nu

>AM

ac

办法二

办法一

图2

2、(5分)某抱负气体经历4个过程，如图2所示。

(1)将各过程画在p-v图上，并阐明作图过程;

(2)指出过程加热或放热，膨胀或压缩。

解：由于:

q=Auw

<y=Awvv

1-3：

1<几］3<k

\<n

1-3

<k

,且

T3>T1S3<S1

>T

i

及S

3

<s

则有：

Au>0,q<0

△〃>0,夕<0

因此

iv<0

w<0

边压缩边放热

1-2：

2V1,S2VS]

k<n

1-2

Voo且T

2

<T

1

及s

2

<s

,则

Au<0,q<0

因此有

w>0

w>0

边膨胀边放热

1-4：

0>九14〉8T4>T1,S4>S]

0>n

1-4

>一8且T

4

>T

1

及S

4

>s

Au>0,q>0

Aw>0,^>0

R

W=《(TIT4)>0

w=

n~\

R

g

7

-T

4

)>0

边膨胀边吸热

1~5：

1<n15<fcT5<>S1

\<n

1-5