第 页（共 2 页 ） 1 青 岛 科 技 大 学 二 一 六 年 硕 士研究生 入学考 试 试 题 考试科目： 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 、简答题 （本大题共 7 小题，每题 8 分，共 56 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. 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 ？ 二、分析证明题 （本大题共 3 小题，共 29 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 p v 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 ) pgpvdT dpds c RTpdv dpccvp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 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 （本大题共 5 小题，共 65 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）