硕士研究生招生2016年《南京航空航天大学》工程热力学(1)考试真题卷.pdf

科目代码：817 科目名称：工程热力学 第 1 页 共 3 页 南京航空航天大学南京航空航天大学 20162016 年硕士研究生招生考试初试试题年硕士研究生招生考试初试试题（A A 卷卷 ）科目代码:817 满分:150 分 科目名称:工程热力学 注意:认真阅读答题纸上的注意事项；认真阅读答题纸上的注意事项；所有答案必须写在所有答案必须写在答题纸答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无上，写在本试题纸或草稿纸上均无效；效；本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！一、简答题（50 分）1、（5 分）分析绝热过程的状态方程式kpvconst（其中pvkcc）的适用范围2、（5 分）分析工质绝热节流后，焓、压力、温度以及熵如何变化？3、（6 分）试求范德瓦尔气体在定温膨胀时所作的功范德瓦尔气体状态方程表达式为：2mmRTapVbV4、（6 分）0的冰在温度为 20的大气中逐渐融化成水，试分析该过程是否可逆？过程中冰和大气熵变的绝对值哪个大？为什么？5、（6 分）若未饱和湿空气被等容冷却到其中水蒸气刚开始凝结的温度 Tv，问此温度比露点温度 Td高还是低？为什么？6、（6 分）理想气体定温膨胀过程中吸收的热量可以全部转换为功，这是否违反热力学第二定律？为什么？7、（6 分）理想气体遵循迈耶定律pvgccR，试证明理想混合气体遵循同样定律，即pvgccR。

8、（10 分）温度为 T1，T2的两个热源间有两个卡诺机 A 与 B 串联工作（即中间热源接受A 机的放热，同时向 B 机供给等热量）试证明这种串联工作的卡诺热机总效率与工作于同一 T1,T2热源间的单个卡诺机效率相同科目代码：817 科目名称：工程热力学 第 2 页 共 3 页 二、（10 分）一台稳定工作的压缩机，进口截面积为 0.1m2空气在进口处的压力为 0.1MPa、温度为 290K、速度为 6m/s，出口处压力为 0.7MPa、温度为 450K、流速为 2m/s压缩机向外界的散热速率为 180kJ/min空气可视作理想气体，cp=1.005kJ/(kg K)，Rg=0.287kJ/(kg K)求压缩机的耗功率三、（10 分）5kg 水起初与 295K 的大气处于热平衡状态，一台热泵在水与大气之间工作，使水定压冷却到 280K，求所需的最小耗功是多少？水的定压比热为 4.187kJ/(kg K)四、（10 分）一氧气瓶容积为 0.04m3，盛有 p1=147.1 105Pa 的氧气，其温度与室温相同，即 t1=t0=20问：1）如开启阀门，使压力迅速下降到 p2=73.55 105Pa（可视为绝热过程），此时氧气的温度 T2和放出的氧气质量m 为多少？2）如放气极为缓慢，以致氧气瓶内气体与外界随时处于热平衡，当压力也自 p1=147.1 105Pa 下降到 p2=73.55 105Pa，所放出的氧气较 1）过程多还是少？氧气视为理想气体，259.8,1.4gRJkg Kk。

五、（15 分）一可逆热机以理想气体为工质自状态 1 定容吸热到状态 2，接着绝热膨胀到状态 3，再定压返回状态 1，完成循环1）画出该循环的 p-v 图和 T-s 图；2）证明该循环所产生的净功与所吸收热量之比为 1312111/1netWQkV Vpp六、（15 分）空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压比为 25，初终态温度分别为 303K 和 835K试求：1）压气机的绝热效率；2）压缩过程的熵变；3）作功能力的损失空气视作理想气体，比热容取定值 cp=1.005kJ/(kg K)，Rg=0.287kJ/(kg K)，k=1.4，环境温度为 273K七、（20 分）燃烧产物以设计状态 400kPa、1000K、200m/s 流入一燃气轮机的喷管，出口压力为 270kPa，流量为 3kg/s假设流动为等熵流动，燃烧产物取 k=1.34，cp=1.16kJ/(kg K)试问：1）喷管类型（渐缩喷管还是缩扩喷管）；2）喷管出口速度；3）喷管出口面积科目代码：817 科目名称：工程热力学 第 3 页 共 3 页 八、（20 分）一架涡轮喷气式飞机在海拔 9150m 的高空以 320m/s 的速度飞行，环境压力为32kPa、温度-32。

已知压气机的增压比=12，涡轮进口温度为 T3=1400K，空气进入压气机的质量流量为 m=40kg/s，燃烧室对空气的加热功率为 q=945.16kW/kg发动机工作循环可视作定压加热理想循环（T-S 图如下），假设喷管出口完全膨胀空气视作理想气体，定比热 cp=1.005kJ/kg，k=1.4,Rg=0.287kJ/(kg K)求 1）压气机出口气体温度 T2、涡轮出口气体温度 T4和喷管出口温度 T5；2）压气机压缩过程的耗功量 Wc;3）求涡轮出口的气流速度 cf4及喷管出口的气流速度 cf5。