2016年南京航空航天大学817工程热力学考研真题

资料内容：

2016年南京航空航天大学817工程热力学考研真题

真题原文：

南京航空航天大学
2016 年硕士研究生招生考试初试试题（ A 卷 ）
科目代码: 817 满分: 150 分 科目名称: 工程热力学
注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无
效；③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
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：
4、 （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，试证明理想混合气体遵循同样定律，即
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 0.1m
2。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 0.04m
3，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，
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
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 π=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。