2022年工程热力学思考题答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - wan工程热力学摸索题参考答案目录名师归纳总结 第一章摸索题参考答案 . 2 第 1 页,共 34 页其次章摸索题参考答案 . 0 第三章摸索题参考答案 . 0 第四章摸索题参考答案 . 0 第五章摸索题参考答案 . 0 第六章摸索题参考答案 . 0 第七章摸索题参考答案 . 0 第八章摸索题参考答案 . 错误！未定义书签；第九章摸索题参考答案 . 错误！未定义书签；第十章摸索题参考答案 . 错误！未定义书签；第十二章摸索题参考答案 . 错误！未定义书签；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 摸索题

2、参考答案1进行任何热力分析是否都要选取热力系统？答：是；热力分析第一应明确讨论对象,依据所讨论的问题人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间,和；目的是确定空间内物质的总2引入热力平稳态解决了热力分析中的什么问题？答：如系统处于热力平稳状态, 对于整个系统就可以用一组统一的并 具有确定数值的状态参数来描述其状态,使得热力分析大为简化；3平稳态与稳固态的联系与差别；不受外界影响的系统稳固态是否 是平稳态？答：平稳态和稳固态具有相同的外在表现,即系统状态参数不随时间变化；两者的差别在于平稳态的本质是不平稳势差为零,而稳固态允 许不平稳势差的存在,如稳固导热；可见,平稳必稳固；反之,稳固 未必平稳

3、；依据平稳态的定义,不受外界影响的系统,其稳固态就是平稳态；在不受外界影响（重力场除外）的条件下,假如系统的状态参数不随 时间变化,就该系统所处的状态称为平稳状态；4表压力或真空度为什么不能当作工质的压力？工质的压力不变化,测量它的压力表或真空表的读数是否会变化？答：由于表压力和真空度都是相对压力,而只有确定压力才是工质的名师归纳总结 压力；表压力p 与真空度vp 与确定压力的关系为：第 2 页,共 34 页ppbpg- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - pp bp v其中 p 为测量当地的大气压力；工质的压力不变化, 相当于确定压力不变化, 但随着各地的

4、纬度、高度和气候条件的不同, 测量当地的大气压值也会不同；依据上面两个关系式可以看出, 虽然确定压力不变化, 但由于测量地点的大气压值不同,当地测量的压力表或真空表的读数也会不同；5准静态过程如何处理“ 平稳状态” 又有“ 状态变化” 的冲突？答：准静态过程是指系统状态转变的不平稳势差无限小,以致于该系统在任意时刻均无限接近于某个平稳态；准静态过程答应系统状态发生变化,但是要求状态变化的每一步,系统都要处在平稳状态；6准静态过程的概念为什么不能完全表达可逆过程的概念？答：可逆过程的充分必要条件为：1、过程进行中,系统内部以及系统与外界之间不存在不平稳势差,或过程应为准静态的；2、过程中 不存在

5、耗散效应；即“ 无耗散” 的准静态过程才是可逆过程,因此准 静态过程的概念不能完全表达可逆过程的概念；7有人说,不行逆过程是无法复原到起始状态的过程,这种说法对 吗？答：不对；系统经受不行逆过程后是可以复原到起始状态的,只不过 系统复原到起始状态后, 外界却无法同时复原到起始状态,即外界的 状态必将发生变化；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8. wpdv , qTds 可以用于不行逆过程么？为什么？答： w pdv 运算得到的是准静态过程的容积变化功,因此仅适用于准静态过程或可逆过程；对于非准静态过程,其过程曲线

6、无法在 P-V图上表达,因此也就无法用上面的公式进行运算；q Tds 仅用于可逆过程： 依据熵的定义式：ds q rev,对于可逆过程,Tq Tds 运算出的是传热量, 此时ds仅表示熵流 ds ；对于不行逆过程,熵的变化不仅包括熵流, 仍包括熵产, 即 ds ds g ds ,因此 q f Tds 中的ds不仅包括由于传热产生的熵流,仍包括由于不行逆导致的熵产,因此上式不适用于不行逆过程,例如绝热过程, 系统由于经受了不行名师归纳总结 逆过程,熵增ds0,但此时传热量为零；第 4 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 摸索题参考答

7、案1工质膨胀时是否必需对工质加热？工质边膨胀边放热可能否？工质边被压缩边吸入热量可以否？工质吸热后内能肯定增加？对工质加热,其温度反而降低,有否可能？答：由闭口系统热力学第肯定律关系式：QUW,由于可以使U0,因此可规定吸热Q0,对外做功W0；W01 不肯定；工质膨胀对外做功,能显现Q0,即对外放热；2 能,如 1中所示；3 能；工质被压缩,对内做功,W 0,由于可以使 U 0,因此可能显现 Q 0,即吸入热量；4 不肯定；工质吸热,Q 0,由于可以使 W 0,即工质对外做功,因此可能显现 U 0,即工质内能减小；5 可能；对工质加热,Q 0,由于可以使 W 0,即工质对外做功,因此可能显现

8、U 0,对于抱负气体,其内能仅为温度的单值函数,因此对于抱负气体来说温度可能降低；2一绝热刚体容器,用隔板分成两个部分,左边贮有高压气体,右边为真空；抽去隔板时,气体立刻布满整个容器；问工质内能、温度将如何变化？如该刚体容器为确定导热的,就工质内能、温度又如何变化？名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：对于绝热刚体容器,以高压气体为对象：容器绝热：Q0；且右边为真空,高压气体没有对外做功对象,即自由膨胀,有 W 0；由闭口系统热力学第肯定律：Q U W ,工质的内能不发生变化,如果工质为抱负气体,那么其温度也不发生

9、变化；假如该刚体容器为确定导热,那么初始状态下容器内工质与外界环境等温,而自由膨胀过程终了时容器内工质仍然与外界环境等温；当外界环境温度不发生变化时, 容器内工质温度在整个自由膨胀过程中温度不变；仍取工质为讨论对象,由于工质与外界有热交换,这里工质温度高于环境温度,即对外放热,Q 0,且自由膨胀 W 0,由闭口系统热力学第肯定律,有 U 0；该工质肯定为非抱负气体,其势能变小；3图 2-9 中,过程 1-2 与过程 1-a-2 有相同的初、终点,试比较：W 与W 1 2,U12与U1 2,Q 与Q 1 2W W 1 2（对外做功）；答：依据图 2-9,由于是 p-v 图,因此有： 0U12=U

10、1 2；由闭口系统热力学第肯定律, QUW ,有 0Q 12Q 1 2（吸热）；4 推动功与过程有无关系？答：推动功是因工质出、入开口系统而传递的功；推动功是工质在流动中向前方传递的功, 并且只有在工质的流淌过程中才显现；当系统出口处工质状态为（p out,v out）时, 1kg 工质流出系统,系统所需要做出的推动功为 p out v out；推动功的大小仅与选取出口处的压力和比容数值的乘积有关,因此是状态参数,且为广延参数；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5你认为“ 任何没有体积变化的过程就肯定不对外做功”

11、的说法是 否正确？答：错误；体积变化仅产生容积变化功；除了容积变化功外,仍有电功、推动功等等,这些功不需要体积发生变化；6说明下述说法是否正确：（1） 气体膨胀时肯定对外做功；（2） 气体压缩时肯定消耗外功；答：对“ 功” 的懂得,功可以分为有用功和无用功,有用功是指有目 的且产生有用成效的功；（1）气体膨胀时不肯定对外做功,如气体的 自由膨胀,由于气体没有做功对象,因此气体对外做功为零；（2）不 肯定；当热气体冷却时,假如外界大气做的功为有用功,就（）成立,但是假如外界大气做的功为无用功,就（）不成立；7以下各式是否正确：qduw（）qdupdv（）qdud pv（）各式的适用条件是什么？答

12、：三个式子都针对1kg 工质；（）式是针对闭口系的能量方程,且忽视闭口系的位能和动能变化,w为闭口系统与外界交换的净功；（2）式是针对简洁可压缩系统准静态过程（或可逆过程）的能量方 程, pdv为系统与外界交换的容积变化功； （3）式是针对技术功为零名师归纳总结 的稳固流淌能量方程,即qdhdud pv ,且tw0；第 7 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 8试写出表 2-1 内所列四种过程的各种功运算式；过程种类qwupvqw t液 体 的 流 动 过 程0 w tv p（ vconst ）p vup v气体的定压流淌过程0 （ pc

13、onst ）0 0 液体的定压流淌过程（ pconst , vconst ）q0 q低压气体的定温流淌过程（ pvconst ）注：低压气体可以认为是抱负气体,且内能仅为温度的单值函数；运算依据：（1） qhuwpv（2）qhw t（3）u（）wpvw t空气经过绝热节流过程,压力的确下降,但温度不变：由于绝热 节流过程为一个等焓过程, 而空气可视为抱负气体, 抱负气体的焓为 温度的单值函数,因此温度不变；但对于非抱负气体和一般液体,经 过绝热节流过程,虽然焓不变,但温度和压力都要发生变化,压力减 小,但温度可能上升、不变或者降低；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 34

14、页精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 摸索题参考答案1容积为 1m 3 的容器中布满氮气N2,其温度为 20,表压力为 1000 mmHg,为了确定其质量,不同人分别采纳了以下几种运算式得出了结果,请判定它们是否正确？如有错误请改正；答：1 m p V M 1000 1.0 28168.4kgR m T 8.3143 20错误： 1 不应直接用表压运算,应先转化为确定压力；2 压力应转换为以 Pa为单位, 1mmHg=133.3Pa；3 Rm应当用 8314J/kmol*K,由于 Pa* m 3=J；4 温度的单位应当用 K；1000 52 m p V M 735.6 0

15、.980665 10 1.0 281531.5kgR m T 8.3143 20错误： 1 不应直接用表压运算,应先转化为确定压力；2 R m 应该用 8314J/kmol*K, 由于 Pa* m 3=J 3mp V M100015 0.980665 101.0 282658kg735.6R mT8.3143 20错误： 1 1at=1kgf/cm2=9.80665E04 Pa 1atm, 因此这里运算绝对压力时,大气压力取错 ; 2 Rm应当用 8314J/kmol*K, 由于 Pa* m 3=J；1000 1 1.0 284 m p V M 735.6 2.658 10 kg 3R m T

16、 1.0332 82.057 293.15错误：1 相对压力单位为工程大气压（at ）,与标准大气压（ atm）不同； 2）气体常数 Rm应当用 8314J/kmol*K ；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 正确结果： 2.695kg 2抱负气体的 cp与 cv之差及 cp与 cv 之比是否在任何温度下都等于一个常数？答： 依据定压比热容和定容比热容的定义,以及抱负气体状态方程可以推导出,cpc vR（见课本 79 页）；可见,两者之差为常数；同时,定义kcpc v对于抱负气体,当不考虑分子内部的振动时,内能与温度

17、成线性关系,从而依据摩尔定压和定温热容的定义,推导出摩尔定压和定温热容均为定值；但通常只有在温度不太高,温度范畴比较窄,且运算 精度要求不高的情形下, 或者为了分析问题便利, 才将摩尔热容近似 看作定值；实际上抱负气体热容并非定值,而是温度的单值函数,因 此两者之比在较宽的温度范畴内是随温度变化的,不是一个常数；3知道两个独立参数可确定气体的状态；例如已知压力和比容就可 确定内能和焓；但抱负气体的内能和焓只打算于温度,与压力,比容无关,前后有否冲突,如何懂得？答：不冲突；抱负气体内能和焓只打算于温度,这是由于抱负气体本身假设决 定的；对于抱负气体模型, 假设其分子之间没有相互作用力,也就不 存

18、在分子之间的内位能；再结合抱负气体方程,就有：uT0hT0vp因此,抱负气体的内能和焓只打算于温度,而与压力、比容无关；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4热力学第肯定律的数学表达式可写成：qc vuwpdv（1）qT2（2）1两者有何不同；答：1 式为闭口系统热力学第肯定律方程,是普适式；2 式适用的范畴为：1 对象抱负气体,内能为温度的单质函数；2 系统经受准静态过程,只做容积变化功；5假如比热容 c 是温度 t 的单调递增函数,当t2t 时,平均比热容ct 1、ct2、ct2中哪一个最大？哪一个最小？00t

19、 1答：由于比热容 c 是温度 t 的单调递增函数,且由平均比热容的定义：t 2t 2 t 1 c dt p hc t 1 t 2 t 1 t 2 t 1t 1 t 2由作图法可以清晰地看出,c 0 最小,c t 1 最大；6假如某种工质的状态方程遵循 pv RT ,这种物质的比热容一定是常数吗？这种物质的比热容仅仅是温度的函数么？答：这种物质的比热不肯定是常数,至少应当是温度的函数；对于理想气体,仅仅对于定压和定容过程的比热容才是温度的单值函数,且为状态量；而这里所指的比热容并不是在以上特定过程下的比热容,因此仅可以表示成为：cq；可见,这里所指的比热容是由两个参dT数打算的,且是与过程有关

20、的量；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 7抱负气体的内能和焓为零的起点是以它的压力值、仍是以它的温 度值、仍是压力和温度一起来规定的？答：由于抱负气体的内能和焓仅为温度的单值函数,与压力无关,因 此抱负气体的内能和焓为零的起点是以它的温度值（热力学温度值 ）来规定的；8如已知空气的 平均摩尔定 压热 容公 式为p mt6.9490.000576t , 现在确定 80-200 之间的C0平定压热容,有人认为均摩尔Cp m2206.9490.00057622080, 但 有 人 认 为80Cp m2206.9490.

21、00057622080,你认为哪个正802确？答：第一个是正确的；由平均摩尔定压热容的定义：ct 2t2c dtt2h1bt 1*t1在t 1p t 1t 2t 1t当：Cp mtabt0Ct2Cp mt2t2Cp mt 1t 1abt2*t2a00p m t 1t2t 1t2t 1ab t2t 1可以得到一些非平均摩尔定压热容的表达式形式比较特别的情形下,常简便的求解过程；名师归纳总结 9有人从熵和热量的定义式dsq rev1 ,qrevcdT 2 ,以第 12 页,共 34 页T- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 及抱负气体比热容c 是温度的单值函数

22、等条件动身,导得dscdTf T,于是他认为抱负气体的熵应是温度的单值函T数；判定是否正确？为什么？答：是不正确的；由于得到结论的条件中有错误,抱负气体的比热容不是温度的单 值函数；对于抱负气体,只有定容和定压比热容才是温度的单值函数；同时,q rev cdT 的表述有问题, 由于 c q,因此 cdT 得到的不 dT 仅是可逆过程的换热量,而是任意过程的换热量；因此将 2代入 1 中是不正确的；10在 u-v 图上画出定比热容抱负气体的可逆定容加热过程,可逆定压加热过程,可逆定温加热过程和可逆绝热膨胀过程；答：uVP1 TSv11试求在定压过程中加给空气的热量有多少是利用来作功的？有多少是来

23、转变内能？名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：由热一率QUpdvHvdp,对定压过程,技术功为零,就QHc pT,可得Uc vTc vQ,WQUcp12将满意以下要求的多边过程表示在p-v 图和 T-s 图上（工质为空气）：（） 工质又升压、又升温,又放热；（） 工质又膨胀、又降温,又放热；（） n=1.6 的膨胀过程,判定q, w, u 的正负；（） n=1.3 的压缩过程,判定q, w, u 的正负；答：T1.3s VPATs13对于定温压缩的压缩机,是否需要采纳多级压缩？问什么？答：对于定温压缩的压缩机,

24、不需要采纳多级压缩了；由于采纳多级名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 压缩,就是为了改善绝热或多边压缩过程, 使其尽量趋紧与定温压缩,一方面削减功耗,另一方面降低压缩终了气体的温度；对于定温压缩来说,压气机的耗功最省,压缩终了的气体温度最低；14在 T-s 图上,如何将抱负气体任意两状态间的内能变化和焓的变化表示出来；答：TVPTAB21CDEs解题思路： T-s 图中简洁直接表示的是热（量） ,因此应考虑将其他量的变化转化为相应过程热量的值；依据热力学第肯定律：Q dU W,且对抱负气体,W pdv,就对定容过程

25、,Q dU；在 T-s 图中,过状态点 1 作肯定容线,与状态 2 的定温线交与 A,就定容过程 1A下的面积即为 q v u 1 ,对抱负气体内能仅与温度有关,即 u A u 12；因此任意两状态间的内能变化可用 T-s 图中定容过程 1A下的面积表示；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 同理,任意两状态间的内能变化可用 表示；T-s 图中定压过程 1B 下的面积15有人认为抱负气体组成的闭口系统吸热后,温度必定增加, 你的看法如何？在这种情形下,你认为那一种状态参数必定增加？答：依据闭口系统能量方程,QUW ,

26、 系统吸热,在保持内能不变的情形下,系统可以对外做功；对于抱负气体,内能仅为温度的 单值函数,因此在这种情形下温度不变；当系统吸热时,甚至温度可 以降低,分析方法同前；在这种情形下,系统的熵必定增加；由于有热量传入系统,就意 味着熵流大于零, 即使对于可逆过程, 熵产为零,系统的熵也会增大；名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 摸索题参考答案1如将热力学其次定律表述为“ 机械能可以全部变为热能,而热能不行能全部变为机械能”,有何不妥？答：有两点不妥：1 热能是可以全部变为机械能的,例如抱负气体的等温过程； 但

27、应当留意的是,热能不行能连续不断地转化为机械能；2 没有提到热能和机械能之间的转化过程是否对产生了其它影 响,不是说热不能完全变胜利, 而是在“ 不引起其它变化”的条件下,热不能完全变胜利；例如抱负气体等温过程,引起了“ 其它变化”,即气体的体积变大；2“ 循环功越大,就热效率越高”；“ 可逆循环热效率都相等”；“ 不行逆循环效率肯定小于可逆循环效率”确？为什么？；这些结论是否正答：1 描述不精确,只有从温度相同的恒温热源中吸相同热量的情 况下,才可以比较热效率大小；假如满意前提条件,就循环功越大,热效率越高；2 描述不精确,只有工作在具有相同温度的两个高、低温恒温热 源间的可逆热机,其循环热

28、效率才相等；3 描述不精确,只有工作在具有相同温度的两个高、低温恒温热 源间的可逆或不行逆热机才可以比较循环效率,否就将失去可比性；名师归纳总结 3循环热效率公式第 17 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - tq 1q 1q 21q21和tT 1T 1T 21T 22有何区q 1T 1别？各适用什么场合？答：（1）和（ 2）都是用于运算卡诺热机效率的公式,区分在于适用 范畴不同：式（1）适用于运算一般热机的效率 ; 式（2）仅适用于运算卡诺可逆热机的效率；4抱负气体定温膨胀过程中吸取的热量可以全部转换为功,这是 否违反热力学其次定律？为什

29、么？答：抱负气体定温膨胀过程中吸取的热量可以全部转换为功,这个过 程不违反热力学其次定律；由于在上述过程中,气体的体积变大,也 就是说这个热量全部转换为功的过程引起了其它变化,所以不违反热 力学其次定律；同时,抱负气体定温膨胀过程仅仅是一个单独的过程,而不是一个循环, 这就意味着这个过程不能连续不断地将热量全部转 换为功,因此从这个角度来讲上述过程也不违反热力学其次定律；5下述说法是否正确,为什么？1 熵增大的过程为不行逆过程；答：错误,熵增可能有两种可能：熵流和熵产；对于可逆过程,虽然 熵产为零,但假如有吸热过程,就熵流大于零,导致熵增；2 不行逆过程 S无法运算；答：错误；熵为状态参数,

30、只要知道不行逆过程前后足够的状态参数,名师归纳总结 就可以运算出过程的S；第 18 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3 如从某一初态经可逆与不行逆两条途径到达同一终态,就不行逆途径的S必大于可逆过程途径的S；答：错误；由于熵为状态参数,由于可逆过程和不行逆过程的初、终态相同,因此两个过程的S相同；0；4 工质经不行逆循环,S答：由于熵是状态参数,工质经不行逆循环,从初态又回到初态,因此S0；5工质经不行逆循环,由于Q0,所以dS0T r答：错误；对于工质经不行逆循环,dSQ,且有T rSdS0Q；T r6可逆绝热过程为定熵过程,定熵过

31、程就是可逆绝热过程；答：可逆绝热过程为定熵过程,但定熵过程不肯定是可逆绝热过程；例如：对于任意一个循环,其S0,但是这个循环可能包含不行逆过程；7 自然界的过程都是朝着熵增大的方向进行,因此熵减小 过程是不行能实现的；答：错误；自然界中全部的自发过程都是朝着熵增大的方向进行的,例如热量从高温传向低温；熵减小的过程在人为作用下是可以实现 的,例如人为地对系统输入有用功,例如制冷循环,输入电功使得热名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 量从低温传向高温的过程；8 加热过程,熵肯定增大；放热过程,熵肯定减小；答：熵的变化可

32、以由两个因素导致：传热过程导致的熵流和不行逆过程导致的熵产；分可逆和不行逆两个过程考虑：1 可逆：对于加热过程,熵产为零,但由于系统吸热,熵流大于 零,因此熵肯定增大；对于放热过程,虽然系统放热,熵流为负,2）不行逆过程：由于熵产大于零,因此不能确定熵肯定减小；6如工质从同一初态经受可逆过程和不行逆过程,如热源条件相 同且两过程中吸热量相同,工质终态熵是否相同？答：工质终态熵不相同； 虽然两个过程热源条件相同且过程中吸热量 相同,即熵流相同, 但是由于不行逆过程的熵产要大于可逆过程的熵 产（可逆过程熵产为零） ,且工质初态相同,即两个过程工质初始的 熵值相同,因此不行逆过程工质终态的熵要大于可

33、逆过程终态的熵；7如工质从同一初态动身,分别经可逆绝热过程与不行逆绝热过 程到达相同的终压,两过程终态熵如何？答：从 T-S 图上可以看出,从同一初态动身,达到相同的终压（留意 仅为相同终压,不是相同状态） ：1 对于可逆绝热过程,熵增为零,2 对于不行逆绝热过程, 熵流为零,熵产大于零,因此熵要增大；由于工质从同一个初态动身,因此不行逆绝热过程终态的熵要大 于可逆绝热过程终态的熵；名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8闭口系统经受一个不行逆过程,作功15kJ, 放热 5kJ, 系统熵变为正、为负或不能确定？答：不

34、能确定；对于闭口系统,系统熵的变化仅取决于两个因素：与 外界传热引起的熵流和不行逆过程引起的熵产；已知系统对外放热,就熵流为负, 但是由于不能确定过程不行逆的程度,即不能定量运算 出该不行逆过程的熵产,因此不能确定系统的熵变；名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第五章 摸索题参考答案1活塞式内燃机的平均吸热温度相当高,为什么循环热效率仍不是很好？是否因平均放热温度太高所致？答：活塞式内燃机主要有萨巴德循环 以及狄塞尔 Diesel循环；混合加热循环 、奥图Otto循环对于活塞式内燃机,虽然平均吸热温度相当高,但平均

35、放热温度 也较高,即平均吸热温度和平均放热温度之间的差值较小,是导致该 循环热效率不高的一个缘由； 同时,由于受气缸材料和混合气体自燃 温度的限制,压缩比不能很高,因此循环热效率有限；2如图 5-23 所示,如把 3-4 绝热膨胀过程连续到p5p ,然后实现定压放热过程,这样在奥图循环基础上作了改善之后的 新循环,是否可以通过降低平均放热温度而提高循环效率？如可以,为何实际上没有这种发动机；p 3 4 5 T 2 3 2 4 5 1 1 v 名师归纳总结 图 5-23p 5s 第 22 页,共 34 页答：在 T-S 图上可以看出,当气缸中绝热膨胀过程连续到p ,- - - - - - -精选

36、学习资料 - - - - - - - - - 然后实现定压放热过程, 的确可以降低平均放热温度, 从而提高循环 效率；但实际上没有这种发动机,由于这种做法在经济上并不值得：a、放热平均温度降低量有限, 通过这种方法减小的排气缺失量较 小；b、要将绝热膨胀连续到p 5p ,就要增大气缸容积,增加制造成本；3为什么内燃机一般具有体积小、单位质量功率大的特点？答：由于在内燃机循环过程中, 循环工质是在封闭的有限空间内燃烧 取得热量的；在做功设备入口处, 工质的温度和压力水平较外燃机 （如 朗肯循环） 高即做功才能大 ,因此内燃机体积小, 单位质量功率大；4既然压缩过程需要消耗功,为什么内燃机或燃气轮

37、机装置在燃 烧过程前要有压缩过程？答：对于内燃机或燃气轮机, 都是靠高温高压的气体工质推动活塞或 叶轮机械来对外做功的 （即膨胀降压过程）；为了连续地输出有用功,就必需连续地产生高温高压的气体工质,因此在燃烧过程前要进行压缩过程,主要目的是提高气体工质的压力, 同时工质温度也有所提高；5在相同压缩比v 1的情形下,奥图循环与卡诺循环有相v 2同的热效率（表达式形式） ,这是否意味着这种情形下奥图循名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 环达到了卡诺循环的抱负水平；答：否；奥图循环的吸放热过程为定容过程,是一个变温过程；

38、而卡诺循环的吸、放热过程为定温过程；在相同的压缩比下,奥图循环与卡诺循环有虽有形式相同的热效率表达式,但奥图循环的吸、 放热温限不同于卡诺循环（对于奥图循环,热效率公式中代入的应是平均吸、放热温度,而不是吸、放热温限） ,因此不能说明奥图循环达到了卡诺循环的抱负水平；6勃雷登循环采纳回热的条件是什么？一旦可以采纳回热,为什 么总会带来循环效率的提高？T 2 2A2R3 4 4R1 s 答：勃雷登循环采纳回热的条件是：燃气轮机的排气温度高于压气机出口的空气温度；一旦采纳回热,循环平均吸热温度上升,平均放热 温度下降, 既平均吸热温度和放热温度的温差加大,就循环效率总会 提高；或说明为：在做出相同功量的前提下,经回热后,循环从外界吸取的名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 热量减小,从而循环热效率将提高；7气体的压缩过程,定温压缩比绝热压缩耗功少；但在勃雷登循环中,假如不采纳回热,气体压缩过程越趋近于定温压缩反而越使循环热效率降低；这是为什么？T 2 3 4 答：对于勃雷登循环,从1 T-S 图中可以看出,假如不采纳回热,当气 s 体 越 趋 近 于 定 温 压 缩 时 12 变 短 , 平 均 吸 热 温 度 越 低 , 由1 T放,在平均放