1、理想气体任意两个参数确定后，气体的状态就一定确定了。（×）
2、热力系统放热后，系统的熵一定减少。（×）
3、循环净功越大，则循环热效率越大。（×）
4、工质经任何一种循环，其熵变为零。（√）
5、水蒸气绝热膨胀过程中的技术功 wt h cpT 。（×）
6、容器内水蒸气的压力为 1.0× 105 Pa，测得温度为 110℃，可断定容器里为过
它们之间的关系： w wt wf wt ( pv) （1 分）
可逆时： w pdv, wt vdp ，在 p－v 图上表示如图。
膨胀功 w：面积 1-2-3-4-1；（1 分）
技术功 wt：面积 1-2-5-6-1。（1 分）
P
5
2
6
1
V
3
4
4. 有一台可逆机经历了定容加热 1－2，等熵膨胀 2－3 和等压放热 3－1 后完 成一个循环。假定工质为理想气体，其等熵指数为 k，循环点的温度 T1、 T2、T3 已知。试在 p－v 图和 T－s 图上表示出该循环，并写出循环热效率 的计算式。
（2 分）
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注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
（3）
S A

QA TA

1500 800

1.875kJ
/K
SB

QB TB

155 600

0.258kJ
/K
SC

QC TC

485 1.617kJ / K 300
四、 计算题（70 分）
1. 一绝热刚体气缸，被一导热的无摩擦活塞分成两部分。最初活塞被固定在 某一位置上，气缸的一侧储有压力为 0.2MPa、温度为 300K 的 0.01 m3 的空 气，另一侧储有同容积、同温度的空气，其压力为 0.1M。设空气的比热容为定值。试计 算： 1. 平衡时的温度为多少？ 2. 平衡时的压力为多少？
1. 某理想气体经历如图所示过程 1－2，请在图上用面积表示所耗技术功 wt 。 并简要说明理由。
T 1’
等压线 2
1
答：过点 2 做等压线，过点 1 做等温线。 则有：
wt qn h qn cp (T2 T1) qn cp (T2 T1' ) qn qp,1'2 1 2 1' a b c 1面积
a
b
c
（3 分） 2. T-S 图上所示循环 1-2-3-1 中，2-3 为绝热过程。试用面积表示该循环中的吸
热量、放热量及可用能损失。
T 2
T0
1
3
D
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注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
S
A
B
C
答：吸热量：面积 12BA1；（2 分）放热量：面积 13CA1；（2 分）
可用能损失：面积 3DBC3（2 分）
3. 试述膨胀功、技术功和流动功的意义及关系，并将可逆过程的膨胀功和技 术功表示在 p－v 图上。
答：
膨胀功 w：系统体积变化时所做的功；（1 分）
技术功
wt：技术上可资利用的功， wt

1 2
c
2 f

gz

wi （1
分）
流动功 wf：维持流动所需要的功， wf ( pv) p2v2 p1v1 （1 分）
10. 定量某种理想气体经历某种可逆过程，过程中不可能同时发生：（B）
A．吸热、升温又对外做正功
B. 吸热、降温又对外做负功
C. 吸热、升温又对外做负功
D. 吸热、降温又对外做正功
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注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
三、 简答及作图题（每题 6 分，共 30 分）
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注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
答：
P
T
2
V
S
1
P
3
1
V
（3 分） 依题意，循环的 p－v 图和 T－s 图如上图所示。
t
1
q2 q1
1 cp (T3 cV (T2
T1 ) T1 )
1
k(T3 T1) (T2 T1)
TA
TB
ln Tm2 0, Tm2 1
TATB
TATB
Tm TATB
（10 分） （2） 设 A 物体放出的热量为 Q1，B 物体放出的热量为 Q2，则有：
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Q1 mc(TA Tm ), Q2 mc(Tm TB )
（3 分）
S
（3 分）a
b
c
T 2
等压线 2’
答：过点 1 做等压线，过点 2 做等温 线。则有：
wt qn h qn cp (T2 T1)
1
qn cp (T2' T1) qn qp,12'
1 2' c b a 2 1面积
（3 分）
S
D. 压力降低、比体积减小、对外做负功；
9. 有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环时，吸收了
1000KJ 的功，同时向单一热源排出了 1000KJ 的热，这台机器(D)
A．违反了热力学第一定律
B. 违反了热力学第二定律
C. 违反了热力学第一定律和热力学第二定律
D. 即不违反热力学第一定律也不违反热力学第二定律
（3 分）
2 S V 3 P
S
5. 试将满足以下要求的多变过程在 p－v 图和 T-s 图上表示出来（先标出四个
基本热力过程，画出满足要求的一个过程即可）。
答：
工质压缩、吸热，且升温。
P
T
n＝0
n
（3 分）
n＝0
n＝1 n＝k
V
n＝1
n
n＝k
（3 分）
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1. 在一稳态稳流装置内的流体，经历一不可逆过程，装置做功 20KJ，与外界
交换热量-15KJ，则流体进出口截面上的熵变。（ D ）
A．大于 0
B. 小于 0
C.等于 0
D.无法确定
2. 系统与外界发生能量传递时，功和热量是（A）
A．过程量
B. 强度量 C. 广延量
D.状态参数
3. q u w 只适用于（C）
热机为可逆热机，其做功量为最大，故
Wmax Q1 Q2 mc(TA Tm ) mc(Tm TB )
mc(TA TB 2Tm )
mc(TA TB 2 TATB )
（5 分） （3） 平衡温度由能量方程式求得，即
（2）热机从热源 B 吸热还是向热源 B 放热？
（3）各热源及热机的熵变。(20 分)
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注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
TA 800K
QA
QB
W0
TB 600K
QC
TC 300K
解：（1）设热机向 B 热源放热，由热力学第一、第二定律得
A． U A U B
B. U A U B
C. U A U B
D. U A UB 0
8. 某理想气体自状态 1 经历可逆多变过程到达状态 2，其温度下降、熵增大，
则气体（B）
A. 压力升高、比体积增大、对外做正功；
B. 压力降低、比体积增大、对外做正功；
C. 压力升高、比体积减小、对外做负功；
（5 分） （3）
S A
mARg ln
p2 pA1

pA1VA1 ln TA1
pA1 p2
0.2106 Pa 0.01m3 0.2MPa

ln
300K
0.15MPa （5 分）
1.918J / K
SB
mBRg ln
p2 pB1

pB1VB1 ln TB1
pB1 p2
0.1106 Pa 0.01m3 ln 0.1MPa
S热机＝0
（8 分）
3. 两个质量均为 m，比热容均为 c 且为定值的物体，A 物体初温为 TA，B 物 体初温为 TB，（TA>TB），用他们做可逆热机的有限热源和有限冷源，热机 工作到两物体温度相等时为止。
（1） 证明平衡时的温度Tm TATB ； （2） 求热机做出的最大功； （3） 如果两物体直接接触进行热交换至温度相等时，求平衡温度及两物

pB1VB1 ) RgT2 RgT1 VA1 VB1

(
pA1VA1

pB1VB1 )
T2 T1(VA1 VB1)
(0.2106 Pa 0.01m3 0.1106 Pa 0.01m3)
300K
300K (0.01 0.01)m3
0.15106 Pa 0.15MPa
体总熵的变化量。(25 分)
解：
（1） 取 A、B 物体及热机、功源为孤立系，则：
Siso SA SB SE SW 0
SE 0, SW 0
Siso
SA SB
mc