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3. 马赫数及其表达式： 流体的流速与当地声速的比值称为马赫数。表达式为：Ma?cfcs
4. 技术功及轴功： 动力机械在一个工作周期中获得的功，称为技术功。通过轴系统与外界传递的机
械功称为轴功。
5．状态参数及基本状态参数： 从各个不同方面描写热力系宏观状态的物理量称为状态参数。可以直接测量的状态参数称为基本状态参数。
6．推动功及轴功 开口系与外界之间，因为工质流动而传递的机械功称为推动功。通过轴系统与外界传递的机械功称为轴功。
7．朗肯循环及其热效率表达式： 由两个定压过程（或者说不做技术功底过程）和两个绝热过程组成的最简单的蒸汽动力循环称为朗肯循环。
8．供热循环及供热系数表达式 以向高温物体供热为目的,从环境提取热量并输送到暖房，其效果就是维持暖房温度始终高于环境温度。这样的循环称为热泵循环。 9．热力学第二定律及熵方程表达式
10．内燃机定压加热循环、定容加热循环及其效率表达式： 内燃机中由两个定压过程和两个定熵过程组成的循环称为定压加热循环；由两个定容过程和两个定熵过程组成的循环称为定容加热循环。定压加热
?k?11循环效率表达式为?t,p?1?k?1；定容加热循环效率表达式为?t,v?1?k?1
?（k??1）?111．熵流及熵产产生的原因： 热力系与外界交换热量而导致的熵的流动产生熵流；热力系内部的热产
及热力系内部传热产生熵产。
12．喷管和扩压管： 喷管是利用压力降落使流体加速的管道；扩压管是利用流速的降低使流体增压的管道。
13．活塞式压气机的余隙容积： 活塞式压气机中活塞的上止点和气缸顶端之间的空隙称为余隙容积。 14. 准平衡过程与可逆过程有何区别与联系？准静态过程：1 只着眼于工质内部的平衡；2 有无外部机械摩擦对工质内部平衡无影响可能发生能量消耗。可逆过程：1 首先应该是准静态过程（无耗散的准平衡过程），分析工质与外界作用所产生的总效果，不仅要求工质内部是平衡的，而且要求工质与外界的作用可以无条件的逆复。2 过程进行时不存在任何能量消耗。 15. 解释膨胀功、技术功、推动功及轴功，并写出技术功展开式。
膨胀功：由系统体积变化而使得系统对环境所做的功或环境对系统所做的功。 技术功：动力机械在一个工作周期中获得的功。
推动功：维持流体正常流动所必须传递的能量，是为推动流体通过热力系界面而传递的机械功。 轴功：通过轴系统与外界传递的机械功。技术功展开式：wt16. 如何判断过程的方向性？并指出过程熵变的可能性？
1??cf2?g?z?wi 2S2?S1??S??2?QTr1。可逆是取等式，不可逆时取不等式。
过程熵变的可能性：
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（1）任意不可逆过程。因为不可逆过程，熵产Sg >0，过程中工质的熵变?S??2?QTr1 ，但由于过程可
能吸热、放热或绝热，因此?S可能大于0、小于0或等于0。
（2）可逆过程。对于可逆过程，其熵变Sg =0，过程中的工质的熵变?S??2?QTr1，但由于过程可能吸
热、放热或绝热，因此?S可能大于0、小于0或等于0。 （3）不可逆绝热过程。热流熵
?2?QTr1?0，由于?S??2?QTr1可知?S>0。
（4）可逆绝热过程。热流熵Sf,Q?0，由?S??2?QTr1可知?S?0。
17. 朗肯循环及其热效率表达式？并指出提高朗肯循环热效率的依据和基本途径？
由两个定压过程（或者说由两个不作技术功底过程）和两个绝热过程组成的最简单的蒸汽动力循环。循环热效率为：
?t=提高循环热效率依据：卡诺循环热效率
h1`?h2
h1?h3提高循环热效率基本途径：1）提高平均吸热温度；2）直接方法式提高蒸汽压力和温度。；3）降低排气温度
18. 为什么浴室在夏天不像冬天那样雾气腾腾？
所谓雾气就是漂浮在空气中的小水珠。由于温度较高和通风情况较好，夏天浴室里的相对湿度比冬天的低，因而吸湿能力比冬天的强，不易形成雾状小水珠，所以不像冬天那样雾气腾腾。 19. 热力学第一定律和第二定律的实质分别是什么？写出各自的数学表达式。
热力学第一定律的实质就是能量守恒与转换定律在热力学上的应用。（它的文字表达形式有多种，例如：1、在孤立系统中，能的形式可以转换，但能的总量不变；2、第一类永动机是不可能制成的。）数学表达式：进入系统的能量-离开系统的能量=系统储存能量的增量
热力学第二定律的实质是自发过程是不可逆的；要使非自发过程得以实现，必须伴随一个适当的自发过程作为补充条件。数学表达式可用克劳修斯不等式表示：
20. 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分？指出它们的正负号。
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对于一个开放系统，熵的变化可分为两部分，一部分是熵流，由系统与外界交换热量而引起的熵变，吸热为正，放热为负；另一部分则是熵产，表示由于过程中的不可逆因素引起的熵增加，可逆时为零，不可逆时为正，不能为负值。
五、计算题
1．某刚性容器被分隔为两部分，在容器壁上分别装有三个压力表，表B的读数为80kPa，表C的读数为100kPa，试问压力表A的读数是多少？p1、p2各为多少？设当地大气压为770mmHg。 解：
2 C A 1 B P1=Pc+Pb=100kPa+102.7kPa=202.7kPa ∵P1=PB+P2 ∴P2= P1-PB=202.7-80=122.7kPa ∵P2=PA+Pb ∴PA= P2-Pb=122.7-102.7=20kPa 332. 空气的体积V1?2m，由p1?0.2MPa, t1?40℃,压缩到p2?1MPa, V2?0.5m。求过程的多
变指数、压缩功及气体在过程中所放出的热量。已知空气的cV0?0.7174kJ/(kgK)，气体常数
Rg?287J/(kgK)。
解：多变指数： n?ln?p2p1?ln?10.2???1.16
ln?V1V2?ln?20.5?压缩功：wn?110.2?103?2?1?103?0.5???625kJ ?p1V1?p2V2???n?11.16?1n?1?V?气体的终态温度：T2?T1?1??V2??2??313???0.5?1.16?1?390.7K
p1V10.2?106?2气体的质量：m???4.453kg
RgT1287?313气体热力学能的变化：
?U?mcv?T2?T1??4.453?0.717?390.7?313??248.2kJ
热量：Q??U?W?248.2?(?625)??376.8kJ
3. 容积 V =0.5m的空气初压 p1 =0.3MPa，初温t1 =150℃，经可逆多变膨胀过程到终态p2 =0.08MPa， t2
=20℃，求：过程中热力学能、焓及熵的变化量.（空气作为理想气体，其比热容可取定值，已知气体常数 Rg=287J/(kg.K)； cp=1005 J/(kg.K)。
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kg
J/(kg.K)
kJ kJ
J
4. 空气初态为 p1=0.1MPa、t1=20℃，经过二级活塞式压气机后，压力提高到4.9MPa，假定各级压缩过程的多变指数n=1.3。试求：（1）以耗功最小为前提的各级压比；（2）生产1kg 压缩空气理论上消耗的功；（3）各级气缸的出口温度；（4）若采用单级压缩，压气机消耗的功及出口温度。(Rg=0.287kJ/（kg·k）)
（1）
(2) kJ
(3) K
(4) kJ
K
5. 温度为750℃、流速为550 m/s 的空气流，以及温度为20℃、流速为380 m/s的空气流，是亚声速气流还是超声速气流？它们的马赫数各为多少？已知空气在750℃时的?0=1.335; 在20℃时的
k?1.400，Rg?287J/(kgK)。
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解：750℃声速：cs?20℃声速：cs?kRgT?1.335?287??750?273??626.1m/s
kRgT?1.400?287??20?273??343.1m/s
750℃时马赫数：Ma?cfcs?550?0.878?1 是亚声速气流 626.120℃时马赫数：Ma?cfcs?380?1.108?1 是超声速气流 343.16．空气从T1 = 300 K、p1 = 0.1 MPa压缩到p2 = 0.6 MPa。试计算过程的膨胀功（压缩功）、技术功和热量，设过程是(1) 定温的、(2) 定熵的、(3) 多变的（n=1.25）。按定比热容理想气体计算，
Rg=28.7J/(kg?K)，不考虑摩擦。
[解] ：依题意计算过程如下： (1)定温过程计算
w=wt?RgTlnP20.1?28.71?300?lnP0.6 1??154.324kJ/kg(2)定熵过程计算
k?11.4?1????k1.4??P110.6???w?RgT1?1??2????0.2871?300??1?????P?1.4?1??0.1?? k?11?????????143.978kJ/kgwt?kw?1.4?(?143.930)??201.513kJ/kg
q?0
(3)多变过程计算 n?1.25
n?11.25?1????n1.25?P2??110.6????w?RT11?????0.2871?300??1???????0.1?? n?1P1.25?1?1?????????148.477kJ/kgwt?kw?1.25?(?148.477)??185.596kJ/kg
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