2013中國(guó)科學(xué)院大學(xué)考研真題之熱工基礎(chǔ)

1、科目名稱：熱工基礎(chǔ)第1頁(yè)，共3頁(yè)中國(guó)科學(xué)院中國(guó)科學(xué)院大學(xué)大學(xué)20201313年招收攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)統(tǒng)一考試試題年招收攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)統(tǒng)一考試試題科目名稱：科目名稱：熱工基礎(chǔ)熱工基礎(chǔ)考生須知：1本試卷滿分為150分，全部考試時(shí)間總計(jì)180分鐘。2所有答案必須寫(xiě)在答題紙上，寫(xiě)在試題紙上或草稿紙上一律無(wú)效。3可以使用無(wú)字典存儲(chǔ)和編程功能的電子計(jì)算器。工程熱力學(xué)一、名詞解釋（每小題4分，共16分）1、可逆過(guò)程；2、不可用能；3、孤立

2、系統(tǒng)熵增原理；4、熱力循環(huán)。二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1、平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何共同點(diǎn)和不同點(diǎn)？2、閉口系統(tǒng)從溫度為300K的熱源中取熱500kJ，系統(tǒng)熵增加2.0kJK，問(wèn)這一過(guò)程能否實(shí)現(xiàn)，為什么？3、寫(xiě)出熱力學(xué)第一定律和第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說(shuō)明其物理意義。4、循環(huán)熱效率公式121QQQt?=η和121cTTTη?=分別在什么情況下適用？三、（9分）如圖所示，一個(gè)帶有閥門(mén)的絕熱真空容器置于壓強(qiáng)為00.1MPap=、溫度為0

3、300KT=的氣體中。打開(kāi)閥門(mén)后，氣體迅速進(jìn)入容器中，當(dāng)進(jìn)入容器中的氣體壓力達(dá)到00.1MPapp==時(shí)，立即關(guān)閉閥門(mén)，這個(gè)過(guò)程可視為絕熱過(guò)程。已知進(jìn)入容器內(nèi)的氣體在容器外時(shí)體積為301mV=，該氣體是摩爾定容比熱為常數(shù)的理想氣體，絕熱指數(shù)為1.4γ=。試計(jì)算：（1）進(jìn)入容器內(nèi)氣體的內(nèi)能與它在容器外時(shí)的內(nèi)能之差U?；（2）進(jìn)入容器后氣體的溫度T；（3）容器的體積V?？颇棵Q：熱工基礎(chǔ)第3頁(yè)，共3頁(yè)四、（13分）如圖所示，用一個(gè)板式緊湊式

4、換熱器來(lái)冷卻一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)的潤(rùn)滑油。板式換熱器由多層薄金屬板組成，共有60個(gè)寬度為a的流道。潤(rùn)滑油和水的流動(dòng)被分為30股獨(dú)立的支流，兩者在交替流道中逆向流動(dòng)。換熱器外部整體為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的立方體，忽略板厚度以及換熱器對(duì)環(huán)境的熱損失。冷卻水總流量為0.2kgs，潤(rùn)滑油總流量為0.1kgs。冷卻水和潤(rùn)滑油入口的溫度分別為20℃和150℃。欲使?jié)櫥统隹跍囟冗_(dá)到30℃。試計(jì)算換熱器的邊長(zhǎng)L。已知：水物性：()4.178kJkgKpc=?，427.2

5、510Nsm?=?，0.625W(mK)k=?，3944kgmρ=；潤(rùn)滑油物性：()2.131kJkgKpc=?，223.2510Nsm?=?，0.138W(mK)k=?，3852.1kgmρ=；假設(shè)流動(dòng)為層流，且DNu7.54=。五、（15分）一根很長(zhǎng)的鋼管，外徑d=100mm，外壁溫度為80℃，表面發(fā)射率為0.85，置于一橫截面為1m1m的磚砌暗槽內(nèi)，暗槽內(nèi)壁溫度為20℃，表面發(fā)射率為0.9。求：（1）單位長(zhǎng)度鋼管表面的輻射換熱量；