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科目代碼、名稱:931 工程熱力學

一、考試形式與試卷結構

(一)試卷滿分值及考試時間

本試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘。

(二)答題方式

答題方式為閉卷、筆試。試卷由試題和答題紙組成;答案必須寫在答題紙(由考點提供)相應的位置上。

(三)試卷內容結構

考試內容主要包括熱力學能、功和熱;熱力學第一定律;能量的可用性、熵和熱力學第二定律;理想氣體和水蒸氣的性質;熱力過程和熱力循環的分析。

(四)試卷題型結構

1.選擇題

2.簡答題

3.計算題

二、考查目標

課程考試的目的在于測試考生對于工程熱力學相關的基本概念、基本理論、基礎知識的掌握情況以及運用熱力學基本原理和定律分析計算各種熱力過程和熱力循環并解決實際工程熱問題的基本能力。

三、考查范圍或考試內容概要

第一部分基本概念

基本概念，如系統、外界、開口系統、閉口系統、絕熱系統、孤立系統、平衡狀態、狀態參數、可逆過程、循環、功和熱等。

第二部分熱力學第一定律

熱力學第一定律：熱力學第一定律的實質—能量守衡與轉換定律在熱現象中的應用、總能、熱力學能、焓、膨脹功、技術功、熱力學第一定律的第一解析式和穩定流動能量方程式及其應用。

第三部分理想氣體的性質

理想氣體的性質：理想氣體和實際氣體的概念、理想氣體狀態方程、理想氣體的比熱容和熱力學能、焓、熵的定義、計算;

理想氣體混合氣體的性質：理想氣體混合物、理想氣體的各種成分表示法、理想氣體的分壓力定律、分體積定律、折合氣體常數和折合摩爾質量、混合氣體的熱力學能和焓、混合氣體的熵。

第四部分理想氣體基本的熱力過程

理想氣體的基本熱力過程：定溫過程、定壓過程、定容過程、可逆絕熱(定熵)過程和多變過程的過程方程、參數變化和過程中功及熱量的計算及過程的p-v圖和T-s圖。

第五部分熱力學第二定律

熱過程的方向性、熱力學第二定律的表述;卡諾循環和卡諾定理、克勞修斯積分不等式、熵流和熵產、熵方程、孤立系統的熵增原理;作功能力、作功能力損失與熵產和用平衡方程。

第六部分水蒸氣

飽和狀態、飽和溫度、飽和壓力、飽和濕蒸汽、干度、三相點、水蒸氣狀態的確定、水的定壓加熱汽化過程及其在p-v圖和T-s上的表示、水蒸氣定壓過程的熱量、水蒸氣絕熱過程的功。

第七部分氣體與蒸汽的流動

促使流動速度變化的力學條件和幾何條件、臨界壓力、背壓、絕熱滯止、絕熱溫度和絕熱壓力、絕熱節流。

第八部分壓氣機的熱力過程

活塞式壓氣機理論耗功、余隙容積、余隙容積比、容積效率、余隙容積對壓氣機理論耗功的影響、分級壓縮中間冷卻、分 級壓縮中間冷卻各級壓力比選擇、分級壓縮中間冷卻壓氣機耗功及熱量。

第九部分氣體動力循環

循環分析的一般方法、循環抽象與簡化、標準空氣假設、活塞式內燃機循環抽象與簡化、活塞式內燃機的混合加熱理想循環、 定壓加熱理想循環和定容加熱理想循環分析、活塞式內燃機的特性參數：壓縮比、定容增壓比、定壓預脹比及它們對熱效率及循環凈功的影響、活塞式內燃機各種理想循環的熱力學比較;燃氣輪機裝置的抽象與簡化、燃氣輪機裝置的定壓加熱理想循環、循環增壓比和增溫比、燃氣輪機裝置理想循環分析、提高燃氣輪機裝置循環熱效率的熱力學措施。

第十部分蒸汽動力裝置循環

朗肯循環、蒸汽初參數對循環熱效率的影響;再熱循環分析。

第十一部分制冷循環

逆向循環的經濟性指標及循環進行的條件;壓縮氣體制冷循環、制冷量和制冷系數及循環壓力比的關系、回熱式壓縮氣體制冷循環;壓縮蒸氣制冷循環分析、制冷工質性質表及lgp-h圖、制冷劑的性質。

第十二部分濕空氣

未飽和濕空氣和飽和濕空氣、未飽和濕空氣轉變為飽和濕空氣的途徑、露點、絕對濕度、相對濕度、含濕量、干球溫度和濕球溫度及與露點的關系、濕空氣的焓及h-d圖;濕空氣的烘干過程和空調過程。

參考教材或主要參考書：

《工程熱力學》(第4版)，沈維道等，高等教育出版社，2007年。