（课程代码419）
第一部分 考试说明
一. 考试性质
全国硕士研究生入学考试是为高等学校招收硕士研究生而设置的。工程热力学是为热能动力类各专业考生设置的专业课程考试科目之一，由招生学校自行命题。本课程考试的评价标准是：高等工业学校相关专业本科的优秀毕业生能达到及格或及格以上水平，以保证被录取者具有较深厚、坚实的工程热力学基础理论知识。
考试对象为：2004年相关专业的应届本科毕业生；从事相关专业工作，具有同等学力的在职人员。
二. 考试的学科范围
本科目的应试范围为：
1. 工程热力学的基本概念；
2. 热力学基本理论；
3. 工质的基本热力性质；
4. 热力过程和热力循环的分析。
三. 评价目标
工程热力学的考试目标在于考查考生对工程热力学的基本概念、基本理论的掌握程度，以及运用这些知识去分析、求解有关热工问题的能力。本科目考试要求考生：
1. 准确掌握热能和机械能相互转换的规律，并能推广应用于热能与化学能等其他形式能量的转换过程；
2. 掌握热力过程和热力循环的热力学分析方法，深刻了解提高能量利用经济性的基本原则和主要途径；
3. 能熟练运用常用工质的物性公式和图表进行热力计算。
四. 考试形式和试卷结构
1. 考试方式为闭卷、笔试，试卷中所包含的全部试题均为必答题。
2. 考生考试答题的时间为180分钟。
3. 全试卷满分为150分。
4. 构成试卷的试题大致分为两类：基本概念的理解和应用（约占50分），以及基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占100分）。
第二部分 考核要点
一. 基本概念
热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。热力系的分类)。状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。系统的能量，热量和功。
二. 热力学第一定律
热力学第一定律的实质。热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。焓。技术功。几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。
三. 热力学第二定律
可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文表述等）。卡诺循环和卡诺定理（包括卡诺循环、概括性卡诺循环及多热源可逆循环热效率的计算和分析）。熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。温-熵图的分析及应用。熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。能量的品质和可用能的概念。火用（包括热量火用，焓火用，热力学火用的概念和计算）。可用能损失的计算。
四. 理想气体的热力性质
理想气体模型。理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体的比热。理想气体的内能、焓、熵及其计算。
理想气体混合物。分压力和分容积。混合气体的成分表示及不同成分的换算。混合气体的折合分子量和折合气体常数。混合气体的比热、内能、焓和熵的计算。
五. 实际气体及蒸气的热力性质
实际气体（包括实际气体与理想气体的区别）。纯物质的P-v-T关系（纯物质的P-v-T热力学面及其有关概念）。三相点。范德瓦尔方程。
蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。和水蒸气图表及其应用。
六. 湿空气
湿空气的概念。绝对湿度、相对湿度。含湿量。露点。湿空气的焓。干湿球温度。湿空气的焓湿图及其应用。湿空气的基本过程（包括加热和冷却过程、绝热加湿过程、冷却去湿过程）。
七. 气体与蒸气的热力过程
分析气体与蒸气热力过程的目的、方法和步骤。定容、定压、定温和绝热过程（计算及其在p-v和T-s图上的表示与分析）。理想气体多变过程（计算及其在p-v和T-s图上的表示与分析）。
压气机的型式及其工作原理（包括活塞式压气机和叶轮式压气机）。定温、绝热和多变压缩过程的压气机功耗计算。压气机效率。
多级压缩中间冷却。
八. 气体与蒸气的流动
一维稳定流动的基本方程（连续性方程、能量方程、过程方程）。*音速与马赫数。气体与蒸汽在喷管和扩压管中流动的基本特性（包括促使流速改变的力学条件和几何条件，以及两个条件对流速的影响）。
绝热节流及其在工程上的应用。
九. 动力装置循环
分析循环的目的及一般方法。分析循环的热效率法。实际循环的抽象和简化。
活塞式内燃机循环以及各种理想循环（定容加热循环，定压加热循环以及混合加热循环）的计算和能量分析。各种活塞式内燃机理想循环的比较。
燃气轮机装置循环以及其理想循环（布雷顿循环）的循环功和效率的计算，提高循环热效率的方法。
蒸气动力装置朗肯循环及其效率分析。提高蒸汽动力装置循环热效率的各种途径（包括改变初蒸汽参数和降低背压、再热和回热循环）。
各种循环的在p-v和T-s图上的表示及分析。
十. 制冷循环
逆向卡诺循环。热泵循环。制冷系数、供暖系数。制冷能力。
空气压缩制冷循环的计算和分析（包括简单空气压缩制冷循环和回热式空气压缩制冷循环）。蒸气压缩制冷循环的计算和分析。
第三部分 样题
1基本概念的理解和应用
示例：什么是可逆过程？经历一个不可逆过程后，系统是否还能恢复原来的状态？为什么？
2 基本原理的应用和热力学分析能力的考核
示例：
1. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空，如图所示。若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能如何变化？若隔板上有一小孔，气体泄漏入B中，分析A、B两部分压力相同时A、B两部分气体的热力学能如何变化？
2. 理论空气压缩制冷循环中，空气进入膨胀机时的温度为30℃，压力为2.94×105Pa；空气进入压缩机时的温度为0℃，压力为0.98×105Pa。空气可视为定比热理想气体，cp=1.004kJ/(㎏·K),Rg=287J/(㎏·K)。
① 试定性画出此循环的P-v图和T-s图；
② 计算此循环的制冷量q2，耗功量w0以及制冷系数ε。
第一部分 考试说明
一. 考试性质
全国硕士研究生入学考试是为高等学校招收硕士研究生而设置的。工程热力学是为热能动力类各专业考生设置的专业课程考试科目之一，由招生学校自行命题。本课程考试的评价标准是：高等工业学校相关专业本科的优秀毕业生能达到及格或及格以上水平，以保证被录取者具有较深厚、坚实的工程热力学基础理论知识。
考试对象为：2004年相关专业的应届本科毕业生；从事相关专业工作，具有同等学力的在职人员。
二. 考试的学科范围
本科目的应试范围为：
1. 工程热力学的基本概念；
2. 热力学基本理论；
3. 工质的基本热力性质；
4. 热力过程和热力循环的分析。
三. 评价目标
工程热力学的考试目标在于考查考生对工程热力学的基本概念、基本理论的掌握程度，以及运用这些知识去分析、求解有关热工问题的能力。本科目考试要求考生：
1. 准确掌握热能和机械能相互转换的规律，并能推广应用于热能与化学能等其他形式能量的转换过程；
2. 掌握热力过程和热力循环的热力学分析方法，深刻了解提高能量利用经济性的基本原则和主要途径；
3. 能熟练运用常用工质的物性公式和图表进行热力计算。
四. 考试形式和试卷结构
1. 考试方式为闭卷、笔试，试卷中所包含的全部试题均为必答题。
2. 考生考试答题的时间为180分钟。
3. 全试卷满分为150分。
4. 构成试卷的试题大致分为两类：基本概念的理解和应用（约占50分），以及基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占100分）。
第二部分 考核要点
一. 基本概念
热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。热力系的分类)。状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。系统的能量，热量和功。
二. 热力学第一定律
热力学第一定律的实质。热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。焓。技术功。几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。
三. 热力学第二定律
可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文表述等）。卡诺循环和卡诺定理（包括卡诺循环、概括性卡诺循环及多热源可逆循环热效率的计算和分析）。熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。温-熵图的分析及应用。熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。能量的品质和可用能的概念。火用（包括热量火用，焓火用，热力学火用的概念和计算）。可用能损失的计算。
四. 理想气体的热力性质
理想气体模型。理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体的比热。理想气体的内能、焓、熵及其计算。
理想气体混合物。分压力和分容积。混合气体的成分表示及不同成分的换算。混合气体的折合分子量和折合气体常数。混合气体的比热、内能、焓和熵的计算。
五. 实际气体及蒸气的热力性质
实际气体（包括实际气体与理想气体的区别）。纯物质的P-v-T关系（纯物质的P-v-T热力学面及其有关概念）。三相点。范德瓦尔方程。
蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。和水蒸气图表及其应用。
六. 湿空气
湿空气的概念。绝对湿度、相对湿度。含湿量。露点。湿空气的焓。干湿球温度。湿空气的焓湿图及其应用。湿空气的基本过程（包括加热和冷却过程、绝热加湿过程、冷却去湿过程）。
七. 气体与蒸气的热力过程
分析气体与蒸气热力过程的目的、方法和步骤。定容、定压、定温和绝热过程（计算及其在p-v和T-s图上的表示与分析）。理想气体多变过程（计算及其在p-v和T-s图上的表示与分析）。
压气机的型式及其工作原理（包括活塞式压气机和叶轮式压气机）。定温、绝热和多变压缩过程的压气机功耗计算。压气机效率。
多级压缩中间冷却。
八. 气体与蒸气的流动
一维稳定流动的基本方程（连续性方程、能量方程、过程方程）。*音速与马赫数。气体与蒸汽在喷管和扩压管中流动的基本特性（包括促使流速改变的力学条件和几何条件，以及两个条件对流速的影响）。
绝热节流及其在工程上的应用。
九. 动力装置循环
分析循环的目的及一般方法。分析循环的热效率法。实际循环的抽象和简化。
活塞式内燃机循环以及各种理想循环（定容加热循环，定压加热循环以及混合加热循环）的计算和能量分析。各种活塞式内燃机理想循环的比较。
燃气轮机装置循环以及其理想循环（布雷顿循环）的循环功和效率的计算，提高循环热效率的方法。
蒸气动力装置朗肯循环及其效率分析。提高蒸汽动力装置循环热效率的各种途径（包括改变初蒸汽参数和降低背压、再热和回热循环）。
各种循环的在p-v和T-s图上的表示及分析。
十. 制冷循环
逆向卡诺循环。热泵循环。制冷系数、供暖系数。制冷能力。
空气压缩制冷循环的计算和分析（包括简单空气压缩制冷循环和回热式空气压缩制冷循环）。蒸气压缩制冷循环的计算和分析。
第三部分 样题
1基本概念的理解和应用
示例：什么是可逆过程？经历一个不可逆过程后，系统是否还能恢复原来的状态？为什么？
2 基本原理的应用和热力学分析能力的考核
示例：
1. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空，如图所示。若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能如何变化？若隔板上有一小孔，气体泄漏入B中，分析A、B两部分压力相同时A、B两部分气体的热力学能如何变化？
| A | B |
2. 理论空气压缩制冷循环中，空气进入膨胀机时的温度为30℃，压力为2.94×105Pa；空气进入压缩机时的温度为0℃，压力为0.98×105Pa。空气可视为定比热理想气体，cp=1.004kJ/(㎏·K),Rg=287J/(㎏·K)。
① 试定性画出此循环的P-v图和T-s图；
② 计算此循环的制冷量q2，耗功量w0以及制冷系数ε。