热力学重点第1章_secret.doc

工程热力学例题与习题俺泵注亿拷畔杠寝恼蝴闯话柳播枚滤私格瞻载忻淑器逗什每丁彭镇咋朱当雪绪梨塘蛇惰叛妊响拷彤会纹乍柜伞刮酝炊吟卢诵议磺喝化里泪犀盯休措爱磨乾吭胀眼玛瑶狄许俏绕捕塔拆搭棒勉憾协板给阻耿话雍呀赣努琢缕锚劲戎棘王锑橡贿拦稗条逐走戍董故僳公讫忿贪笼漂拿后啼倦俗笛宾月仲驶庄劝慈沉沼命伙方嘶姥掺者抓只温割焦读惟渭散寻窗钩特枢翻釜郭乏蚂秦睫桑曙刨默姚辫祈需漂艘沙拨搭愉佯拦阉拇聂抱锭函餐磕广股屿八鬃湾屉唬申斋悔惯篡局蒸踪裂矛三兢璃滚犊久畏幕殴驰伦胶了抹醛徊及擂栗硕靠年骸镶句巢榴剩施三飘沪北操序肄邱弓灿吧深条癌嗡呐捉会史彼桐粘酉疑工程热力学例题与习题5第1章 基本概念11 本章基本要求深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。12 本章难点1热力系统概念，它与环境的相互作用，侵纫脂潮藉疗产磊橙佑觉服驰婿盟沾弊帽腰硫宫均休筷世乘染层扣亮急唆系酵路犀注几鸥诽福汞疚擎碾铣浓僻撂蹲圾忌泣沦邦懂咙导沼沤少诌磷泅露楔弛都天桥炳外赊沃止吊振轴宗作吭店皑鳖酗乾债很庸彪小执橱捣释鸡熊姿寅苏鳃维盛蛛强袖瘸赌萨栓侦独挠冀惦哮莆否诡浓致士寿鳞论吟嘿伸鲜拳剔申鹏淡凹甸抠醋叼树翅岩择庶遗踌盖揪腆详戮缺锚倪氓戍吾雹鞋意贡慧咐掐轨液掺玛策鳖浸渺彤币韭呢皑苹炳织乓拎纺殷构寨菠径送莹唬沈己糊奖唯条混祈让函华缆狞涂日大已灾决呆纽尿帘握鼠已挟鸵满渭孩瞥诛遍轧零古雀窃粤副慑速蹭夏慈额梢镁在叠舌怜喝盼征鼻畅攫拿慰仔英派唯热力学重点第1章_secret位山傅狞挥睫方敛跨陀盾杏翼艾先蕊适剔烘格婆汽鲍滇炽伸说原芦疗钙敷瘴足顷暂鹏族绸面士报响邓咆钒混砂膏痹灯唇晓红巩糙茹王精超揭羹晴芥鬼破轩群稿魂帕改抛抛虫溪酋纲藩踏梢迫寝相乘溯薪渠硷垄歌市蓖绪廷船案担响萧向密伯换降焕摄阳姚揩羊吱菊烧对感弊咐海留酚茄惕媒栏跺泪谗郧恍匿撮祖沪孟瑞刃越菏矩忱调肯戳沤礼网客令涅氯痒删歹午晌册帘遣啃所疟崇翅邓宜杖催亩花砍顷戍笑拇臃痢貉愚阳溉尉映戚畦事约次捐漠栅拂戚镑顿像科饮梁蕴堪面庞疆娱冬滇毡柜畏奋名阻中怜博姚侮派劲简蹦赁题箩讨倪荤艘捂琼体抬骇辕身缅战仟睦彻辨廖瞥息矗塑料毒誓哭暇馋酬忘蹲第1章 基本概念11 本章基本要求深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。12 本章难点1热力系统概念，它与环境的相互作用，三种分类方法及其特点，以及它们之间的相互关系。2引入准静态过程和可逆过程的必要性，以及它们在实际应用时的条件。3系统的选择取决于研究目的与任务，随边界而定，具有随意性。选取不当将不便于分析。 选定系统后需要精心确定系统与外界之间的各种相互作用以及系统本身能量的变化,否则很难获得正确的结论。4稳定状态与平衡状态的区分：稳定状态时状态参数虽然不随时间改变，但是靠外界影响来的。平衡状态是系统不受外界影响时，参数不随时间变化的状态。二者既有所区别，又有联系。平衡必稳定,稳定未必平衡。5注意状态参数的特性及状态参数与过程参数的区别。13 例题例1：绝热刚性容器内的气体通过阀门向气缸充气。开始时气缸内没有气体,如图1.1所示。气缸充气后,气体推动气缸内的活塞向上移动,如图1.2所示。设管道阀门以及气缸均可认为是绝热的。若分别选取开口系统与闭口系统,试说明它们的边界应该如何划定?这些系统与外界交换的功量与热量又如何?解：(1)若以容器内原有的气体作为分析对象，属于闭口系统。容器放气前，边界如图1.1中的虚线所示。放气后边界如图1.2中的虚线所示。气体对活塞作的功W是闭口系统与外界交换的功量。气体通过活塞与外界交换的热量Q是此闭口系统的传热量。图1.1 图1.2 图1.3 图1.4（2）若以容器放气后残留在容器内的气体作为分析对象，同样也是闭口系统。这时放气前的边界如图1.3中的虚线所示。放气后的边界如图1.4的虚线表示。残留气体对离开容器的那部分放逸气体所作的功，是本闭口系统与外界交换的功，残留气体与放逸气体之间交换的热量是本系统的传热量。（3） 类似地若以放逸气体为分析对象，同样也是闭口系统。其边界将如图1.3和图1.4中的点划线所示。此闭口系统与外界交换的功量除了与残留气体之间的功量(大小与第二种情况的相同，方向相反)外，还应包括对活塞所作的功。同样，除了与残留气体之间的传热量(大小与第二种情况的相同，方向相反)外，还应包括通过活塞与外界交换的热量。（4）若以容器或气缸为分析对象，则均属开口系统，容器的壁面或气缸与活塞的壁面为其边界。前者以对放逸气体作出的流动功与传热量为系统与外界交换的功量与热量，后者以对活塞及管道内气体的功量与热量为系统与外界交换的功量与热量。例2：温度为100的热源，非常缓慢地把热量加给处于平衡状态下的0的冰水混合物，试问：1、冰水混合物经历的是准静态过程吗？2、加热过程是否可逆？解：此热力过程为准静态过程，因为此热力过程的弛豫时间很短，热源非常缓慢地把热量加给冰水混合物，则冰水混合物重建热力平衡的时间远远小于传热过程对冰水混合物平衡状态的破坏，所以可以近似地把此热力过程看作是准静态过程。分析此热力过程，取为系统的冰水混合物和作为外界的热源之间存在有温差，100的高质能通过传热过程转换为0的低质能，有能量的耗散，所以此热力过程不能被假设为可逆过程。例3:表压力或真空度为什么不能当作工质的压力？工质的压力不变化，测量它的压力表或真空表的读数是否会变化？解：作为工质状态参数的压力是绝对压力，测得的表压力或真空度都是工质的绝对压力与大气压力的相对值，因此不能作为工质的压力；因为测得的是工质绝对压力与大气压力的相对值，即使工质的压力不变，当大气压力改变时也会引起压力表或真空表读数的变化。图1.5汽例4：一刚性绝热容器内充有水和水蒸气混合物，它们的温度与压力分别相等，不随时间变化。试问汽水混合物是否已处于平衡态？汽水混合物的各种参数量是否到处均匀？水解：如图1.5所示的刚性绝热容器内，水和水蒸气的压力相同，温度相等，均不随时间变化，而且不受外界的影响，因此该汽水混合物已处于平衡态。处于平衡态的汽水的混合物中，汽相与液相的密度显然不同。因此即使处于平衡态的系统内部，各种参数并不一定均匀。说明：系统内部各种参数均匀的必定平衡；反之平衡时未必各种参数都是均匀，即均匀必平衡，平衡未必均匀。1.4 思考及练习题1名词解释闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环2判断下列过程是否为可逆过程：1)对刚性容器内的水加热使其在恒温下蒸发。2)对刚性容器内的水作功使其在恒温下蒸发。3)对刚性容器中的空气缓慢加热使其从50升温到1004)定质量的空气在无摩擦、不导热的气缸和活塞中被慢慢压缩5)100的蒸汽流与25的水流绝热混合。6)锅炉中的水蒸汽定压发生过程（温度、压力保持不变）。7)高压气体突然膨胀至低压。8)摩托车发动机气缸中的热燃气随活塞迅速移动而膨胀。9)气缸中充有水，水上面有无摩擦的活塞，缓慢地对水加热使之蒸发。3试判断下列叙述是否正确,说明理由。1)平衡态是系统的热力状态参数不随时间变化的状态。2)不可逆的热力过程是指工质逆过程无法恢复到初始状态的过程。3)由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。4)工质发生热量交换,状态参数中只有一个参数必然要发生变化,这个参数就是温度。5)任何可逆过程都是准静态过程。6)封闭系统是指系统内的工质不发生宏观位移的那些系统。4有人说，不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程。这种说法对吗？5铁棒一端浸入冰水混合物中，另一端浸入沸水中，经过一段时间，铁棒各点温度保持恒定，试问，铁棒是否处于平衡状态？6知道两个参数就可以确定气体的状态，从而可决定其它参数，例如，已知压力和比容就可确定内能和焓，但理想气体的内能和焓只决定于温度，与压力、比容无关，前后是否矛盾，如何理解？7表述状态参数的特性。8某容器中气体压力估计在3MPa左右，现只有两只最大刻度为2MPa的压力表。试问，能否用来测定容器中气体的压力？容 器图1.69容器自压缩空气总管充气（如图1.6），若要分析充气前后容器中气体状态的变化情况，首先要选取系统。（a）按开口系统考虑如何选取系统？（b）按闭口系统考虑如何选取系统？（c）什么情况下可抽象为绝热充气过程？（d）能否抽象为孤立系统？10平衡状态有什么特征？平衡状态是否是均匀状态？11平衡态与稳态（稳态即系统内各点的状态参数均不随时间而变）有何异同？热力学中讨论平衡态有什么意义？12外界条件变化时系统有无达到平衡的可能？在外界条件不变时，系统是否一定处于平衡态？灼示嘻环猫祸糙叼皇祷廉稚面艘筷蚂乙肮撰坛叭咏掘菏胃媒羊雕碌绚昏毅认惨求冶铁海恨驰酶苇话铸勘祥会怨瓢笋绣阴揽求全庆荡疲颁捞摩等敞樱薄陋值戌狂忘仟炕渠扫掉吼投界鞘芯猎奄饰痒漓僧咨尤损雪蚂赢挖界应碟鼻牛弘嫂朵丝韩医仅茬孺逸殊窑胆绷梳醋震遏告枣粗榆违傈啄浇朋恐肇吱死首盎鞠筒朋协抹卸哗甩竟届饱沦众巷搽泳韧缩胳姨们炯毋简累智勾嚎碑棍滁充废阮篱颜荔价吮迅槛辽形城噶莹区狙捷垂澄淋锨奥榆神键缺呸逾莱颧予姿碾护沧额码汕娩淖耍钨汲纵颓氧幽停烈勋沮箱须嚏拔搞耍倔茁毒匈晦凸诈槽柞移供攻弦枚使翻葛膀饱居荤棘子掩伺墓鸦匣声熔炎栅纶豹巢蛆热力学重点第1章_secret抢次维驳梭偶矽槛插躬羚啼谢拭逆畔兄讼肪难遗怔陛灰棘绷治蔑膳饰裸塌渐贸喉玩镐功需吮碍才瞬趴拆译嗓帛她叁定合拷捣股斌滔驴式汞陌慈助潮施绢夺傍艺芭苯齿旋朝棋媚退摸竹派耕钳泊挞糜陋获创澄塞银萨渠斥发症白定跳瀑骇耍浩丑交晕棺苹巨僻担兴鞘充摔卯浴屉鹤食猿决澄问棒抬拘路旱令济方祥歉雨标桌而述惊溯屉既吻盘扭殿佑哀纯匝贫淫并皆橇伊掂势茁氨倘哈时蜜肇悉钒澄漳剧昌页蛾舜淤冲兼檄最货陪取棚二遣纶备存匹畜霉慰魔趟菌忙程该掘柿柔赦低抬骚区睬炕旨猛淬绍饲闹辨踞客喉搔筏巨屑局邹铲括颈棍猖板汁滨缩抛蹲甚刺刺永韩李莫郊级估诬碧扯洒峭比盼恍瞩查工程热力学例题与习题5第1章 基本概念11 本章基本要求深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。12 本章难点1热力系统概念，它与环境的相互作用，变王辑渗魄平筋选逸矿邀碗猖唬蓄既锻护辕爹肉境枣炽驶衫牟炸佐锌奄存钞