工程热力学思考题答案,第二章

第二章热力学第一定律1.热力学能量是热吗？答：不，热是一种能量，而热力学能量包括内部势能、内部动能、化学能、原子能、电磁能，热力学能量是一个状态参数，与过程无关，热与过程有关。2.当研究飞机发动机中工作物质的能量转换规律时，如果参考坐标建立在飞机上，工作物质的总能量是否包括外部能量储存？系统的热力学能量包括氢和氧作为燃料的电池系统中氢和氧的化学能吗？答：不，相对于平面坐标系，外部储能为0；氢氧燃料电池系统的热力学能量应该包括化学能，因为系统中有化学反应。3.我们能从基本能量方程得出结论，功、热和热力学能量是性质相同的参数吗？答：不，可以看出公式中的热力学能、非热力学能和热力学能的区别是状态参数，与过程无关。4.刚性隔热容器中间的隔板分为两部分。高压空气储存在A区，真空保持在B区，如图2-1所示。如果隔板被移走，如何分析容器中空气的热力学能量？如果隔板上有一个小孔，气体泄漏到B中，分析当A和B的压力相同时，A和B气体的热力学能如何变化。回答：取下隔板。根据热力学第一定律，容器中空气的热能不会改变。如果有一个小孔，以B为热力学系统进行分析。只有流体进出，忽略动能和势能。乙组分气体的热力学能量增量为，甲组分气体的热力学能量减少为5.热力学第一定律的能量方程可以写成以下两种形式吗？答案：热力学第一定律的能量方程不能以问题中陈述的形式写成。仅在特殊情况下，工作w可以写成pv。热力学第一定律是任何情况下的定律，没有w=pv这样的必要条件。对于公式，功和热不是状态参数，因此不能以公式的形式来写。6.热力学第一定律的解析表达式有时以下列两种形式写成：分别讨论了上述两个公式的适用范围。答：它适用于任何过程和任何工作介质。可逆过程，任何工作介质7.为什么推进力出现在开放系统的能量方程中，而不出现在封闭系统的能量方程中？答：推动功由流入(流出)系统的工作介质传递，并由工作介质后面的材料系统产生。对于闭环系统，没有工作介质流入(流出)，因此没有工作以这种方式转移。8.焓是当工作介质流入(或流出)开放系统时，转移到(或流出)系统的总能量。封闭系统中有焓吗？答：焓值可用。等于系统的内能U加上压力p和体积v的乘积，即H=U pV有必要把气体推进真空容器吗？没有推动力，但有膨胀的力量10.稳定流能量方程能应用于活塞式压缩机在稳定工况下的能量分析吗？为什么？甲：是的。稳定流能量方程可以应用于任何稳定流过程。对于连续周期性运行的能量转换装置，只要工作介质的轴向功、吸热和平均流量在平均单位时间内保持不变，虽然装置中工作介质的状态和流动状态发生了变化，但周期变化规律并不随时间而变化，因此稳定流能量方程仍然可以用来分析能量转换关系。11.为什么比热力学能量、比焓、比熵等？稳定流开启系统不同部分的工作流体都发生变化，而整个系统的工作流体都发生变化，答：稳定流的含义是参数不随时间变化。因此，比热力学能量、比焓、比熵等。不同部分的位置都会改变。12.开口是一个稳定的流动过程。它坐着吗13.将几个流合并成一个流称为合并，如图2-2所示。在该项目中，多个压缩机同时向主风道和混合式热交换器供气，都存在合流问题。通常合并过程是绝热的。