工程热力学基础课后答案供参习

1、页眉内容第一章1. 闭口系统与外界没有质量交换，系统内质量保持恒定的热力系统一定是闭口系统，这种说 法是否正确。答：不一定是闭口系统，也可能是不稳定流动敞开系统。2. 开系与闭系是可以相互转变，系统的选择对问题的分析有无影响？ 答：随着研究者所关心的问题不同， 系统的选取可不同， 系统所包含的内容也可不同， 以方 便解决问题为原则。 系统选取的方法对研究问题的结果并无影响， 只是解决问题时的繁杂程 度不同3. 系统处于热力学平衡，是否温度和压力必须处处相等？ 答：平衡状态是指在没有外界影响的条件下， 系统的宏观状态不随时间而改变。 在平衡状态， 系统中没有不平衡的势 （或驱动力） 存在。温差的

2、存在， 系统就有热量的传递， 力差的存在， 系统就有力的传递， 有位移的存在， 所以要系统处于热力学平衡， 就必须使温度和压力处处 相等。4. 状态参数有什么特点？ 答：状态参数是整个系统的特征量， 它不取决于系统状态如何变化， 只取决于最终的系统状 态。因此，状态参数是状态的的单值函数，状态一定，状态参数也随之确定；若状态发生变 化，则至少有一种状态参数发生变化。 换句话说， 状态参数的变化只取决于给定的初始状态 和终了状态， 而与变化过程中所经历的一切中间状态或途径无关。 因此， 确定状态参数的函 数为点函数，则具有积分特性和微分特性5. 平衡状态与稳定状态有何区别与联系？平衡状态与均匀状

3、态有何区别与联系？ 答：稳定状态是指状态参数不随时间改变， 但这种不变可能是靠外界影响来维持的。 平衡状 态是指不受外界影响时状态参数不随时间变化。两者既有区别，又有联系， 平衡必稳定，稳 定未必平衡。均匀状态是指不受外界影响时不但状态参数不随时间变化， 而且状态参数不随空间变化。 均 匀必平衡，平衡未必均匀。当然对于由单相物质组成的系统，均匀必平衡，平衡也必均匀6. 什么是准平衡过程？引入这一概念在工程上有什么好处？ 答：在过程进行中系统随时保持无限接近平衡状态，就称为准静态过程或准平衡过程。在实际的热力过程中， 由于不平衡势差的作用必将经历一系列非平衡态。 这种非平衡状态实 际上无法用少数

4、状态参数描述。 为此，研究热力过程时， 需要对实际过程进行简化，建立某 些理想化的物理模型。 准静态过程和可逆过程就是两种理想化的物理模型， 从而使得对问题 的分析与计算大为简化。7. 容器内压力不变，测该容器压力的压力表的读数是否会改变？ 答：容器上压力表的读数是表压力， 它除了与工质的绝对压力有关外， 还与它所处的环境压 力有关，因此， 当压力表处于不同的环境时， 压力表读数会不同。 容器内工质的压力计算公 式为： 当工质绝对压力大于大气压力时，压力计的示值称为表压力，以符号 表示，则 当工质绝对压力小于大气压力时，压力计的示值称为真空度，以 表示。则 大气压力 是地面上空气柱的重量所造成

5、的， 它随着各地的纬度、 高度和气候条件而有些变 化，可用气压计测定。 由此可见， 即使工质的绝对压力不变， 表压力和真空度仍有可能变化。8. 经历一不可逆过程后，系统和外界能否恢复原来的状态？ 答：能。只是必须在环境留下痕迹9. 实现可逆过程的基本条件是什么？可逆过程与准静态过程有何不同？ 答：实现可逆过程的充分条件是： 过程是准静态过程， 即过程所涉及到的有相互作用的各 物体之间的不平衡势差为无限小； 过程中不存在耗散效应， 即不存在由于摩擦、 非弹性变页眉内容形、电流流经电阻等使功不可逆地转变为热的现象。它们的区别在于，准静态过程着眼于平衡， 耗散效应对它无影响，而可逆过程不但强调平衡，

6、 而且强调能量传递效果。可逆过程中不存在任何能量损耗， 因而它是衡量实际过程效率高低 的一个标准，也是实际过程的理想极限。10. 表压力或真空度为什么不能当作工质压力？工质的压力不变，测量它的压力表或真空度的读数是否会变化？看7题11. 平衡状态是不随时间改变的，所以一定是均匀状态，对吗？看5题习题用刚性壁将容器分割成两部分，如图12所示。压力表A和C位于大气环境中，它们分别测量室2和室1的压力，压力表 B位于室2中，测量室1的压力。(1)若pB= 0.25MPa, pc= 0.32MPa,大气压力为0.1MPa，试计算压力表 A的读数及室1、室2的绝对压力。若A为真空计，其读数为0.05MP

7、a ,压力表B的读数为0.06MPa,则压力表C的读数为多 少？解：(1) p1 = pC+ p0 = 0.32 + 0.1 = 0.42MPap1= pB+ p2P2= P1 一一 Pb= 0.420.25 = 0.17MPapA= P2 一一 P0= 0.17 0.1 = 0.07MPa(2) p2 = P0 一一 Pa= 0.1 0.05 = 0.05MPapi= P2十 Pb= 0.05 + 0.06 = 0.11MPapc= Pi 一 P0= 0.11 0.1 = 0.01MPa第三章例题1: 150 C的液态水放在一密封容器内，试问水可能处于什么压力？解：查饱和蒸汽表，t1=150

8、 C时ps=476kPa因此水可能处于卩476kPa,若p<476kPa则容器内150C的水必定要变成过热汽。习题14:已知水蒸气的压力为p=0.5MPa，比体积v=0.35m3/kg .问这是不是过热蒸汽？如果不是，那么是干饱和蒸汽还是湿蒸汽？用水蒸气表 求出其他参数解：利用水蒸气表，p=0.5MPa时查得所以该水蒸气不是过热蒸汽而是饱和湿蒸汽思考题4. 气体的比热容c、cv、cp是否是状态参数？C不是状态参数，cv、cp是状态参数.的大5. 如果比热容只是温度的单调递增函数，当t2>t1时，平均比热容、小关系如何？页眉内容6. 对于理想气体，,它们的适用条件是什么？理想气体的一

9、切过程实际气体定容、或定压过程8. 理想气体的热力学能的基准点是以压力还是温度或是两者同时为基准规定的?是以温度为基准9. 试说明理想气体热力学能和焓的特点 理想气体热力学能和焓只与温度有关10. 绝热容器内盛有一定气体，外界通过容器内叶轮向空气加入wkJ的功若气体视为理想气体试分析气体热力学能、焓、温度、熵的变化。 热力学能增大、焓增大、温度增高、熵增大。11. 迈耶公式是否适用于理想气体混合物，是否适用于实际气体？适用于理想气体混合物 ，不适用于实际气体12. 由 A、B 两种气体组成的混合气体，如果摩尔分数，是否必有质量分数 ?不一定 ，与分子量有关 .14. 压缩因子的物理意义是什么 ?反映实际气体与理想气体的偏离程度；反映气体压缩性的大小.15. 理想气体状态方程用于实际气体时产生偏离的原因是什么？ 实际气体分子本身占有一定的体积 ，实际气体分