工程热力学思考题答案第四章

1、第四章气体和蒸汽的基本热力过程试以理想气体的定温过程为例，归纳气体的热力过程要解决的问题及使用方法解决。答：主要解决的问题及方法：(1)根据过程特点(及状态方程)一一确定过程方程(2)根据过程方程一一确定始、终状态参数之间的关系(3)由热力学的一些基本定律计算q,w,wt,u,h,s(4)分析能量转换关系(PV图及TS图)(根据需要可以定性也可以定量)例：1)过程方程式：T二常数(特征)PV=常数(方程)2)始、终状态参数之间的关系：2=空P2Vi3)计算各量：u=0、h=0、s=RIn-2-=RInPiVi4)P?V图，T?S图上工质状态参数的变化规律及能量转换情况对于理想气体的任何一种过程

2、，下列两组公式是否都适用？答：不是都适用。第一组公式适用于任何一种过程。第二组公式quCv(t2ti)适于定容过程，qhCp(t2ti)适用于定压过程。在定容过程和定压过程中，气体的热量可根据过程中气体的比热容乘以温差来计算。定温过程气体的温度不变，在定温过程中是否需对气体加入热量？如果加入的话应如何计算？答：定温过程对气体应加入的热量过程热量q和过程功w都是过程量，都和过程的途径有关。由理想气体可逆定温过程热量公式qp1VlInv2可知，故只要状态参数p1、v1和v2确定了，q的数值也确定了，Vi是否q与途径无关？答：对于一个定温过程，过程途径就已经确定了。所以说理想气体可逆过程q是与途径有

3、关的。在闭口热力系的定容过程中，外界对系统施以搅拌功w,问这QmcVdT是否成答：成立。这可以由热力学第一定律知，由于是定容过wpdvpvpvInRTIn一为零。故QmcvdT,它与外界是否对系统做功无关。vv1v1绝热过程的过程功w和技术功Wt的计算式：w=u1u2,wt=h1h2是否只限于理想气体？是否只限于可逆绝热过程？为什么？答：不只限于理想气体和可逆的绝热过程。因为quw和qhwt是通用公式，适用于任何工质任何过程，只要是绝热过程q0无论是可逆还是不可逆。所以w=UW，wt=hih2不只限于可逆绝热过程。试判断下列各种说法是否正确：(1)定容过程既无膨胀(或压缩)功的过程；(2)绝热

4、过程即定嫡过程；(3)多变过程即任意过程。答：(1)(X)；(2)(X)；(3)(X)参照图4-17:试证明：qi23qi430途中1-2、4-3为定容过程，1-4、2-3为定压过程证明:q1 2 3= U1 2 3W123, q1 4 3 =U1 4 3W1 4 3因为：u是状态量与过程无关,U1 2 3与 U1 4 3起始状态'样，故U1 2 3 = U1 4 3 ,由图知w1 2 3w1 4 3 ,所以：q1 2 3 q1 4 3如图4-18所示。今有两个任意过程a-b及a-c, b点及c点在同一条绝热线上，试问：（1）Uab与Uac哪个大？（2）若b、c在同一条定温线上，结果又

5、如何?答：b、c在同一条绝热线上UabUac,若b、c在同一条定温线上，二者相等。因为，ua-b加上b-c过程=ua-c过程，而b-c是个绝热过程，q=0=ubcwbc,wc<0,故Ubc>0,所以有UabUac。若在定温线上Ubc=0,所以UabUac。理想气体定温过程的膨胀功等于技术功能否推广到任意气体？答：不能。因为它们公式的推导过程中引入了理想气体状态方程式pvRgT,对于一般气体一般状态下是不适用的。下列三式的使用条件是什么？K1K1kkk1k1P2v2PM,T1V1T2v2,T1P1KT2P2K答：使用条件理想气体可逆绝热过程。在T-s图上如何表示绝热过程的技术功wt和膨胀功w?答：绝热过程，不管是否是可逆过程都有wth,wu，故有：其中u，h（图中阴影部分）（1-2绝热线）及可表示膨胀功和技术功的变化情况。在p-v图和T-s图上如何判断过程中q,w,wt,u,h,s的正负？试以可逆绝热过程为例，说明水蒸气的热力过程与理想气体热力过程的分析计算有什么异同?答：对于可逆绝热过程水蒸气和理想气体都有:2q1Tds0,wuu1u2,wthh1h2,差别在于水蒸气没有适当而简单的状态方程，同时cp,cv,h,u也不都是温度的单值函数。实际过程都不可逆，那么本章讨论的理想可逆过程有什么意义？答：意义在与实际过程是很复