工程热力学思考题答案,第四章

1、4.1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 决的问题及方法：1根据过程特点及状态方程-确定过程方程2根据过程方程确定始、终状态参数之间的关系 山热力学的一些根本定律计？算 q, w, , Aw, /?, Av4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：了二常数特征/>#=常数方程2始、终状态参数之间的关系：彳二冬=RinviAw =0、A/?=0 > Av = -Rin3 计算各量：Pl V1=pvln 乂 = RTInw; = w = RTI nq = = w = RTIn M vAw = 0CD >

2、0i=copv>4 P-V图，T-S图上工质状态参数的变化规律及能量转换悄况I2图A/J = 0 j y q>0 t 开口系： 1 一 2 过程 I ? >4.2 对于理想气体的任何一种过程，以下两组公式是否都适用？Id “二 CY (心斤) ,=Cpg - fJ ; q = “ = 4( G 一? ) 4 = q = A=c 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 = C p(t 2-t )适用于定压过程。4. 3 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参加热量？如果参

3、加的话应如何计算？ 答：定温过程对气体应参加的热量vv= f pdv = pv =pvln 匕=RTIn 乂 j j v v| Vj=w = RTIn 5vi4? 4 过程热量 q 和过程功叩都是过程量，都和过程的途径有关。山理想气体可逆定温过程热量公式q = p xvdnA 可知，故只要状态参数从、气和心确定了， g 的数值也确定了，是否 q 与途径无关？ vi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 g 是与途径有关的4. 5 在闭口热力系的定容过程中，外界对系统施以搅拌功问这dQ = mc vdT 是否成立？答：成立。这可以由热力学第一定律知，由于是定容过二j

4、j y故 dQ = mc xdT , 它与外界是否对系统做功无关。=p山匕=vj 为零4.6绝热过程的过程功M，和技术功叱的计算式:w = “I u2, Wj = /? 一 h2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q二Au + w和。二从+叫是通用公式，适用于任何工质任何过程，只要是绝热过程§ = 0 无论是可逆还是不可逆。 所以“工血 -“2 叫訥-%不只限于可逆绝热过程4.7 註判断以下各种说法是否正确：(1) 定容过程既无膨胀 (或压缩)功的过程；(2) 绝热过程即定嫡过程；(3) 多变过程即任意过程。(X) ； ? (

5、3)(X)4.8参照图4-17:试证明：亠3 H 4亠3。途中1 一 2、4-3为定容过程,1-4. 2-3为定压过程3与起始状态一样？故厶山亠3证明：厲亠3二4+3 "坷亠3+叫亠3因为:AM是状态星与过程无关，山亠"1亠3，由图知1竹亠3>山气亠3,所以：4_2_3 > q 4.9如图4-18所示。今有两个任意过程a-b及ac, b点及c点在同一条绝热线上，试问：1 % C在同与一4-18答: b、C在同一条绝热线上_,< %?假设b、C在同一条定温线上，二者相等因为，加上b-c过程二Ma-c过程，而b-c是个绝热过程，q =0= AUb_c + Wh

6、_c, w<0,故？所以 有假设在左温 线上 叫丫 = °所以 %= %4.10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：pv = RJ ,对于一般气体一般状态下是不能。因为它们公式的推导过程中引入了理想气体状态方程式不适用的。4.11以下三式的使用条件是什么?K-1卩2时=PI時，叩广亠耳叮",Tp? =Tp； ?答：使用条件理想气体可逆绝热过程4.12在T-s图上如何表示绝热过程的技术功叫和膨胀功w?答：绝热过程，不管是否是可逆过程都有叫，故有：其中“，山图中阴影局部1-2绝热线，及可表示膨胀功和技术功的变化情况4. 13在p-v图和T-s图上如何

7、判断过程中几心的正负?答: 10的判别:1往右e > 0以y为弄:P 卩圈上0往左evOi.右卜方Q>0 T S图上2 ?左上方少<004-52力的判别:1右上方Am>0以T为界：卩一寤上_2.左F方L1? 1上方为Am>0 T S图上1 2 ?下方为山<0El* 63 q的判别:I右上方g>0以T为界：PT馮匕*?左卜方<0一 1?向右g>0T M 士 1 2 向左 q<04. 14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讣算有什 么异同？对于可逆绝热过程水蒸气和理想气体都有：q = 0, w = ' =u心，叱二一从=/, -h2,差异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。4.15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杂的