工程热力学思考题及答案第三章

1、 沈维道、将智敏、童钧耕工程热力学课后思考题答案工程热力学思考题及答案第三章理想气体的性质怎样正确看待“理想气体”这个概念？在进行实际计算是如何决定是否可采用理想气体的一些公式？答：理想气体：分子为不占体积的弹性质点，除碰撞外分子间无作用力。理想气体是实际气体在低压高温时的抽象，是一种实际并不存在的假想气体。判断所使用气体是否为理想气体（1）依据气体所处的状态（如：气体的密度是否足够小）估计作为理想气体处理时可能引起的误差；（2）应考虑计算所要求的精度。若为理想气体则可使用理想气体的公式。气体的摩尔体积是否因气体的种类而异？是否因所处状态不同而异？任何气体在任意状态下摩尔体积是否都是0.022

2、414m3/mol?答：气体的摩尔体积在同温同压下的情况下不会因气体的种类而异；但因所处状态不同而变化。只有在标准状态下摩尔体积为0.022414m3/mol3摩尔气体常数R值是否随气体的种类不同或状态不同而异？答：摩尔气体常数不因气体的种类及状态的不同而变化。4如果某种工质的状态方程式为pv=RgT,那么这种工质的比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数吗？答：一种气体满足理想气体状态方程则为理想气体,那么其比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数。c5对于一种确定的理想气体，叫-）是否等于定值？是否为定值？在不同温度下叫-）、ccv是否总是同一定值？c答：对于确定的理想气体在同一温度下CpCv

3、为定值，Cv为定值。在不同温度下CpCv为定值,cCv不是定值。麦耶公式cp-cv=Rg是否适用于理想气体混合物？是否适用于实际气体？答：迈耶公式的推导用到理想气体方程，因此适用于理想气体混合物不适合实际气体。试论证热力学能和焓是状态参数，理想气体热力学能和焓有何特点？答：在工程热力学里，在无化学反应及原子核反应的过程中，化学能、原子核能都不变化，可以不考虑，因此热力学能包括内动能和内位能。内动能由温度决定，内位能由v决定。这样热力学能由两个状态参数决定。所以热力学能是状态参数。由公式h=u+pv可以看到，焓也是由状态参数决定，所以也是状态参数。对于理想气体热力学能和焓只是温度的函数。8气体有

4、两个独立的参数，u（或h）可以表示为p和v的函数，即u=fu（pv）。但又曾得出结论，理想气体的热力学能、焓、熵只取决于温度，这两点是否矛盾？为什么？答：不矛盾。实际气体有两个独立的参数。理想气体忽略了分子间的作用力，所以只取决于温度。9为什么工质的热力学能、焓、熵为零的基准可以任选？理想气体的热力学能或焓的参照状态通常选定哪个或哪些个状态参数值？对理想气体的熵又如何？答：在工程热力学里需要的是过程中热力学能、焓、熵的变化量。热力学能、焓、熵都只是温度的单值函数，变化量的计算与基准的选取无关。热力学能或焓的参照状态通常取0K或0C时焓时为0,热力学能值为0。熵的基准状态取Po=lO1325Pa

5、、TQ=0K熵值为010.气体热力性质表中的u、h及s0的基准是什么状态?答：气体热力性质表中的uh及s0基准是态是（T0,p0），T0=0K，p0=101325Pa11在如图3-1所示的T-s图上任意可逆过程1-2的热量如何表示？理想气体在1和2状态间的热力学能变化量、焓变化量如何表示？若在1-2经过的是不可逆过程又如何？答：图3-2中阴影部分面积为多变过程1-2的热量。对于多变过程其热力学能变化量及焓变化量可由下面两式计算得到：Au=c（TT）=c（TT）=qv21v21v,1-2Ah=c（TT）=c（TT）=qp21p21p,12过初始状态点，做定容线2-2，图3-3中阴影部分面积为多变

6、过程1-2的热力学能变化量。过初始状态点，做定压线2-2，图3-4中阴影部分面积为多变过程1-2的焓变化量。若为不可逆过程，热力学能、焓不变如上图。热量无法在图中表示出来。理想气体熵变计算式（3-34a）、（3-35a）、（3-36a）、（3-37a）等是由可逆过程导出的，这些计算式是否可用于不可逆过程初、终态的熵变？为什么？答：可以。因为熵是状态参数，只与初终状态有关，与过程无关。,6qcdTds=revqds=熵的数学定义式为T，比热容的定义式为切=cdT，故T理想气体的比热容是温度的单值函数，所以理想气体的熵也是温度的单值函数。这一结论是否正确？若不正确，错在何处？ds=叫答：T中，切rev为一微元可逆变化过程中与热源交换的热量，而切=CdT中切为工质温度升高dT所吸收的热量，他们是不能等同的，所以这一结论是错误的。（1）气体吸热后熵一定增大（）。（2）气体吸热后温度一定升高（）。（3）气体吸热后热力学能一定升高（）。（4）气体膨胀时一定对外做功（）（5）气体压缩时一定耗功（）答：（1）（X）（2）（X）（3）（X）（4）（X）（5）（V）道尔顿分压定律和亚美格分体积定律是否适用于实际气体混合物？答：不适用。混合气体中如果已