工程热力学思考题及答案

算公算公）式bvb

,.,,

:.

..:

.,,安表数会?计(p〉〈p）当大境大表读会根据仪环境当地大环境大境大指表环境5.温度计测温原理温度计冷度显6.经验温标缺点:任经验温标作度温度标准由经验温标依赖测温当选同测温温度采用同理作温度标志来测温除选准温度他温度测值微小差异7.促使原?传位移或功都促使8.(1）将成两装抽成真空隔板若突然抽去隔（）做（2）设真装许隔板每抽去块隔让先复再去块（)做功3）上两情况初到终都p−v图上表示（1)情况功（2）二情作功(3)情qqqq,w,q程不可以在p-v图上表示出来，第二种情况为可逆过程可以p-v图上表示出来。9.经历一个不可逆过程后,系统能否恢复原来状?包括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态？答经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态系统和外界整个系统不能恢复原来状态.系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后系统和外界有什么变化？若上述正向及逆向循环因素，则系统及外界有什么变化？答系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后系统恢复到原来状态外界没有变化；若存在不可逆因素，系统恢复到原状态，外界产生变化。工质及气缸、活塞组成的系统经循环,系统输出的功中是否要减去活塞排斥大气功才是有用功?答：不一定.主要看输出功的主要作用是什么，排斥大气功是否有用。第二章热学第一定律刚性热容间隔板两部分，中有高压，保持真。将隔板分析容空的热力如化？隔板一小孔，体泄漏入，分析A、B两部分力相时、B两体热力学能如化？答：将隔板抽去，根据热力第一定律其中中空气的热力学能不变。若有一孔，以热力系进行分析dE

cv

cgz

cgz

i只有流的流入没有流,i忽略动能、势能

CV

hdUhB部分气体的热力学能增量为少为2.热学一定律能量方程式是否可以写下列两种形式：、q=u+pv的式，为什么？==

q

.,pvq3.q=u+

:

q

4.?()5.吸然内化但变规随变,仍然其关三章二．二表达:“全部变全变”说法当表正,全部,但表正．说法正..3．"当.4．说法:说法,tqtttgtqtttg:

,.

QTT.221,Q2,T112WQQ2认5．1净Wnet愈大愈;×2逆率小逆率)3逆率相；×q6．公式

否相？各适用哪些场合?:式相

qq

适用质,

适用质卡诺7．大气相压缩空气以,否?气质以．1大(×；小×；逆×．否:大逆)大逆×s〉逆Δs×5

逆逆

逆

SS逆,逆g逆？qqqqqq答:可逆

SS可逆、逆、不可逆逆（6）胀的态熵大于态熵S>S，不逆绝热压的终熵21小于态熵S〈？21答:不可逆绝膨胀的终熵大初态S〉S不可逆绝压缩终态熵也于21初态熵〉S。21,（7）逆循有？有

10．可逆过程定容程a—b和定过程a-c,bc两在同一绝线上问q和q哪大并在T—s表过程—b、a—c及q、qabacabac答由可知aq

a

为—b—2—1面积

为-2—1的面积11．一态可绝压和可绝压两种程将气体缩到的压在p—v图和T—s图画出两过，在图上画出过的技功及不逆程用损。答由一态可绝压和可绝压两种程到终如所示.qt绝热过,所t()(T)qpp'

p由图可知，可逆绝热压缩过程的技术功为面积—2—j-m—1，不可逆绝热T压缩过程的技术功为面积—2—f-m-1逆过程的用损失为面积—g-nT—m—112．对于一个孤立系统，其内部若进行了可逆过程则孤立系统的总能不变，总熵不变总火用也不变？答：若系统内进行的是不可逆过程则系统的总能不变总熵增加,总火用减小。第四章理气体的性质怎样确看“理气体这个念?在进行实际计是如决定采用理气体一些公式?答：理想气体：分子不占体积的弹性点，除碰撞外分子无作用力。理想气体是实际气体在低压温时的抽象,是一实际并不存在的假想气体。判断所使用气体是否理想气(1）依据气体所处的状（:气的密度是否足够小)估作为理想气体处时可能引起的误应考计算所要的精.若为理想气体则可使理想气体的公式。2.气的摩尔体积否因气体的种类而异?是因所状态不同而?何气体在任意状态下摩尔体是否都0.022414m/mol？答:气的摩尔体积同温同压下的情况下会因气体的种类异但因所处状态不同而变化。只有标准状态下摩尔积为/mol003.R4.pv=RTg5.,

c

v

?

c

c

v

c

v

c

c

v

?

c

v

c

c

v

c

v

c

c

v

6.:.7.,,,,v.h=u+,8.hvu=fp,v熵,矛什忽略分,取什任照通选哪熵需要熵量熵单算基取照取0K0℃时时00熵准取p=101325Pa熵010.uh基?ppp答：气体热力性质表中的u、h及基准是态是,

，11.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?若在1—2经过的是不可逆过程又如何？答:图中阴影部分面积为多变过程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：cT)T)vv'

vcT)(T

'

)

,过初始状态点，做定容线2’，图3中阴影部分面积为多变过程2的热力学能变化量;过始态点，定压线’,图中阴影分面积为多变过程—的变量不可逆过，热力能、焓变如上。热量无在图中示出来。12.理想气体计算式由可逆程导出，这计算式可用于可逆过程初、态的熵？为什？答：可。因为是状态数，只初终状有关与过程关。rev13.熵的数学式为定义为=故T=cdTAABAABBMMw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?答：一微可逆过程热源换的而中高dT所收的热量，它们是不能等同的所以这一结论错误的.14.1）气体吸后熵定增大(.(2）体吸热后度一定升高（3）气体吸热后热力学能一定升（体膨胀时一定外做功）(5)气体压缩时一定耗功（）答：（1）（×)(2)（×)（）（×）(×)(5）(√)15.道尔顿分压定律和亚美格分体积律是否适用于实际气体混合物答：不适用.16.混合气体中如果已知两种组分和B摩尔分数x>x，能否断定质分数也AB是w〉w?ABMMxwxw答：因为，混合气体的折合摩尔质相同，但是组分A和B摩尔的摩尔质量大关系不能确定所以不能断定第五章际气体的性质及热力学一般关系式实际体性理想性差因？在条件才可以实作为气体？理想气型中了气分用和体分占据积体只高温状态其性质和体相者在常压不化气体，如气气气的性质与理想气体，以它作理想气体,的化.2.压因Z的物理么?否Z作常处理答压因子为温度压力相同时的实气体比体积与理想体比体积比。压缩因子不气的而其状而异，种体有不同的=f(p，T因常数。度不,但在实气体状态程的的高？尔式于能近气体性质,为实式了因高的。物数a和数据合,也可以物的Tpv，种？rrrrrraab5.:pTv,.?u=sp)立,些若立,称“”容该出此.如方学般际ΔuΔhΔs程行导后学般关,行8.出学般关程:.9.般?方容程.该容4MPa200,容容后若.程中程中q=w,?法.,

Δu≠0q=.4.,.5.,

,

,,.,.觉.一加散发增6.谓解释、、霜象并它们发生条件:分对称或简称a）地发现比可纳多但夜地把自身热传地面下随呈现态发足够多分与微灰尘颗粒合一起分本身互粘,滴冰晶,基条一近面充二地三必须一个聚核尘埃等b)遇物珠两基本条件一条好二比物（指与比).逐且,珠c）霜近面物华现霜两个基本条件一多二(O℃)物与物接候余如0°C下,多物表华冰晶霜.7.对球球及三者哪个对,三者又如对球数值对三者等8.谓对愈愈说吗:d1千克带质对实际包与同下最多包百比对一比值简说对愈愈他下最多包关vttvtt9.刚性容器内湿空气温度保持不变而充入干空气容器内湿空气的d、pv如何变化？答：减小，减小,p减小。10.若内定温的、d、h如何化答：减，，大。第章理体热过程分析体热?用决试体定过之答题1．根据过程特点(及

过程方程2．根据过方程

始、终态参数之间关系3．由热力第一定律等

q,

,t4．分析量转换关系用P—V图—S图）（根据需要可以定性也可以定量）例：1)

过程方式：

常数

（特征)

(方程）2）

2初、终态参之间的关

或

VV

03）

计算各：

R

P214）

VVPV2V11RT1qRT1P，上工质态参的变规律能量转情况tt闭口系：1—2过程

0

qq0开口系:1—2过程

0t

q

tq2.对于理想气体的任何一种过程,下列两组公式是否都适用：Ⅰ

(tV(p

)2)2

Ⅱ

q(tVq(tp

)2)21答:不是都适用.第一组式适用于何一种程二公式

qt

2

1适用于容过程，

q(tp

)2

适用于压过程。3.在定容过程和定压过中气体的量可据过程中气体的比容乘温差来计算定过气的度变在温程是需气加热？如果加的应何算？答：定过对体加热。21qRTt

RTV11214.过程热量q和过程功w都过量，和过的径有。由温过热量t只逆程限绝t只逆程限绝于热试答公式只要状态参数p、v和v确定了，q的数值也确定了，是q与途112径无关？答：对于一个定温过程，过程途径就已经确定了。所以是与途径有关的。5.在闭口热力系的定容过程中，外界对系统施以搅拌功w,问这时mcvdTδ答成立6.绝过的程功w和技功wt的计式w=u,w是否只限于理想气12t12体？是只限于逆绝热过程？为什么?答:不只于理想气体和可逆的热过.因为=Δ+和q=Δ+通用公适用何工质任过程要是绝热程q=0是可是不可逆。以=u−th−不可过7.试判断下列说法对吗:（1)定容过程既无膨胀（或压缩）功的过(2）绝热过程即定熵过程；3）多变过程即任意过。答:（1）（×;（2)（×);3）（×)8.如图：〉≠q3定过程

。中—2、为定容过程1-4、2—3为：1-2

+wq=Δu1-231-231—

—31—4-3=Δuw〉w1——3,1-231-43

>q12-314—9.如图所示。有两个任意过a-b及a—c，b、c在同一条绝热线上，试问Δu与Δu哪个大？若b、c在同一条定温线上,结果又如何?abac：同热b、一线ac：同热b、一线ac以：(T）q答在条绝〈Δ，若b、c在同一条定温线上,二者相等.10.在T—s图上如何表示绝热过程的技术功和膨胀?答:绝热过程,不管是否是可逆过程都有所以在T—S图上的表示方法与第三章相同。11.在p-v图和T-s图上如何判断过程中q、w、Δu、Δh的正负?答：1）的判别：以(V)为界:

P—V图上右方S图上2），：右上方P—V图上上方S图上3）的别：上方以（T)为:

P—V图上向T—S图上

1.2.:1.143.4.a1MPa,12)2—2'后果上什1

2

取5.定过程线然节过逆何推导节微效应Jμ利dh=0:定线并节过程线.节近烈扰及平衡定衡节节后节节后节过定过程过程=0

过程1.及,过程,qpg1g1p1g11qqpg1g1p1g11qg1g1p1'所以仍然需要采用分级压缩。2.压气机按定温压缩时气体对外放出热量，而按绝热压缩时不向外放,为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济？答：绝热压缩时压气机不向外放热，热量完全转化为工质的内,使工质的温度升高不利于进一步压缩容易对压气机造成损,耗功大.等温压缩压气机向外放热，工质的温度不变，有利于进一步压缩耗功小，所以等温压缩更为经济。3.压气机所需要的功也可以由第一定律能量方程式导出，试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需要的功，并用T—s图上面积表示其值.答：由第一定律能量方程式，定温过程，所以tpRcp多变程t

pR，同时则有q

nn

cv

nn

1k

21p2

kk

R2T1

RT2

nn

c

nRT2n

nn

绝热缩过程以

c

t

p21

kk

RTTk1

R2

kk

等温程所作功为图中积过程作的功图中T面积s-f—n多变程所作功为图面积—j—g-2—nn.4.叶轮是压气机不可逆绝热压缩比可逆绝热压缩多耗功可用7—2中的面积m22’nm表示,这是否即是此不可逆过程的做功能力损失？为什么？s答：多耗功量不就损的做功能力失。为i

(

'

)(s

'

)(T

'

)

为图—2上积—n-m所示.5.如所的压缩过程—2若可逆的,则一程是什么过程?它与不可逆绝热压缩过程1-2的区别何在?两者之哪一过消耗的功大？大多少？答若压缩程12是可逆的,则为升温压吸过程它不可逆绝热压缩过程的区别该过没有不逆因素影响所消耗功是最小的,且可以T上吸出。对缩过程q=Δu=u，而可逆热压过程q=Δ+=−u所以不可程消功大，值为p)ptTp)ptT第十章力循环以活,方。。施.然后分析实际论、及。内燃容想想若两者初态同压比同他的效是相？什？卡循的压缩比他相，热率何为?p答:若两者初态同压比同它的热效相因为pk对于定加理循环带效率公可知二相等。卡诺循环的缩比与们相同则有

，

它们的效率都相。3.活塞式内燃机循环理上能否用回热提高热率？实中是否用？为什么？答：理上可以用回热提高热率。在际中也到适当应.如果采用极限回，可以高热效但所需回热器热面积于无穷，无法现。4.燃气轮机装循中压过若用温缩减压所耗的，因而增加循净,但在没回的循热率为么而，分析。答：采用定温压缩增加了环净功.而在过程中不，，所以热率。5.燃轮机装置循中,程在理想限情采用温，可增大过程出的功因而增加循环净功但没有回热的情循环热效率而，什么？答：定温大过出的功增加循净功但

不，以热率。6.加燃气式动机是在气式动机入装有加力用的的动机需要然高度出,进加燃增大力理论循环的效比定压燃式动机循环的热效提高是？为?=m=mh-h）

q

7.,,.,8-58—6c,st都）学果差？何区？:原Q1=cmΔt,w0=wTwc=m[(h-h4)h—h）］）第2:Q1=cmΔt+cmt=cmΔ2）w0=wTB=m(h-h））对2,wTA=wc,即m(h3-h4)=m(h2h或m—m）h3-h）(4）3)4w0=m[h3h)h—h)]结种均果,/Q01必章干初,者,果?干饱区均即.十400,必.蒸过蒸都

十差过蒸蒸.过蒸蒸,3.

4.,被排入冷凝器却水放出大量量q如果将直接送入锅吸变为新2避免冷凝器放走大量量减少对新加q大1吗?样想法对对?为什么?样想法对为从学第二律来讲一个非自发过进行一个自发过进行来为补充却水排样一个补充,缺少5.为吸放接近过我们又常说吸放最为利为什么大多数情况下反较柴油:柴油缸壁为冷却水进入缸空冷却烧室冷却材料承受较,通常1800—2300K过器面里面器壁面柴油最很少超600K.较.6.应泵来供给等（例如100℃上下量比直接利量来济,人设想将冷凝器放出量一分泵段（100℃下锅炉给水样虽然需添泵设备但却消段回,抽回设备简,对也益样法正确想正确回通过减差传从靠近一步该题法恰加差传