【正文】 思考題 第一章 答：不一定。穩(wěn)定流動開口系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量也可以保持恒定。 答：這種說法是不對的。工質(zhì)在越過邊界時，其熱力學能也越過了邊界。但熱力學能不是熱量，只要系統(tǒng)和外界沒有熱量地交換就是絕熱系。 答：只有在沒有外界影響的條件下，工質(zhì)的狀態(tài)不隨時間變化，這種狀態(tài)稱之為平衡狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)只要其工質(zhì)的狀態(tài)不隨時間變化，就稱之為穩(wěn)定狀態(tài)，不考慮是否在外界的影響下，這是他們的本質(zhì)區(qū)別。平衡狀態(tài)并非穩(wěn)定狀態(tài)之必要條件。物系內(nèi)部各處的性質(zhì)均勻一致的狀態(tài)為均勻狀態(tài)。平衡狀態(tài)不一定為均勻狀態(tài)，均勻并非系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)之必要 條件。 答：壓力表的讀數(shù)可能會改變，根據(jù)壓力儀表所處的環(huán)境壓力的改變而改變。當?shù)卮髿鈮翰灰欢ㄊ黔h(huán)境大氣壓。環(huán)境大氣壓是指壓力儀表所處的環(huán)境的壓力。 答：溫度計隨物體的冷熱程度不同有顯著的變化。 答：任何一種經(jīng)驗溫標不能作為度量溫度的標準。由于經(jīng)驗溫標依賴于測溫物質(zhì)的性質(zhì)，當選用不同測溫物質(zhì)的溫度計、采用不同的物理量作為溫度的標志來測量溫度時，除選定為基準點的溫度，其他溫度的測定值可能有微小的差異。 答：系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的傳熱和位移或系統(tǒng)與外界之間的熱量的交換與功的交換都是促使系統(tǒng)狀態(tài)變化的原因。 答：（ 1）第一種情況如圖 11（ a） ,不作功（ 2）第二種情況如圖 11（ b） ,作功（ 3）第一種情況為不可逆過程不可以在 pv 圖上表示出來，第二種情況為可逆過程可以在 pv 圖上表示出來。 答：經(jīng)歷一個不可逆過程后系統(tǒng)可以恢復為原來狀態(tài)。系統(tǒng)和外界整個系統(tǒng)不能恢復原來狀態(tài)。 答：系統(tǒng)經(jīng)歷一可逆正向循環(huán)及其逆向可逆循環(huán)后，系統(tǒng)恢復到原來狀態(tài)，外界沒有變化；若存在不可逆因素，系統(tǒng)恢復到原狀態(tài)，外界產(chǎn)生變化。 1答：不一定。主要看輸出功的主要作用是什么，排斥大氣功是否有用。 第二章 答： 將隔板抽去，根據(jù)熱力學第一定律 wuq ??? 其中 0,0 ?? wq 所以容器中空氣的熱力學能不變。 若有一小孔，以 B為熱力系進行分析 iffcv WmgzchmgzchdEQ ???? ????????? ??????????? ????112 11222 22 22 只有流體的流入沒有流出， 0,0 ?? iWQ ?? ，忽略動能、勢能 111111mhUmhdUmhdECV?????? B部分氣體的熱力學能增量為 U? ， A部分氣體的熱力學能減少量為 U? 。 答 :熱力學第一定律能量方程式不可以寫成題中所述的形式。對于 pvuq ??? 只有在特殊情況下，功 w 可以寫成 pv 。熱力學第一定律是一個針對任何情況的定律，不具有 w = pv 這樣一個必需條件。對于公式? ? ? ?121212 wwuuqq ????? ，功和熱量不是狀態(tài)參數(shù)所以不能寫成該式的形式。 答： wuq ??? 適用于任何過程，任何工質(zhì) ????21pdVuq 可逆過程，任何工質(zhì)。 答：推動功是由流進（出）系統(tǒng)的工質(zhì)傳遞而由工質(zhì)后面的物質(zhì)系統(tǒng)作出的。對于閉口系統(tǒng)，不存在工質(zhì)的思考題 流進（出）所以不存在這樣進行傳遞的功。 答：可以。 穩(wěn)定流動能量方程式可應用于任何穩(wěn)定流動過程，對于連續(xù)工作的周期性動作的能量轉換裝置，只要在平均單位時間所作的軸功、吸熱量以及工質(zhì)的平均流量為常量，雖然它內(nèi)部工質(zhì)的狀態(tài)及流動情況是變化的，但這種周期性的變化規(guī)律不隨時間而變，所以仍然可以利用穩(wěn)定流動能量方程式分析其能量轉換關系。 答：同時滿足。進、出口工質(zhì)的流動動能及重力位能的變化可以忽略不計時，穩(wěn)定流動的開口 系統(tǒng)的軸功即等于技術功；膨脹功等于技術功與流動功的代數(shù)和。 答：忽略動能影響的穩(wěn)定流動、且混合過程為絕熱： iWHHHQ???? ??????? ??? 123 所以 322113221133213mmmmmmqhqhqhhqhqhqHHH?????????。 第三章 答：理想氣體：分子為不占體積的彈性質(zhì)點，除碰撞外分子間無作用力。理想氣體是實際氣體在低壓高溫時的抽象，是一種實際并不存在的假想氣體。 判斷所使用氣體是否為理想氣體 j 依據(jù)氣體所處的狀態(tài)（如：氣體的密度是否足夠?。┕烙嬜鳛槔硐霘怏w處理時可能引起的誤差； k 應考慮計算所要求的精度。若為理想氣體則可使用理想氣體的公式。 答：氣體的摩爾體積在同溫同壓下的情況下不會因氣體的種類而 異；但因所處狀態(tài)不同而變化。只有在標準狀態(tài)下摩爾體積為 。 答：摩爾氣體常數(shù)不因氣體的種類及狀態(tài)的不同而變化。 答：一種氣體滿足理想氣體狀態(tài)方程則為理想氣體，那么其比熱容、熱力學能、焓都僅僅是溫度的函數(shù)。 答：對于確定的理想氣體在同一溫度下 vp cc ? 為定值， vpcc 為定值。在不同溫度下 vp cc ? 為定值， vpcc不是定值 。 答：麥耶公式的推導用到理想氣體方程，因此適用于理想氣體混合物不適合實際氣體。 答：在工程熱力學里，在無化學反應及原子核反應的過程中，化學能、原子核能都不變化，可以不考慮， 因此熱力學能包括內(nèi)動能和內(nèi)位能。內(nèi)動能由溫度決定，內(nèi)位能由 v 決定。這樣熱力學能由兩個狀態(tài)參數(shù)決定。所以熱力學能是狀態(tài)參數(shù)。由公式 pvuh ?? 可以看到，焓也是由狀態(tài)參數(shù)決定，所以也是狀態(tài)參數(shù)。對于理想氣體熱力學能和焓只是溫度的函數(shù)。 答：不矛盾。實際氣體有兩個獨立的參數(shù)。理想氣體忽略了分子間的作用力，所以只取決于溫度。 答：在工程熱力學里需要的是過程中熱力學能、焓、熵的變化量。熱力學能、焓、熵都只是溫度的單值函數(shù)，變化量的計算與基準的選取無關。熱力學能或焓的參照狀態(tài)通常取 0K或 0℃ 時焓值為 0，熱力學能值為 0。熵 的基準狀態(tài)取 0p =101325Pa、 0T =0K熵值為 0。 答：氣體熱力性質(zhì)表中的 hu、 及 0s 基準是態(tài)是 ? ?00,pT ， KT 00? ， 0p =101325Pa。 1答：圖 32 中陰影部分面積為多變過程 12 的熱量。 對于多變過程其熱力學能變化量及焓變化量可由下面兩式計算得到： 21,139。212 )()( ??????? vvv qTTcTTcu 思考題 21,139。39。212 )()( ??????? ppp qTTcTTch 過初始狀態(tài)點，做定容線 22’，圖 33 中陰影部分面積為多變過程 12 的熱力學能變化量 ；過初始狀態(tài)點，做定壓線 22’，圖 34 中陰影部分面積為多變過程 12 的焓變化量 ；若為不可逆過程，熱力學能、焓不變?nèi)缟蠄D。熱量無法在圖中表示出來。 1答： 可以。因為熵是狀態(tài)參數(shù)，只與初終狀態(tài)有關，與過程無關。 1答： Tqds rev?? 中， revq? 為一微元可逆變化過程中與熱源交換的熱量，而 cdTq?? 中 q? 為工質(zhì)溫度升高 dT所吸收的熱量，他們是不能等同的所以這一結論是錯誤的。 1（ 1）（ ） （ 2）（ ） （ 3）（ ） （ 4）（ ） （ 5）（ √） 。 1答：不適用 1答：因為 AAeqA wMMx ?, BBeqB wMMx ?，混合氣體的折合摩爾質(zhì)量相同，但是組分 A 和 B 摩爾的摩爾質(zhì)量大小關系不能確定。所以不能斷定 BA ww ? 。 第四章 答：主要解決的問題及方法： （ 1）根據(jù)過程特點（及狀態(tài)方程） ?? ?? 確定 過程方程 （ 2）根據(jù)過程方程 ?? ?? 確定 始、終狀態(tài)參數(shù)之間的關系 （ 3）由熱力學第一定律等 ?? ?? 計算 shuq t ??? ,, ?? （ 4）分析能量轉換關系（用 P— V圖及 T— S 圖）（根據(jù)需要可以定性也可以定量） 例： 1） 程方程式： 常數(shù)?T （特征） 常數(shù)?PV （方程） 2) 始、終狀態(tài)參數(shù)之間的關系： 22111221 VPVPVVPP ?? 或 3) 計算各量： 1212 lnln00PPRVVRshu???????? 思考題 12121212lnlnlnlnVVRTqVVRTVVRTVVPVVdVPVP dVtt????????? ???????000????qu? 4) 圖圖， STVP ?? 上工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律及能量轉換情況：略。 答：不是都適用。第一組公式適用于任何一種過程。第二組公式 )( 12 ttcuq v ???? 適用于定容過程，)( 12 ttchq p ???? 適用于定壓過程。 答：定 溫過程對氣體應加入熱量： 12121212lnlnlnlnVVRTqVVRTVVRTVVPVVdVPVP d Vtt????????? ??????? 答：對于一個定溫過程，過程途徑就已經(jīng)確定了。所以說 q 是與途徑有關的。 答：成立。 答：不只限于理想氣體和可逆的絕熱過程。因為 wuq ??? 和 twhq ??? 是通用公式，適用于任何工質(zhì)任何過程，只要是絕熱過程 0?q 無論是可逆還是不可逆。所以 21 uuw ?? 和 21 hhwt ?? 不只限于可逆絕熱過程。 （ 1）（）（ 2）（）（ 3）（）。 答： q123=Δ u123+w123 , q143=Δ u143+w143 ∵Δ u123=Δ u143, w123 w143 ∴ q123 q143 b、 c 在同一條絕熱線上 acab uu ??? ，若 b、 c 在同一條定溫線上，二者相等。 答：絕熱過程，不管是否是可逆過程都有 uwhwt ?????? , 所以在 TS 圖上的表示方法與第三章第十一題相同。 1答： 1） ? 的判別： 以（ V）為界： 圖上— VP ? ?? ? 02 01 ????往左往右 圖上— ST ????左上方右下方 思考題 2） u? ， h? 的判別： 以（ T）為界： 圖上— VP ?? ??uu左下方右上方 圖上— ST ?? ??uu下方為上方為 3） q 的判別： 以（ T）為界： 圖上— VP ??qq左下方右上方 圖上— ST ??qq向左向右 第五章 ：不能這樣表述。表述不正確，對于可逆的定溫過程，所吸收的熱量可以全部轉化為機械能，但是自身狀態(tài)發(fā)生了變化。所以這種表述不正確。 2. 答：不正確。自發(fā)過程是不可逆過程是正確的。非自發(fā)過程卻不一定為可逆過程。 3. 答：一切非準靜態(tài)過程都是不可逆過程。不可逆因素有：摩擦、不等溫傳熱和不等壓做功。 4. 答：熱力學第二定律的兩種說法反映的是同一客觀規(guī)律 —— 自然過程的方向性 ? ?? 是一致的，只要一種表述可能，則另一種也可能。 假設熱量 Q2 能夠從溫度 T2 的低溫熱源自動傳給溫度為 T1 的高溫熱源。現(xiàn)有一循環(huán)熱機在兩熱源間 工作，并且它放給低溫熱源的熱量恰好等于 Q2。整個系統(tǒng)在完成一個循環(huán)時，所產(chǎn)生的唯一效果是熱機從單一熱源（ T1）取得熱量 Q1Q2，并全部轉變?yōu)閷ν廨敵龅墓?W。低溫熱源的自動傳熱 Q2 給高溫熱源，又從熱機處接受 Q2，故并未受任何影響。這就成了第二類永動機。 ? 違反了克勞修斯說法， ? 必須違反了開爾文說法。反之，承認了開爾文說法，克勞修斯說法也就必然成立。 5. （ 1）（ ） （ 2）（ ） （ 3）（ ） 。 6. 答：這兩個公式不相同。 121q qqt ???適用于任何工質(zhì)，任何循環(huán)。 121TTTt ???適用于任何工質(zhì)，卡諾循環(huán)。 7. 答：不違反熱力學第二定 律，對于理想氣體的定溫過程，從單一熱源吸熱并膨脹做功，工質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生了變化，所以不違反熱力學第二定律。 8.（ 1）（ ） （ 2）（ ） （ 3）（ ） 。 9.（ 1）熵增大的過程必為不可逆過程（ ） （ 2）使系統(tǒng)熵增大的過程必為不可逆過程（ ） （ 3）熵產(chǎn) 0?gs 的過程必為不可逆過程（ √） （ 4）不可逆過程的熵變 s? 無法計算（ ） （ 5）如果從同一初始態(tài)到同一終態(tài)有兩條途徑，一為可逆，另一為不可逆，則 可逆不可逆 SS ??? ，思考題 可逆不可逆 , ff SS ? ， 可逆不可逆 , gg SS ? 是否正確？ 答： 可逆不可逆 SS ??? 、 可逆不可逆 , ff SS ? 、 可逆不可逆 , gg SS ? （ 6）不可逆絕熱膨脹的終態(tài)熵大于初態(tài)熵， S2S1，不可逆絕熱壓縮的終