工熱課后思考題答案(已修改)
2025-07-04 16:11 本頁面
【正文】 工程熱力學(xué) 高等教育出版社 沈維道主編 思考題答案 m整理 第一章基本概念與定義1．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2．答：這種說法是不對的。工質(zhì)在越過邊界時，其熱力學(xué)能也越過了邊界。但熱力學(xué)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。3．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。4．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(dāng)?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。5．答：溫度計隨物體的冷熱程度不同有顯著的變化。6．答：任何一種經(jīng)驗溫標(biāo)不能作為度量溫度的標(biāo)準(zhǔn)。由于經(jīng)驗溫標(biāo)依賴于測溫物質(zhì)的性質(zhì)，當(dāng)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(biāo)志來測量溫度時，除選定為基準(zhǔn)點的溫度，其他溫度的測定值可能有微小的差異。7．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。8．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。9．答：經(jīng)歷一個不可逆過程后系統(tǒng)可以恢復(fù)為原來狀態(tài)。系統(tǒng)和外界整個系統(tǒng)不能恢復(fù)原來狀態(tài)。10．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(fù)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(fù)到原狀態(tài)，外界產(chǎn)生變化。11．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 熱力學(xué)第一定律1．答：將隔板抽去，根據(jù)熱力學(xué)第一定律其中所以容器中空氣的熱力學(xué)能不變。若有一小孔，以B為熱力系進(jìn)行分析只有流體的流入沒有流出，忽略動能、勢能B部分氣體的熱力學(xué)能增量為，A部分氣體的熱力學(xué)能減少量為2．答:熱力學(xué)第一定律能量方程式不可以寫成題中所述的形式。對于只有在特殊情況下，功可以寫成。熱力學(xué)第一定律是一個針對任何情況的定律，不具有=這樣一個必需條件。對于公式，功和熱量不是狀態(tài)參數(shù)所以不能寫成該式的形式。3．答：適用于任何過程，任何工質(zhì)可逆過程，任何工質(zhì)4．答：推動功是由流進(jìn)（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)的流進(jìn)（出）所以不存在這樣進(jìn)行傳遞的功。5．答：可以。穩(wěn)定流動能量方程式可應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換關(guān)系。第三章 理想氣體的熱力學(xué)能與焓熵計算1．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小）估計作為理想氣體處理時可能引起的誤差；k應(yīng)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。2．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。3．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。4．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(xué)能、焓都僅僅是溫度的函數(shù)。5．答：對于確定的理想氣體在同一溫度下為定值，為定值。在不同溫度下為定值，不是定值6．答：麥耶公式的推導(dǎo)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7．答：在工程熱力學(xué)里，在無化學(xué)反應(yīng)及原子核反應(yīng)的過程中，化學(xué)能、原子核能都不變化，可以不考慮，因此熱力學(xué)能包括內(nèi)動能和內(nèi)位能。內(nèi)動能由溫度決定，內(nèi)位能由決定。這樣熱力學(xué)能由兩個狀態(tài)參數(shù)決定。所以熱力學(xué)能是狀態(tài)參數(shù)。由公式可以看到，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(xué)能和焓只是溫度的函數(shù)。8．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。9．答：在工程熱力學(xué)里需要的是過程中熱力學(xué)能、焓、熵的變化量。熱力學(xué)能、焓、熵都只是溫度的單值函數(shù)，變化量的計算與基準(zhǔn)的選取無關(guān)。熱力學(xué)能或焓的參照狀態(tài)通常取0K或0℃時焓值為0，熱力學(xué)能值為0。熵的基準(zhǔn)狀態(tài)取=101325Pa、=0K熵值為0：氣體熱力性質(zhì)表中的及基準(zhǔn)是態(tài)是，=101325Pa11．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(xué)能變化量及焓變化量可由下面兩式計算得到：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(xué)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(xué)能、焓不變?nèi)缟蠄D。熱量無法在圖中表示出來。12．答：可以。因為熵是狀態(tài)參數(shù)，只與初終狀態(tài)有關(guān)，與過程無關(guān)。13．答：中，為一微元可逆變化過程中與熱源交換的熱量，而中為工質(zhì)溫度升高所吸收的熱量，他們是不能等同的所以這一結(jié)論是錯
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