【正文】 流過程線。 答：摩擦損耗包含在流體出口的焓值里。 第八章 答：改變氣流速度主要是氣流本身狀態(tài)變化。因?yàn)闇囟炔蛔儾槐硎緹崃W(xué)能不變。而其他物質(zhì)則相反。所以同樣適用于不可逆過程。 答：對(duì)簡(jiǎn)單可壓縮的系統(tǒng)，任意一個(gè)狀態(tài)參數(shù)都可以表示成另外兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)的函數(shù)。 對(duì)應(yīng)態(tài)原理并不是十分精確，但大致是正確的。 答：范德瓦爾方程其計(jì)算精度雖然不高，但范德瓦爾方程式的價(jià)值在于能近似地反映實(shí)際氣體性質(zhì)方面的特征，并為實(shí)際氣體狀態(tài)方程式的研究開拓了道路，因此具有較高的地位?；蛘咴诔爻合拢切┎灰滓夯臍怏w，如氧氣、氦氣、空氣等的性質(zhì)與理想氣體相似，可以將它們看作理想氣體，使研究的問題簡(jiǎn)化。212 )()(,0??????????????pppttqTTcTTchhwqwhq所以絕熱過程 由 54 圖可知，可逆絕熱壓縮過程的技術(shù)功 為面積 12Tjm1，不可逆絕熱壓縮過程的技術(shù)功為面積 12’Tfm1,不可逆過程的用損失為面積 1gnm1。 10. 答：由圖 52 可知 caba qq ?? ? baq? 為 1ab21 的面積； caq? 為 1ac 21 的面積 。 7. 答：不違反熱力學(xué)第二定 律，對(duì)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(xué)第二定律。 5. （ 1）（ ） （ 2）（ ） （ 3）（ ） 。低溫?zé)嵩吹淖詣?dòng)傳熱 Q2 給高溫?zé)嵩?，又從熱機(jī)處接受 Q2，故并未受任何影響。 4. 答：熱力學(xué)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。自發(fā)過程是不可逆過程是正確的。 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。所以 21 uuw ?? 和 21 hhwt ?? 不只限于可逆絕熱過程。所以說 q 是與途徑有關(guān)的。 答：不是都適用。 1（ 1）（ ） （ 2）（ ） （ 3）（ ） （ 4）（ ） （ 5）（ √） 。熱量無法在圖中表示出來。 對(duì)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(jì)算得到： 21,139。熱力學(xué)能或焓的參照狀態(tài)通常取 0K或 0℃ 時(shí)焓值為 0，熱力學(xué)能值為 0。實(shí)際氣體有兩個(gè)獨(dú)立的參數(shù)。所以熱力學(xué)能是狀態(tài)參數(shù)。 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(shí)際氣體。 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。 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?jì)作為理想氣體處理時(shí)可能引起的誤差； k 應(yīng)考慮計(jì)算所要求的精度。進(jìn)、出口工質(zhì)的流動(dòng)動(dòng)能及重力位能的變化可以忽略不計(jì)時(shí)，穩(wěn)定流動(dòng)的開口 系統(tǒng)的軸功即等于技術(shù)功；膨脹功等于技術(shù)功與流動(dòng)功的代數(shù)和。對(duì)于閉口系統(tǒng)，不存在工質(zhì)的思考題 流進(jìn)（出）所以不存在這樣進(jìn)行傳遞的功。熱力學(xué)第一定律是一個(gè)針對(duì)任何情況的定律，不具有 w = pv 這樣一個(gè)必需條件。 第二章 答： 將隔板抽去，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 wuq ??? 其中 0,0 ?? wq 所以容器中空氣的熱力學(xué)能不變。系統(tǒng)和外界整個(gè)系統(tǒng)不能恢復(fù)原來狀態(tài)。由于經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)依賴于測(cè)溫物質(zhì)的性質(zhì)，當(dāng)選用不同測(cè)溫物質(zhì)的溫度計(jì)、采用不同的物理量作為溫度的標(biāo)志來測(cè)量溫度時(shí)，除選定為基準(zhǔn)點(diǎn)的溫度，其他溫度的測(cè)定值可能有微小的差異。當(dāng)?shù)卮髿鈮翰灰欢ㄊ黔h(huán)境大氣壓。平衡狀態(tài)并非穩(wěn)定狀態(tài)之必要條件。工質(zhì)在越過邊界時(shí)，其熱力學(xué)能也越過了邊界。思考題 第一章 答：不一定。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。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)。環(huán)境大氣壓是指壓力儀表所處的環(huán)境的壓力。 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：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。 若有一小孔，以 B為熱力系進(jìn)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(dòng)能、勢(shì)能 111111mhUmhdUmhdECV?????? B部分氣體的熱力學(xué)能增量為 U? ， A部分氣體的熱力學(xué)能減少量為 U? 。對(duì)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：可以。 答：忽略動(dòng)能影響的穩(wěn)定流動(dòng)、且混合過程為絕熱： iWHHHQ???? ??????? ??? 123 所以 322113221133213mmmmmmqhqhqhhqhqhqHHH?????????。若為理想氣體則可使用理想氣體的公式。 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)。 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(dòng)能和內(nèi)位能。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)。理想氣體忽略了分子間的作用力，所以只取決于溫度。熵 的基準(zhǔn)狀態(tài)取 0p =101325Pa、 0T =0K熵值為 0。212 )()( ??????? vvv qTTcTTcu 思考題 21,139。 1答： 可以。 1答：不適用 1答：因?yàn)?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(guān)系不能確定。第一組公式適用于任何一種過程。 答：成立。 （ 1）（）（ 2）（）（ 3）（）。表述不正確，對(duì)于可逆的定溫過程，所吸收的熱量可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但是自身狀態(tài)發(fā)生了變化。非自發(fā)過程卻不一定為可逆過程。 假設(shè)熱量 Q2 能夠從溫度 T2 的低溫?zé)嵩醋詣?dòng)傳給溫度為 T1 的高溫?zé)嵩础＿@就成了第二類永動(dòng)機(jī)。 6. 答：這兩個(gè)公式不相同。 8.（ 1）（ ） （ 2）（ ） （ 3）（ ） 。 11. 答：由同一初態(tài)經(jīng)可逆絕熱壓縮和不可逆絕熱壓縮兩種過程到相同終壓如 53 圖所示。 12. 答：若系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的是不可逆過程則系統(tǒng)的總能不變，總熵增加，總火用減小。 答：壓縮因子為溫度、壓力相同時(shí)的實(shí)際 氣體比體積與理想氣體比體積之比。 答：當(dāng)需要較高的精度時(shí)應(yīng)采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬和得到 a、 b。它可以使我們?cè)谌狈υ敿?xì)資料的情況下，能借助某一資料充分的參考流體的熱力性質(zhì)來估算其他流體的性質(zhì)。其中，某些狀態(tài)參數(shù)若表示成特定的兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)的函數(shù)時(shí)，只需一個(gè)狀態(tài)函數(shù)就可以確定系統(tǒng)的其它參數(shù)，這樣的函數(shù)就稱為“特性函數(shù)” 由函數(shù) ),( psuu? 知 dppudssuduvp ???????? ????????? ??? 且 pdvTdsdu ?? 將兩公式進(jìn)行對(duì)比則有psuT ?????????，但是對(duì)于比容無法用該函數(shù)表示出來，所以此函數(shù) 不是特性函數(shù)。 答：比熱容一般關(guān)系式： TPvp vpTvTcc )()( 2 ??????? 對(duì)于液態(tài)水，在壓力不變條件下，比容隨溫度的變化很小，因而 cpcv≈ 0。 第七章 答：水的三相點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)不是唯一的，其中溫度、壓力是定值而比體積不是定值；臨界點(diǎn)是唯一的，其比體積、溫度、壓力都是確定的；三相點(diǎn)是三相共存的點(diǎn)，臨界點(diǎn)是飽和水線與飽和蒸汽線的交點(diǎn)，在該點(diǎn)飽和水線與飽和蒸汽線不再有分別。這里分析的是水，定壓汽化有相變，不能作為理想氣體來處理，所以 0??u 。 答：氣流速度為亞聲速時(shí)圖 61 中的 1 圖宜于作噴管， 2 圖宜于作擴(kuò)壓管， 3 圖宜于作噴管。摩擦引起出口速度變小，出口動(dòng)能的減小引起出口焓值的增大。在節(jié)流口附近流體發(fā)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)及 渦流，不能用平衡態(tài)熱力學(xué)方法分析，不能確定各截面的焓值。 第九章 答：分級(jí)壓縮主要是減小余隙容積對(duì)產(chǎn)氣量的影響，冷卻作用只是減小消耗功。 答：由第一定律能量方程式 twhq ??? ， 定溫過程 0??h ，所以 sTqww tc ??????? ，同時(shí) 21ln ppRs g??則有 121 ln ppTRw gc ? 多變過程 qhww tc ????? ? ? ? ?1212 1111 TTRkn knTT knq gv ?????????? ? ?????????????????????????????? ???????1111112112112 nnggp ppTRkkTTTRkkTTch ??????????????????????111121 nngc ppTRnnw 絕熱壓縮過程 0?q ，所以 ? ?????????????????????????????? ??????????1111112112112 kkggptc ppTRkkTTTRkkTTchww 等溫過程所作的功為 圖 71 中面積 12Tmn1，絕熱過程所作的功為圖中面積 1 39。20139。對(duì)于不可逆絕熱壓縮過程 wuq ??? ， uw ??? ，而可逆絕熱壓縮過程 wuq ??? ， uqw ??? 所以不可逆過程消耗 的功大，數(shù)值為 ?21Tds 第十章 答：分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法：首先把實(shí)際過程的不可逆過程簡(jiǎn)化為可逆過程。因?yàn)?21vv?? 而 12 pp?? 對(duì)于定壓加熱理想循環(huán)kkvvpp ??? )( 2112 帶入效率公式可知二者相等。如果采用極限回?zé)幔梢蕴岣邿嵝实璧幕?熱器換熱面積趨于無窮大，無法實(shí)現(xiàn)。 答：該理論循環(huán)熱效率比定壓燃燒噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的熱效率降低。 第十一章 答：圖 101 中循環(huán) 673456 局限于飽和區(qū)，上限溫度受制于臨界溫度，導(dǎo)致其平均吸熱溫度較低，故即使實(shí)現(xiàn)卡諾循環(huán)其熱效率也不高。因此很長(zhǎng)一段時(shí)期不再設(shè)計(jì)制造再熱循環(huán)工作設(shè)備。01139。011???? ?????????? ?? ?jjjjjNk kj hhhh?? 2）對(duì)于表面式回?zé)峒訜崞?，其抽氣量仍是通過熱平衡方程求取 ? ? ? ?39。0039。而實(shí)際循環(huán)中存在各種不可逆損失，由于工質(zhì)性質(zhì)不同，不可逆因素和不可逆程度是各不相同的，因此其熱效率與工質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。 答：柴油機(jī)的汽缸壁因?yàn)橛欣鋮s水和進(jìn)入氣缸的空氣冷卻，燃燒室和葉片都可以冷卻，其材料可以承受較高燃?xì)鉁囟龋細(xì)鉁囟韧ǔ？筛哌_(dá) 18002300K，而蒸汽循環(huán)蒸汽過熱器外面是高溫燃?xì)饫锩媸钦羝?，所以過熱器壁面溫度必定高于蒸汽溫度，這與柴油機(jī)是不同的，蒸汽循環(huán)的最高蒸汽溫度很少超過 600K.。而該題中的想法恰恰是又增加了 溫差傳熱不可逆因素。在實(shí)際工程應(yīng)用中用的是可用能。工質(zhì)在節(jié)流閥中的過程是不可逆絕熱過程，不可逆絕熱節(jié)流熵增大，所以不但減少了制冷量也損失了可逆絕熱膨脹可以帶來的功量。 答：采用回?zé)岷鬀]有提高其理論制冷系數(shù)但能夠提高其實(shí)際制冷系數(shù)。 (如果有，就不必壓縮制冷了 )。從熱力學(xué)第二定律的角度來看，無論是消耗機(jī)械能還是熱能都是使熵增大，以彌補(bǔ)熱量從低溫物體傳到高溫物體造成的熵的減小，從而使孤立系統(tǒng)保持熵增大。晴天則恰恰相反，所以容易感。當(dāng)?shù)陀诼饵c(diǎn)溫度時(shí)就有水蒸氣不斷凝結(jié)析出，這就形成了白色霧狀氣體。 答：露點(diǎn)：濕空氣中水蒸氣的分壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度稱為濕空氣的露點(diǎn)溫度，或簡(jiǎn)稱露點(diǎn)。霧的形成基本條件，一是近地面空氣中的水蒸氣含量充沛，二是地面氣溫低。溫度逐漸降低且保持含濕量不變，當(dāng)溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)就有水珠析出，這就形成露。如果溫度在 0176。 答：含濕量 d： 1 千克干空氣所帶有的的水蒸汽的質(zhì)量。穩(wěn)定流動(dòng)開口系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量也可以保持恒定。 答：只有在沒有外界影響的條件下，工質(zhì)的狀