《工程熱力學(xué)》第四版課后思考題答案-全文預(yù)覽
【正文】 想氣體的Du和Dh不一定等于零，也不可能相等，所以理想氣體定溫過程的膨脹功等于技術(shù)功不能推廣到任意氣體。\ q123=q12+q23= cv(T2–T1)+ cv(T3–T2)+R(T3–T2) = cv(T3–T1)+R(T3–T2)q143= q14+ q43= cv(T4–T1)+R(T4–T1)+cv(T3–T4)= cv(T3–T1)+R(T4–T1)于是 q123–q143= R(T3–T2)–R(T4–T1)=R[(T4–T1)–(T4–T1)]= R(–1)(T4–T1)0所以，q123185。(2) 絕熱過程即定熵過程； ——錯(cuò)誤，可逆絕熱過程是定熵過程，不可逆絕熱過程不是定熵過程。攪拌功dw以機(jī)械能形式通過系統(tǒng)邊界，在工質(zhì)內(nèi)部通過流體內(nèi)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，從而?dǎo)致溫度和熱力學(xué)能升高。q=Du+w, 對于理想氣體，q=w=或q=Dh+wt, 對于理想氣體，q =wt=。分析步驟1) 建立過程方程式；2) 找出（基本）狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律，確定不同狀態(tài)下參數(shù)之間的關(guān)系；3) 求出能量參數(shù)的變化（過程功、技術(shù)功、熱力學(xué)能、焓、熵、傳熱量等等）；4) 畫出過程變化曲線（在Ts圖、pv圖上）。133頁思考題1．要解決的問題：揭示過程中狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律，揭示熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換情況，找出其內(nèi)在規(guī)律及影響轉(zhuǎn)化的因素。水既不是理想氣體，汽化又不是單相變化，所以q=w的結(jié)論是錯(cuò)的。三相點(diǎn)容易實(shí)現(xiàn)，臨界點(diǎn)不容易實(shí)現(xiàn)。三相點(diǎn)是三相共存點(diǎn)，在該點(diǎn)發(fā)生的相變都具有相變潛熱。幾乎所有的純物質(zhì)（非混合物）都有飽和狀態(tài)的概念，也存在臨界狀態(tài)。錯(cuò)在c不是狀態(tài)參數(shù)，與過程有關(guān)。不可逆過程傳熱量不能用曲邊梯形面積表達(dá)，但是熱力學(xué)能和焓還可以用原方式表達(dá)，因?yàn)闊崃W(xué)能和焓都是狀態(tài)參數(shù)，其變化與過程路徑無關(guān)。（p=101325Pa，T=）、（p=101325Pa，T=），水的三相點(diǎn)，等等。所有情況下工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓和熵為零的基準(zhǔn)都可以任選？不那么絕對，但是在工程熱力學(xué)范圍內(nèi)，可以這么說。7．不矛盾。4．是的。所處狀態(tài)發(fā)生變化，氣體的摩爾體積也隨之發(fā)生變化。還可以討論什么情況下，把氣體按照理想氣體處理，這已經(jīng)是后一個(gè)問題了。qm3（h3+cf32/2+gz3）qm3 3 p3, T3 1 3 qm1 p1, T1 2 1 qm2 p2, T2 2圖214 分流如果合流前后流速變化不太大，且勢能變化一般可以忽略，則能量方程為：qm1h1+ qm2h2= qm3h3出口截面上焓值h3的計(jì)算式h3= （qm1h1+ qm2h2）/ qm3本題中，如果流體反向流動就是分流問題，分流與合流問題的能量方程式是一樣的，一般習(xí)慣前后反過來寫。 dW=d(pV)+ dWt= d(pV)++mgdz+dWidWt= +mgdz+dWi13. 進(jìn)入系統(tǒng)的能量–離開系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)貯存能量的變化系統(tǒng)貯存能量的變化：不變。如果考慮一段時(shí)間內(nèi)活塞式壓氣機(jī)的工作狀況和能量轉(zhuǎn)換情況，就需要把它當(dāng)成穩(wěn)定流動系統(tǒng)處理，包括進(jìn)排氣都認(rèn)為是連續(xù)的。利用開口系統(tǒng)的一般能量方程式推導(dǎo)的最終結(jié)果也是如此。推動功既可以出現(xiàn)在開口系能量方程中，也可以出現(xiàn)在閉口系能量方程式中（需要把w拆開，w＝wt＋D(pv)）。后者適用于任意系統(tǒng)、任意工質(zhì)和可逆過程。5． q=Du+pvq2q1=(u2u1)+(w2w1)不可以。3．不能。熱力學(xué)能是工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)，是工質(zhì)的性質(zhì)，是工質(zhì)內(nèi)部儲存能量，是與狀態(tài)變化過程無關(guān)的物理量。14．系統(tǒng)經(jīng)歷一可逆正向循環(huán)和其逆向可逆循環(huán)后，系統(tǒng)和外界沒有變化。11．pv1 a b 2經(jīng)歷一個(gè)不可逆過程后，系統(tǒng)可以恢復(fù)原來狀態(tài)，它將導(dǎo)致外界發(fā)生變化。將能量傳遞和質(zhì)量傳遞（冷水源、熱水匯、熱源、電源等）全部包括在內(nèi)，構(gòu)成孤立系統(tǒng)。7．有勢差（溫度差、壓力差、濃度差、電位差等等）存在。3．平衡狀態(tài)一定是穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定狀態(tài)則不一定是平衡狀態(tài)。2．不對，絕熱系的絕熱是指熱能單獨(dú)通過系統(tǒng)邊界進(jìn)行傳遞（傳熱量），隨物質(zhì)進(jìn)出的熱能（準(zhǔn)確地說是熱力學(xué)能）不在其中。5．熱力學(xué)第零定律The zeroth law of thermodynamics enables us to measure temperature. In order to measure temperature of body A, we pare body C — a thermometer — with body A and temperature scales (溫度的標(biāo)尺，簡稱溫標(biāo)) separately. When they are in thermal equilibrium, they have the same temperature. Then we can know the temperature of body A with temperature scale marked on thermometer.，因?yàn)闇y溫結(jié)果依賴于測溫物質(zhì)的性質(zhì)。包括電加熱器則為開口絕熱系統(tǒng)（b圖）。不考慮燃燒時(shí)，燃料燃燒是熱源，燃?xì)夤べ|(zhì)吸熱；系統(tǒng)包括燃燒時(shí)，油料發(fā)生減少。過程1a2的作功量是確定的，而過程1b2的作功量不確定，因而無法比較。56頁思考題1．不是。氫氧燃料電池中化學(xué)能變化是主要的能量變化，因而不可忽略。隔板 A B圖212 自由膨脹4． q=Du＋wq=0，Du為負(fù)值（u減少），轉(zhuǎn)化為氣體的動能，動能在B中經(jīng)內(nèi)部摩擦耗散為熱能被氣體重新吸收，熱力學(xué)能增加，最終Du =0。6． 前者適用于任意系統(tǒng)、任意工質(zhì)和任意過程。我個(gè)人認(rèn)為推動功應(yīng)該定義為由于工質(zhì)在一定狀態(tài)下占有一定空間所具有的能量，它是工質(zhì)本身所固有的性質(zhì)，是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。下游無工質(zhì)，故不需要推動功。一般把活塞式壓氣機(jī)取為閉口系統(tǒng)，是考察其一個(gè)沖程內(nèi)的熱力變化過程。12．答：都滿足。qm1（h1+cf12/2+gz1）+ qm2（h2+cf22/2+gz2）離開系統(tǒng)的能量：qm3帶出的，沒有機(jī)械能（
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